本文關(guān)鍵詞：大型筒節(jié)節(jié)能熱處理技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 大型筒節(jié) 聯(lián)合冷卻 組織遺傳 臺階式正火 力學性能

【摘要】：隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和科學水平的不斷進步,制造行業(yè)中對工件的性能要求進一步提高,因此工件的熱處理工序所占的比重也隨之增加。進入21世紀以來,熱處理能耗占總能耗的比重不斷增加。隨著人們對節(jié)能環(huán)保型的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略認識的提高,世界各國都在努力探求一種節(jié)能熱處理技術(shù)。大型筒節(jié)是加氫反應器的重要組成部分,針對其傳統(tǒng)的熱處理周期長、能源消耗大等問題,本文探究一種既能提高大型筒節(jié)熱處理后的綜合力學性能又能縮短熱處理時間的節(jié)能熱處理方案。首先,為了提高大型筒節(jié)的冷卻速度,減小淬火熱應力和殘余應力,并結(jié)合筒節(jié)的冷卻方式建立了大型筒節(jié)的噴淋冷卻數(shù)學模型和空冷數(shù)學模型。通過Jmat Pro軟件和實驗數(shù)據(jù)建立了大型筒節(jié)材料的CCT和TTT轉(zhuǎn)變曲線,建立了組織轉(zhuǎn)變數(shù)學模型。其次,通過DEFORM-2D有限元軟件模擬了筒節(jié)軋制過程截面不同厚度處的壓下率和道次軋制時間,為后期熱模擬壓縮實驗做準備;通過DEFORM-HT模塊模擬了筒節(jié)軋后熱處理過程,通過模擬筒節(jié)在不同冷卻方式下的溫度場、應力場和組織場,為制定大型筒節(jié)最佳熱處理工藝提供鋪墊;通過模擬筒節(jié)正火加熱過程中不同溫度下所對應的奧氏體含量,為制定臨界區(qū)正火溫度做參照。再次,提出了大型筒節(jié)軋后余熱熱處理方案,利用噴淋—空冷聯(lián)合冷卻方法不僅能夠合理控制筒節(jié)在冷卻過程中的熱應力和殘余應力,而且能夠提高筒節(jié)的冷卻速度,降低筒節(jié)在后期熱處理過程中的組織遺傳。最后,針對大型筒節(jié)軋后心部易出現(xiàn)混晶和粗晶組織、熱處理周期長、能源消耗大等問題,本文從熱處理工藝入手,提出了升梯式和臺階式正火熱處理方案,通過熱處理實驗和力學性能試驗研究了筒節(jié)心部材料在升梯式和臺階式正火并回火熱處理后的組織和力學性能,并與目前常用的等溫式正火工藝對比,驗證了所提出熱處理工藝方案的可行性。
【關(guān)鍵詞】：大型筒節(jié) 聯(lián)合冷卻 組織遺傳 臺階式正火 力學性能
【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】：TE966;TG156
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 課題研究背景11-12
• 1.2 我國的能源結(jié)構(gòu)和熱處理發(fā)展路線12-13
• 1.2.1 我國的能源結(jié)構(gòu)12
• 1.2.2 熱處理發(fā)展路線12-13
• 1.3 大型筒節(jié)熱處理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀13-18
• 1.3.1 余熱熱處理工藝研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.2 正火熱處理工藝研究現(xiàn)狀15
• 1.3.3 噴淋冷卻應用及其換熱系數(shù)研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3.4 數(shù)值模擬在熱處理過程中的應用17-18
• 1.4 課題研究內(nèi)容與意義18-20
• 1.4.1 課題研究的內(nèi)容18-19
• 1.4.2 課題研究的意義19-20
• 第2章 大型筒節(jié)熱處理過程數(shù)學建模20-35
• 2.1 溫度場20-26
• 2.1.1 導熱基本定律20-21
• 2.1.2 二維導熱微分方程21
• 2.1.3 初始條件和邊界條件21-22
• 2.1.4 對流換熱系數(shù)模型22-26
• 2.2 組織場26-29
• 2.2.1 組織冷卻等溫轉(zhuǎn)變曲線和連續(xù)轉(zhuǎn)變曲線27-28
• 2.2.2 擴散型組織轉(zhuǎn)變數(shù)學模型28
• 2.2.3 非擴散型組織轉(zhuǎn)變數(shù)學模型28-29
• 2.2.4 相變潛熱計算29
• 2.3 應力場29-33
• 2.3.1 平衡方程30
• 2.3.2 幾何方程30-31
• 2.3.3 物理方程31-33
• 2.4 本章小結(jié)33-35
• 第3章 大型筒節(jié)軋制和熱處理過程模擬研究35-49
• 3.1 2.25Cr-1Mo-0.25V鋼的材料屬性35-36
• 3.2 數(shù)學建模36-37
• 3.2.1 軋制過程數(shù)學建模36-37
• 3.2.2 熱處理過程數(shù)學建模37
• 3.3 大型筒節(jié)軋制過程模擬研究37-39
• 3.4 大型筒節(jié)軋后余熱熱處理模擬研究39-47
• 3.4.1 大型筒節(jié)軋后空冷模擬39-41
• 3.4.2 大型筒節(jié)軋后噴淋冷卻模擬41-43
• 3.4.3 大型筒節(jié)軋后噴淋—空冷聯(lián)合冷卻模擬43-47
• 3.5 大型筒節(jié)臨界區(qū)正火模擬研究47-48
• 3.6 本章小結(jié)48-49
• 第4章 大型筒節(jié)熱處理實驗方案49-54
• 4.1 實驗材料49
• 4.2 實驗方案49-52
• 4.2.1 大型筒節(jié)軋后余熱熱處理實驗49-50
• 4.2.2 大型筒節(jié)正火熱處理實驗50-52
• 4.3 實驗處理52-53
• 4.3.1 晶界和組織腐蝕52
• 4.3.2 室溫拉伸實驗52
• 4.3.3 -30℃夏比沖擊實驗52-53
• 4.3.4 沖擊斷.形貌（SEM）53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第5章 熱處理實驗結(jié)果分析54-72
• 5.1 軋后余熱熱處理工藝實驗結(jié)果分析54-59
• 5.1.1 軋后空冷組織形貌分析55-57
• 5.1.2 改變冷卻方式對組織形貌的影響57-58
• 5.1.3 改變冷卻方式對后期 950℃淬火后晶粒大小的影響58-59
• 5.2 不同正火工藝實驗結(jié)果分析59-71
• 5.2.1 組織分析59-66
• 5.2.2 力學性能分析66-69
• 5.2.3 斷.形貌分析69-71
• 5.3 本章小結(jié)71-72
• 結(jié)論72-74
• 參考文獻74-80
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果80-81
• 致謝81-82
• 作者簡介82

