本文關(guān)鍵詞：大直徑棒材在線淬火—回火關(guān)鍵技術(shù)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前,棒材一般采用離線的方式進(jìn)行熱處理,生產(chǎn)效率低且成本較高。在線熱處理(淬火-回火)是大棒材生產(chǎn)中先進(jìn)的生產(chǎn)工藝,此工藝使棒材具有較好綜合機(jī)械性能的同時(shí),還能節(jié)約能源,提高生產(chǎn)效率。目前,棒材在線熱處理技術(shù)的研究集中于中小規(guī)格,而對(duì)大直徑棒材(Φ50~150mm)在線淬火-回火技術(shù)的研究則相對(duì)較少。本文以45鋼、40Cr鋼和42CrMo鋼等大直徑棒材為研究對(duì)象,采用實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對(duì)大棒在線淬火-回火過(guò)程中的關(guān)鍵理論和技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行研究,為大直徑棒材在線淬火線-回火技術(shù)的開(kāi)發(fā)及現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)提供了依據(jù)。主要研究?jī)?nèi)容如下:通過(guò)淬火試驗(yàn)確定淬火臨界冷卻速度作為判定三種鋼種最大淬硬層深度的依據(jù)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)與有限元模擬方法相結(jié)合,研究了淬火水壓對(duì)不同規(guī)格棒材最大淬硬層深度的影響規(guī)律,通過(guò)分析比較確定了合適的淬火水壓。計(jì)算不同規(guī)格棒材最大淬硬層深度,以及基于最大淬硬層深度所需最長(zhǎng)淬火時(shí)間,為在線淬火線的設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。通過(guò)回火試驗(yàn)測(cè)定棒材不同條件下回火時(shí)的硬度。結(jié)果表明:隨著回火溫度(時(shí)間)的升高(延長(zhǎng)),回火后棒材截面硬度均不斷降低,且回火溫度對(duì)回火硬度影響程度更大�；貧w出三種鋼種棒材表面回火硬度隨回火溫度及回火時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系式。研究了回火工藝對(duì)棒材組織與性能的影響規(guī)律:隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng),碳化物的析出更加彌散,回火后棒材獲得更好的強(qiáng)度與塑韌性配合,沿徑向各項(xiàng)性能更加均勻。根據(jù)產(chǎn)能要求進(jìn)行計(jì)算,提出采用感應(yīng)加熱作為棒材回火加熱的方式。對(duì)實(shí)際棒材感應(yīng)加熱過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬,確定了合適的回火線工藝制度。本文對(duì)不同直徑棒材感應(yīng)加熱過(guò)程中溫度場(chǎng)進(jìn)行分析,結(jié)果表明該工藝條件滿(mǎn)足高溫回火的要求,而且比傳統(tǒng)加熱爐回火節(jié)省大量時(shí)間。計(jì)算不同直徑棒材產(chǎn)量,為在線回火線的建設(shè)提供參考�；谧畲蟠阌矊由疃�,模擬了不同直徑棒材淬火及自回火的溫度場(chǎng),研究了不同規(guī)格棒材實(shí)現(xiàn)高溫自回火的可能性。同時(shí),基于不同的淬硬層深度,探討了不同規(guī)格棒材自回火情況。
【關(guān)鍵詞】：大直徑棒材 在線淬火 在線回火 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG162.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 在線淬火的特點(diǎn)10-11
• 1.2 在線回火的特點(diǎn)11-13
• 1.2.1 感應(yīng)加熱回火12-13
• 1.2.2 棒材余熱自回火13
• 1.3 在線淬火的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 感應(yīng)加熱數(shù)值分析的研究14-16
