金屬材料熱處理的過(guò)程性因素非常復(fù)雜,往往只能通過(guò)熱處理后的結(jié)果,來(lái)假設(shè)過(guò)程中問(wèn)題的存在,然后逐一改進(jìn)。這種方法增加了生產(chǎn)成本,延沓了生產(chǎn)周期,并可能造成材料潛在的不可逆損傷,比如對(duì)此淬火后造成的淬火變形及裂紋。從上世紀(jì)末以來(lái),隨著計(jì)算機(jī)計(jì)算與運(yùn)行能力的提高,各種熱處理和熱加工通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬實(shí)現(xiàn)了對(duì)過(guò)程的仿真,極大的推進(jìn)了對(duì)熱處理過(guò)程的研究。其中,在介觀尺度上應(yīng)用最廣泛的模擬方法是元胞自動(dòng)機(jī)方法,他通過(guò)簡(jiǎn)單和靈活的形式,表征了復(fù)雜的系統(tǒng)。05Cr17Ni4Cu4Nb不銹鋼是新采用的錐銷(xiāo)材料,具有更高的強(qiáng)度,能夠承載末級(jí)葉片更高的轉(zhuǎn)速。本論文通過(guò)CA方法模擬了該材料的固溶-時(shí)效過(guò)程,主要內(nèi)容如下:（1）用有限差分模型,分析了當(dāng)前設(shè)備的溫度場(chǎng)分布;（2）基于晶粒隨溫度長(zhǎng)大的原理,建立了高溫固溶形態(tài)下的二維晶粒長(zhǎng)大元胞自動(dòng)機(jī)模型,模型考慮了固溶溫度和保溫時(shí)間這兩個(gè)主要影響因素,確定了材料的最優(yōu)固溶溫度范圍;（3）通過(guò)對(duì)Fe-Cu相圖的分析,結(jié)合主要析出溶質(zhì)的類(lèi)型,建立了沉淀相析出的二維元胞自動(dòng)機(jī)模型,模型同樣考慮了時(shí)效溫度和時(shí)間兩個(gè)主要參數(shù),分析了中間調(diào)整處理對(duì)材料的影響;（4）對(duì)模擬得到的工... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１汽輪機(jī)末級(jí)葉片安裝結(jié)構(gòu)圖??

得更為模糊，繼續(xù)提高到９５０?°Ｃ以上處理，就無(wú)法見(jiàn)到清晰的馬氏體板條，組織??形態(tài)為馬氏體塊，與去除中間處理之間進(jìn)行４８０?°Ｃｘ２?ｈ＋空冷時(shí)效的組織形態(tài)相??同。此外，根據(jù)Ｆｅ－Ｃｕ相圖，見(jiàn)圖１．２，?Ｃｕ在１０４０?°Ｃ的溶解度是７ｗｔ％，而Ｃｕ??在丫－Ｆｅ中的溶解度隨溫度的降低逐漸下降，８５０°Ｃ時(shí)下降到為２ｗｔ％？３ｗｔ％，由??此可見(jiàn)，中間調(diào)整處理的溫度若在相對(duì)較低的溫度下進(jìn)行，將會(huì)析出大量粗大的??ｓ－Ｃｕ相，導(dǎo)致強(qiáng)度下降；反之，若提高中間調(diào)整處理的溫度，就會(huì)減少粗大ｓ－Ｃｕ??相及碳化物的析出就，從而可在時(shí)效過(guò)程中大量析出強(qiáng)化的彌散分布的細(xì)�。螅茫�??相，提高材料的強(qiáng)度。由此可見(jiàn)，中間調(diào)整溫度對(duì)最終的力學(xué)性能有著直接的影??響，以上試驗(yàn)表明，隨中間調(diào)整溫度的升高，強(qiáng)度逐漸升高，塑性、韌性逐漸下??降；在相同時(shí)效溫度處理下，與不經(jīng)中間處理相比，中間調(diào)整處理后的強(qiáng)度顯著??降低

已有學(xué)者嘗試研究材料在熱處理后的組織變化，及相應(yīng)的應(yīng)力和應(yīng)變??行為模型，并于８０年代前后建立了溫度與相變耦合以及溫度和相變以及應(yīng)力三??者耦合的數(shù)學(xué)模型，如圖１．３所示［２６］。??溢度場(chǎng)??相?變?Ｍ…一’應(yīng)力場(chǎng)??圖１．３溫度場(chǎng)－相變－應(yīng)力場(chǎng)三者耦合示意圖??Ｆｉｇ．?１．３?Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ－ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ－ｓｔｒｅｓｓ?ｃｏｕｐｌｉｎｇ?ｄｉａｇｒａｍ??隨著計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的提高，以及物理、數(shù)學(xué)等其他學(xué)科學(xué)者的加入，極大??推動(dòng)了熱處理數(shù)學(xué)模型和計(jì)算機(jī)模擬的研究，在眾多學(xué)者的一起努力下，求解非??線性瞬態(tài)溫度場(chǎng)的數(shù)值方法已相當(dāng)成熟，非等溫的連續(xù)冷卻或加熱的相變計(jì)算、??溫度場(chǎng)一相變耦合模型等研究成果為相變過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬創(chuàng)造了條件ｐ＇在熱??應(yīng)力與組織應(yīng)力的計(jì)算方面，近年來(lái)采用有限元和熱彈塑性模型，在應(yīng)變量計(jì)算??中耦合考慮彈性應(yīng)變、塑性應(yīng)變、熱應(yīng)變、相變應(yīng)變和相變超塑性，在塑性區(qū)處??理中考慮了屈服模型和應(yīng)變強(qiáng)化［２８，２９］。??但是在這些模型的實(shí)際應(yīng)用中，需要具體的材料常數(shù)與參數(shù)，包括可靠的材??料性能和邊界條件數(shù)據(jù)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]超超臨界汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子X(jué)12CrMoWVNbN10-1-1鋼熱處理過(guò)程中微觀組織演變與力學(xué)性能的研究[D]. 陶新剛.上海交通大學(xué) 2015

碩士論文
[1]Ni含量對(duì)0Cr17Ni4Cu4Nb不銹鋼組織與性能的影響[D]. 王劍星.重慶大學(xué) 2010
[2]17-4PH不銹鋼性能和組織研究[D]. 楊曉.哈爾濱工程大學(xué) 2007
[3]金屬材料動(dòng)態(tài)再結(jié)晶過(guò)程的元胞自動(dòng)機(jī)法數(shù)值模擬[D]. 何燕.大連理工大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3071265