本文關鍵詞：Cr8鍛鋼工作輥最終熱處理過程數(shù)值模擬

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【摘要】：在我們的社會生活和生產(chǎn)中,軋制產(chǎn)品的應用非常廣泛。隨著社會對軋制產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的要求不斷提高,冷、熱軋機不斷向高速化、大型化和高精度方向發(fā)展,對軋機工作輥的使用性能提出了越來越高的要求。要提高鍛鋼軋輥使用性能,一方面需要改進其冶煉和鍛造工藝,另一方面則需要優(yōu)化其熱處理生產(chǎn)工藝。軋機工作輥的最終熱處理在很大程度上決定了其最終使用性能,是軋輥生產(chǎn)中最為關鍵的環(huán)節(jié)。然而工作輥在最終熱處理或使用過程中,常會由于內(nèi)應力過大等原因,而可能會發(fā)生剝落、熱裂甚至斷輥的現(xiàn)象,給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失。因此研究鍛鋼工作輥的最終熱處理工藝具有重要意義�？紤]到Cr8鍛鋼工作輥坯料的熱物性參數(shù)和力學性能等參數(shù)不完整,因此本文首先通過基礎實驗,獲得了Cr8鋼的CCT曲線和TTT曲線;采用差示掃描量熱儀(DSC)測量了坯料在不同溫度下的比熱容;采用熱膨脹儀測量了坯料的熱膨脹系數(shù);并使用Gleeble-3500測量其抗拉強度、屈服強度等力學性能。在前期實驗工作的基礎上,綜合考慮了相變潛熱和相變塑性等因素,利用非線性有限元方法,建立了Cr8鍛鋼冷軋工作輥在最終熱處理過程中的溫度場、組織場和應力應變場相互耦合的數(shù)學模型;利用Pro/E軟件和Hypermesh建立了該工作輥的八分之一三維幾何模型和有限元模型;結(jié)合實際生產(chǎn)情況,并利用有限元仿真DEFORM通過多次數(shù)值模擬,確定了該冷軋工作輥的淬火加熱工藝;并重點分析了該工作輥的淬火工藝。分析了連續(xù)噴霧淬火工藝及間歇噴霧淬火工藝的優(yōu)缺點,給出了Cr8鍛鋼冷軋工作輥的合理熱處理工藝。
【關鍵詞】：Cr8鋼 冷軋工作輥 數(shù)值模擬 噴霧淬火
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG162.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題的背景和意義10-11
• 1.2 冷軋工作輥的研究進展11-12
• 1.3 鍛鋼冷軋工作輥的生產(chǎn)12-16
• 1.3.1 鋼錠的冶煉與鍛造13
• 1.3.2 軋輥熱處理13-16
• 1.4 熱處理過程的數(shù)值模擬16-17
• 1.4.1 數(shù)值模擬的特點16
• 1.4.2 熱處理數(shù)值模擬技術研究概況及展望16-17
• 1.5 本文的主要研究內(nèi)容和研究意義17-19
• 1.5.1 研究內(nèi)容17-18
• 1.5.2 研究意義18-19
• 第2章 Cr8材料參數(shù)的實驗測定19-33
• 2.1 實驗用鋼成分19-20
• 2.1.1 熒光光譜儀簡介及測試原理19-20
• 2.1.2 試樣制備及檢測結(jié)果20
• 2.2 定壓比熱容20-25
• 2.2.1 實驗設備20-21
• 2.2.2 測試方法21-23
• 2.2.3 實驗過程及結(jié)果分析23-25
• 2.3 熱膨脹系數(shù)25-26
• 2.3.1 實驗設備25
• 2.3.2 實驗過程及結(jié)果分析25-26
• 2.4 CCT與TTT曲線測定26-28
• 2.5 力學性能測定28-32
• 2.5.1 設備簡介28-29
• 2.5.2 工作原理29
• 2.5.3 實驗過程29-30
• 2.5.4 實驗原理及結(jié)果分析30-32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 第3章 軋輥熱處理數(shù)值模擬有限元理論33-47
• 3.1 溫度場的計算模型33-38
• 3.1.1 固體熱傳導的控制方程33-34
• 3.1.2 初始條件和邊界條件34-35
• 3.1.3 溫度場有限單元方程35-37
• 3.1.4 時間的離散37
• 3.1.5 相變潛熱37-38
• 3.2 組織場的計算38-41
• 3.2.1 按等溫轉(zhuǎn)變曲線模擬39-41
• 3.2.2 按連續(xù)轉(zhuǎn)變曲線模擬41
• 3.3 應力場的計算41-46
• 3.3.1 彈塑性應力應變關系42-44
• 3.3.2 相變塑性的處理44-45
• 3.3.3 熱彈塑性問題的計算45-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第4章 材料性能參數(shù)及工作輥熱處理工藝47-54
• 4.1 Cr8鋼熱物性參數(shù)47
• 4.1.1 熱物性參數(shù)47
• 4.1.2 力學性能參數(shù)47
• 4.2 建立工作輥幾何模型47-48
• 4.3 建立軋輥有限元模型及確定邊界條件48-51
• 4.3.1 建立有限元模型48-49
• 4.3.2 確定邊界條件49-51
• 4.4 Cr8鍛鋼冷軋工作輥最終熱處理工藝51-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 第5章 工作輥最終熱處理工藝數(shù)值模擬54-78
• 5.1 加熱過程分析54-58
• 5.1.1 溫度場分析54-55
• 5.1.2 組織場分析55-56
• 5.1.3 應力場分析56-58
• 5.2 淬火過程分析58-69
• 5.2.1 連續(xù)噴霧淬火分析59-65
• 5.2.2 間歇噴霧淬火分析65-69
• 5.3 回火過程數(shù)值模擬69-75
• 5.3.1 溫度場分析69-71
• 5.3.2 組織場分析71
• 5.3.3 應力場分析71-75
• 5.4 數(shù)值模擬的實驗驗證75-76
• 5.5 本章小結(jié)76-78
• 結(jié)論78-79
• 參考文獻79-82
• 讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果82-83
• 致謝83-84
• 作者簡介84

【參考文獻】

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本文編號：589950