• 1.5 棒材自回火的研究16-17
• 1.6 本文研究的背景、目的和意義17
• 1.7 課題研究的主要內(nèi)容和方法17-18
• 1.8 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)18-19
• 第二章 大棒材在線淬硬層深度的計(jì)算19-33
• 2.1 棒材臨界冷卻速度的測(cè)定19-21
• 2.1.1 臨界冷卻速度的定義19-20
• 2.1.2 臨界冷卻速度的測(cè)量20-21
• 2.2 大棒材在線淬硬層深度的確定21-22
• 2.3 穿水試驗(yàn)設(shè)備的設(shè)計(jì)及淬火實(shí)驗(yàn)22-24
• 2.3.1 試驗(yàn)設(shè)備的確定22
• 2.3.2 淬火水壓對(duì)棒材淬硬層深度的影響22-24
• 2.4 在線淬火過(guò)程數(shù)值模擬24-32
• 2.4.1 在線淬火過(guò)程表面換熱系數(shù)的選取25
• 2.4.2 棒材最大淬硬層深度計(jì)算25-28
• 2.4.3 有限元結(jié)果的驗(yàn)證28-30
• 2.4.4 基于最大淬硬層深度所需最長(zhǎng)淬火時(shí)間30-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章 合金鋼棒材在線回火基礎(chǔ)研究33-50
• 3.1 回火工藝參數(shù)的設(shè)定及實(shí)驗(yàn)方法33-34
• 3.1.1 工藝參數(shù)的確定33-34
• 3.1.2 回火實(shí)驗(yàn)方法及步驟34
• 3.2 回火工藝對(duì)淬火鋼硬度的影響規(guī)律34-41
• 3.2.1 45鋼回火試驗(yàn)數(shù)據(jù)34-37
• 3.2.2 40Cr鋼回火試驗(yàn)數(shù)據(jù)37-39
• 3.2.3 42CrMo鋼回火試驗(yàn)數(shù)據(jù)39-41
• 3.3 回火溫度及回火時(shí)間對(duì)回火硬度的影響比較41-43
• 3.4 回火時(shí)間和溫度對(duì)回火硬度影響規(guī)律分析43-46
• 3.5 回火組織的研究46-47
• 3.6 回火對(duì)強(qiáng)韌性能影響47-48
• 3.7 本章小結(jié)48-50
• 第四章 在線感應(yīng)回火線關(guān)鍵參數(shù)的計(jì)算50-66
• 4.1 根據(jù)產(chǎn)能計(jì)算回火時(shí)間50-52
• 4.2 電磁感應(yīng)加熱相關(guān)影響因素處理52-53
• 4.2.1 輻射和空氣對(duì)流的影響及計(jì)算處理方法52-53
• 4.2.2 工件移動(dòng)的影響及處理53
• 4.2.3 線圈與工件感生電流相互影響的處理53
• 4.3 數(shù)值模擬計(jì)算模型的建立53-57
• 4.3.1 問(wèn)題的描述和假設(shè)54
• 4.3.2 幾何模型、邊界條件54-55
• 4.3.3 有限元網(wǎng)格的劃分55-56
• 4.3.4 材料特性56
• 4.3.5 外加激勵(lì)電流強(qiáng)度的確定56-57
• 4.3.6 初始條件的添加57
• 4.4 磁感應(yīng)加熱數(shù)值模擬計(jì)算分析57-63
• 4.4.1 感應(yīng)加熱溫度場(chǎng)分析57-60
• 4.4.2 加熱布置方式的確定60
• 4.4.3 加熱時(shí)棒材運(yùn)行速度的影響60-61
• 4.4.4 在線淬火-感應(yīng)加熱回火制度的確定61-63
• 4.5 鋼種及線圈直徑的影響63-64
• 4.5.1 對(duì)其他鋼種的計(jì)算63-64
• 4.5.2 線圈直徑的影響64
• 4.6 本章小結(jié)64-66
• 第五章 棒材淬火-自回火的研究66-71
• 5.1 典型規(guī)格鋼種自回火的研究66-67
• 5.2 短時(shí)淬火及自回火的計(jì)算67-68
• 5.3 自回火保溫坑模擬試驗(yàn)68-70
• 5.4 本章小結(jié)70-71
• 第六章 結(jié)論71-72
• 參考文獻(xiàn)72-77
• 在學(xué)研究成果77-78
• 致謝78

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