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《昆明理工大学》 2005年
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T10钢高压气体淬火过程中的数值模拟和应用研究

侯立军  
【摘要】:为了深入研究金属及合金高压气体淬火技术的理论及应用情况,预测工件高压气体淬火后的性能,论文结合力学、传热学、材料科学和计算机科学等学科知识,从T10钢高压氮气淬火实验出发,对金属及合金高压气体淬火过程进行了理论研究和数值模拟。 论文从高压气体淬火工艺的工业应用情况出发,综合分析了高压气体淬火技术的发展现状、高压气体淬火数值模拟的研究现状;主要研究了金属及合金工件高压气体淬火时非线性导热的基本情况和相关的数学模型;模拟计算了T10钢高压氮气淬火时工件内相成分变化情况和相变潜热释放量;计算了工件高压氮气淬火时的表面综合换热系数;研究了T10钢工件高压氮气淬火时的淬冷温度场和热应力场;测试了T10钢工件高压氮气淬火时的冷却曲线、工件淬火后的硬度;观测了淬火后工件中的微观组织;比较了T10钢在不同氮气压力下淬火时的情况,讨论了主要研究结果和结论。 实验研究结果表明:1.T10钢高压氮气淬火时,工件的内外温差小,相应的热变形和热应力也较小,淬火后工件表面清洁,表面质量好;2.随着氮气压力的提高,气体的冷却能力、工件的冷却速度、工件淬火后的硬度等都得到了不同程度的提高。 理论研究和数值模拟研究的结果表明:1.应用有限差分法、非线性估计法以及实验测试结果,能够实现金属及合金高压氮气淬火时耦合相变效应情况下的表面综合换热系数的计算。计算结果表明,除相变阶段外,高压氮气淬火时的表面综合换热系数比较平稳,随着氮气压力的提高,表面综合换热系数呈总体增大趋势。2.应用材料的TTT曲线、Johnson-Mehlhe动力学计算式和Avrami动力学计算式所建立的金属及合金相成分计算模型能够实现金属及合金材料高压气体淬火时相成分的数值模拟计算。3.利用ANSYS有限元分析软件可以实现金属及合金材料高压气体淬火冷却时耦合相变因素情况下的温度场、热应力场和残余应力的模拟计算。 数值模拟结果与实验结果的比较分析表明:T10钢高压氮气淬火时的数值模拟结果与实际情况相吻合。高压氮气淬冷温度场的有限差分法计算结果利ANSYS有限元分析软件计算结果与实测结果吻合较好。相成分模拟计算结果与实际情况比
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TG156.3

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 杨长友;李自良;刘美红;葛夏文;;雾化气体淬火过程流场及温度场的数值分析[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2012年04期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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6 谢建斌,程赫明,何天淳;钢淬火时非线性热问题的研究[J];桂林工学院学报;2001年03期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 崔晓龙,万妮丽;大型锻件热处理过程的数值模拟研究[J];鞍钢技术;2004年06期
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 崔晓龙,万妮丽;大型锻件热处理过程的数值模拟研究[J];鞍钢技术;2004年06期
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7 谢建斌,程赫明,何天淳;钢淬火时非线性热问题的研究[J];桂林工学院学报;2001年03期
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
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2 董述峰;赵刚;叶传龙;鲍思前;张春林;刘小平;李俊弘;刘建兵;;ABAQUS软件对70钢丝铅浴淬火过程的模拟[J];金属热处理;2011年05期
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 黄传清,陈建荣,黄夏兰,袁建光,潘安民;宝钢2050mm热连轧低温轧制技术应用简析[J];宝钢技术;1999年01期
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5 高守义;高颖;赵志国;高峯;唐恩才;;连续冷却转变动力学的数学模拟[J];大连理工大学学报;1989年01期
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8 谢建斌,程赫明,何天淳;钢淬火时非线性热问题的研究[J];桂林工学院学报;2001年03期
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【相似文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 乔馨;于峰;刘源;;薄规格钢板淬火过程中的板形控制[A];2011年全国中厚板生产技术交流会论文集[C];2011年
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9 谢琰军;聂宝华;刘培英;;7050铝合金淬火析出模型[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
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中国重要报纸全文数据库 前9条
1 记者 林庆雄;一条手链“淬”出遂昌旅游“黄金成色”[N];丽水日报;2009年
2 先越蓉;非晶态硅钢的组织变化[N];世界金属导报;2002年
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4 谢倩 袁国;新余钢铁公司辊式淬火机实现薄规格板材淬火稳定生产[N];世界金属导报;2009年
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8 胡向泽 朱慧;万荣笑话:群众自己奶大的民间幽默[N];山西日报;2004年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李强;淬火过程的计算机模拟与试验研究[D];燕山大学;2003年
2 李辉平;淬火过程有限元模拟关键技术及工艺参数优化的研究[D];山东大学;2005年
3 牛山廷;淬火冷却过程三维有限元模拟及工艺参数优化的研究[D];山东大学;2007年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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5 郭明清;中厚板辊式淬火过程温度场及应力场数值模拟[D];内蒙古科技大学;2012年
6 韩毅;中厚板辊式淬火机淬火过程的温度场及板形控制研究[D];东北大学;2008年
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8 冯媛媛;热处理零件组织性能分布的计算机预测及其结构设计[D];山东农业大学;2010年
9 郑泽花;钢淬火换热系数计算及温度与微观组织模拟[D];大连理工大学;2010年
10 王同珍;淬火过程的计算机模拟[D];燕山大学;2004年
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