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 錢吉裕;平麗浩;徐德好;王長武;宣益民;李強;;沖擊角對射流強化換熱影響的數(shù)值研究[J];工程熱物理學報;2007年S2期

2 樊東黎;;美國熱處理技術(shù)發(fā)展路線圖的啟發(fā)[J];金屬熱處理;2010年01期

3 潘一凡,趙茂程,衛(wèi)家楣;鍛造余熱淬火工藝及應用[J];南京林業(yè)大學學報;1997年04期

4 衣海龍;孫明雪;徐洋;劉振宇;;軋制工藝對Q690工程機械用鋼低溫沖擊功的影響[J];材料熱處理學報;2013年10期

5 Yuan YOU;Mufu YAN;Chengsong ZHANG;;Phase Field Simulation for Grains Evolution of 17-4PH Steel During Cyclic Heat Treatment[J];Acta Metallurgica Sinica(English Letters);2013年02期

6 肖結(jié)良;;2Cr13鋼模具的鍛造余熱淬火[J];熱處理;2009年06期

7 倪維斗;;我國的能源現(xiàn)狀與戰(zhàn)略對策[J];山西能源與節(jié)能;2008年02期

8 施鴻均,楊弋濤,張恒華,邵光杰;逆向法確定鋁合金連鑄噴水冷卻的換熱系數(shù)[J];特種鑄造及有色合金;2005年09期

9 盧德智;劉滿紅;;改進熱處理工藝及設(shè)備——實現(xiàn)節(jié)約能源[J];新技術(shù)新工藝;2005年11期

10 ;Influence of Tempering Process on Mechanical Properties of 00Cr13Ni4Mo Supermartensitic Stainless Steel[J];Journal of Iron and Steel Research(International);2010年08期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張立文;數(shù)值模擬技術(shù)在金屬材料固態(tài)加工中的應用[D];大連理工大學;2004年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉斌;噴淋和浸沒對高溫鋼板冷卻特性影響的實驗研究[D];重慶大學;2012年

，

本文編號：640943