金屬材料熱處理的過程性因素非常復(fù)雜,往往只能通過熱處理后的結(jié)果,來假設(shè)過程中問題的存在,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,比如對此淬火后造成的淬火變形及裂紋。從上世紀(jì)末以來,隨著計算機(jī)計算與運(yùn)行能力的提高,各種熱處理和熱加工通過計算機(jī)模擬實現(xiàn)了對過程的仿真,極大的推進(jìn)了對熱處理過程的研究。其中,在介觀尺度上應(yīng)用最廣泛的模擬方法是元胞自動機(jī)方法,他通過簡單和靈活的形式,表征了復(fù)雜的系統(tǒng)。05Cr17Ni4Cu4Nb不銹鋼是新采用的錐銷材料,具有更高的強(qiáng)度,能夠承載末級葉片更高的轉(zhuǎn)速。本論文通過CA方法模擬了該材料的固溶-時效過程,主要內(nèi)容如下:（1）用有限差分模型,分析了當(dāng)前設(shè)備的溫度場分布;（2）基于晶粒隨溫度長大的原理,建立了高溫固溶形態(tài)下的二維晶粒長大元胞自動機(jī)模型,模型考慮了固溶溫度和保溫時間這兩個主要影響因素,確定了材料的最優(yōu)固溶溫度范圍;（3）通過對Fe-Cu相圖的分析,結(jié)合主要析出溶質(zhì)的類型,建立了沉淀相析出的二維元胞自動機(jī)模型,模型同樣考慮了時效溫度和時間兩個主要參數(shù),分析了中間調(diào)整處理對材料的影響;（4）對模擬得到的工... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１汽輪機(jī)末級葉片安裝結(jié)構(gòu)圖??

得更為模糊，繼續(xù)提高到９５０?°Ｃ以上處理，就無法見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＋空冷時效的組織形態(tài)相??同。此外，根據(jù)Ｆｅ－Ｃｕ相圖，見圖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時下降到為２ｗｔ％？３ｗｔ％，由??此可見，中間調(diào)整處理的溫度若在相對較低的溫度下進(jìn)行，將會析出大量粗大的??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，就會減少粗大ｓ－Ｃｕ??相及碳化物的析出就，從而可在時效過程中大量析出強(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，中間調(diào)整溫度對最終的力學(xué)性能有著直接的影??響，以上試驗表明，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??相?變?Ｍ…一’應(yīng)力場??圖１．３溫度場－相變－應(yīng)力場三者耦合示意圖??Ｆｉｇ．?１．３?Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ－ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ－ｓｔｒｅｓｓ?ｃｏｕｐｌｉｎｇ?ｄｉａｇｒａｍ??隨著計算機(jī)計算能力的提高，以及物理、數(shù)學(xué)等其他學(xué)科學(xué)者的加入，極大??推動了熱處理數(shù)學(xué)模型和計算機(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算、??溫度場一相變耦合模型等研究成果為相變過程的計算機(jī)模擬創(chuàng)造了條件ｐ＇在熱??應(yīng)力與組織應(yīng)力的計算方面，近年來采用有限元和熱彈塑性模型，在應(yīng)變量計算??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X12CrMoWVNbN10-1-1鋼熱處理過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]金屬材料動態(tài)再結(jié)晶過程的元胞自動機(jī)法數(shù)值模擬[D]. 何燕.大連理工大學(xué) 2005



本文編號：3071265