【摘要】：將基于鋁合金析出動力學(xué)的淬火因子分析(QFA)方法與有限元分析方法相結(jié)合,先計算了7050鋁合金厚板噴淋淬火過程的淬火敏感因子,然后對末端淬火試樣的硬度進(jìn)行了有限元模擬,分析了板厚和噴水壓力對淬火硬度的影響,最后用末端淬火試驗對模擬結(jié)果進(jìn)行了驗證。結(jié)果表明:噴水壓力的下降會造成淬火后合金板硬度的下降,板的厚度越大,噴水壓力的影響程度越弱;對于厚度較薄(50mm)的板材,淬透效果與噴水壓力密切相關(guān),噴水壓力從500kPa降低至10kPa時,其心部硬度會下降1.8%;噴水壓力對厚度超過100mm的板材淬透效果的影響有限,噴水壓力從500kPa降低至10kPa時,心部硬度的下降小于0.5%。
【圖文】：

，最大值為４．８７５。在有限元軟件ＡＢＡＱＵＳ上耦合ＵＭＡＴ子程序?qū)δ┒藝娏艽慊鸷秃癜宕慊疬^程中的淬火敏感因子進(jìn)行計算。以７０５０鋁合金作為研究對象，主要熱力學(xué)參數(shù)取自參考文獻(xiàn)［１０］。７０５０鋁合金單級時效后對應(yīng)的ＣＣＴ曲線計算參數(shù)見表１［１５］。表１ＣＣＴ曲線計算參數(shù)Ｔａｂ．１ＣＣＴｃｕｒｖｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｋ１ｋ２ｋ３ｋ４ｋ５ｌｎ０．９５１．３×１０－１２４７００９１５１２８０００由圖３可知，試樣底部（淬火端）和頂部的實測硬度分別為１９３ＨＶ和１５３ＨＶ，頂部硬度較底部硬度約下降了２０．７％。根據(jù)式（３），取ｙｍａｘ＝１９３，計算得到底部和頂部的硬度分別為１９０ＨＶ和１５１ＨＶ，頂部硬度較底部硬度約下降了２０．６％。這說明將淬火敏感因子與有限元計算相結(jié)合（即一維假設(shè)下測量得到的冷卻速率與性能的關(guān)系經(jīng)過數(shù)學(xué)擬合后再通過有限元方法引入三維實體中），可以準(zhǔn)確預(yù)測鋁合金完成固溶時效后的性能，計算過程中的誤差小于１０％，在允許的范圍內(nèi)。圖３末端淬火試樣硬度的模擬值和實測值Ｆｉｇ．３Ｃａｌｃｕｌａｔｅｄａｎｄｍｅａｓｕｒｅｄｈａｒｄｎｅｓｓｏｆｅｎｄ－ｑｕｅｎｃｈｅｄｓａｍｐｌｅ２鋁合金厚板噴淋淬火結(jié)果的有限元預(yù)測鋁合金厚板一般使用輥底式噴淋淬火爐進(jìn)行淬８６

，最大值為４．８７５。在有限元軟件ＡＢＡＱＵＳ上耦合ＵＭＡＴ子程序?qū)δ┒藝娏艽慊鸷秃癜宕慊疬^程中的淬火敏感因子進(jìn)行計算。以７０５０鋁合金作為研究對象，，主要熱力學(xué)參數(shù)取自參考文獻(xiàn)［１０］。７０５０鋁合金單級時效后對應(yīng)的ＣＣＴ曲線計算參數(shù)見表１［１５］。表１ＣＣＴ曲線計算參數(shù)Ｔａｂ．１ＣＣＴｃｕｒｖｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｋ１ｋ２ｋ３ｋ４ｋ５ｌｎ０．９５１．３×１０－１２４７００９１５１２８０００由圖３可知，試樣底部（淬火端）和頂部的實測硬度分別為１９３ＨＶ和１５３ＨＶ，頂部硬度較底部硬度約下降了２０．７％。根據(jù)式（３），取ｙｍａｘ＝１９３，計算得到底部和頂部的硬度分別為１９０ＨＶ和１５１ＨＶ，頂部硬度較底部硬度約下降了２０．６％。這說明將淬火敏感因子與有限元計算相結(jié)合（即一維假設(shè)下測量得到的冷卻速率與性能的關(guān)系經(jīng)過數(shù)學(xué)擬合后再通過有限元方法引入三維實體中），可以準(zhǔn)確預(yù)測鋁合金完成固溶時效后的性能，計算過程中的誤差小于１０％，在允許的范圍內(nèi)。圖３末端淬火試樣硬度的模擬值和實測值Ｆｉｇ．３Ｃａｌｃｕｌａｔｅｄａｎｄｍｅａｓｕｒｅｄｈａｒｄｎｅｓｓｏｆｅｎｄ－ｑｕｅｎｃｈｅｄｓａｍｐｌｅ２鋁合金厚板噴淋淬火結(jié)果的有限元預(yù)測鋁合金厚板一般使用輥底式噴淋淬火爐進(jìn)行淬８６
【作者單位】： 中南大學(xué)粉末冶金研究院;中南大學(xué)輕合金研究院;
【基金】：國家重點研發(fā)計劃項目(2016YFB0300801) 國家重點基礎(chǔ)研究計劃項目(2012CB619502) 國家自然科學(xué)基金重大科研儀器設(shè)備研制專項(51327902);國家自然科學(xué)基金資助項目(51201186)
【分類號】：TG166.3

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本文編號：2540513