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

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【摘要】：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科學(xué)水平的不斷進(jìn)步,制造行業(yè)中對(duì)工件的性能要求進(jìn)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(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),熱處理能耗占總能耗的比重不斷增加。隨著人們對(duì)節(jié)能環(huán)保型的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略認(rèn)識(shí)的提高,世界各國(guó)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(yīng)器的重要組成部分,針對(duì)其傳統(tǒng)的熱處理周期長(zhǎng)、能源消耗大等問(wèn)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(xué)性能又能縮短熱處理時(shí)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(yīng)力和殘余應(yīng)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(xué)模型和空冷數(shù)學(xué)模型。通過(guò)Jmat Pro軟件和實(shí)驗(yàn)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(xué)模型。其次,通過(guò)DEFORM-2D有限元軟件模擬了筒節(jié)軋制過(guò)程截面不同厚度處的壓下率和道次軋制時(shí)間,為后期熱模擬壓縮實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備;通過(guò)DEFORM-HT模塊模擬了筒節(jié)軋后熱處理過(guò)程,通過(guò)模擬筒節(jié)在不同冷卻方式下的溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)和組織場(chǎng),為制定大型筒節(jié)最佳熱處理工藝提供鋪墊;通過(guò)模擬筒節(jié)正火加熱過(guò)程中不同溫度下所對(duì)應(yīng)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(guò)程中的熱應(yīng)力和殘余應(yīng)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(guò)程中的組織遺傳。最后,針對(duì)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(zhǎng)、能源消耗大等問(wèn)題,本文從熱處理工藝入手,提出了升梯式和臺(tái)階式正火熱處理方案,通過(guò)熱處理實(shí)驗(yàn)和力學(xué)性能試驗(yàn)研究了筒節(jié)心部材料在升梯式和臺(tái)階式正火并回火熱處理后的組織和力學(xué)性能,并與目前常用的等溫式正火工藝對(duì)比,驗(yàn)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(tái)階式正火 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：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(guó)的能源結(jié)構(gòu)和熱處理發(fā)展路線12-13
• 1.2.1 我國(guó)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(yīng)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(guò)程中的應(yīng)用17-18
• 1.4 課題研究?jī)?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(guò)程數(shù)學(xué)建模20-35
• 2.1 溫度場(chǎng)20-26
• 2.1.1 導(dǎo)熱基本定律20-21
• 2.1.2 二維導(dǎo)熱微分方程21
• 2.1.3 初始條件和邊界條件21-22
• 2.1.4 對(duì)流換熱系數(shù)模型22-26
• 2.2 組織場(chǎng)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(kuò)散型組織轉(zhuǎn)變數(shù)學(xué)模型28
• 2.2.3 非擴(kuò)散型組織轉(zhuǎn)變數(shù)學(xué)模型28-29
• 2.2.4 相變潛熱計(jì)算29
• 2.3 應(yīng)力場(chǎng)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(guò)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(xué)建模36-37
• 3.2.1 軋制過(guò)程數(shù)學(xué)建模36-37
• 3.2.2 熱處理過(guò)程數(shù)學(xué)建模37
• 3.3 大型筒節(jié)軋制過(guò)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(shí)驗(yàn)方案49-54
• 4.1 實(shí)驗(yàn)材料49
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方案49-52
• 4.2.1 大型筒節(jié)軋后余熱熱處理實(shí)驗(yàn)49-50
• 4.2.2 大型筒節(jié)正火熱處理實(shí)驗(yàn)50-52
• 4.3 實(shí)驗(yàn)處理52-53
• 4.3.1 晶界和組織腐蝕52
• 4.3.2 室溫拉伸實(shí)驗(yàn)52
• 4.3.3 -30℃夏比沖擊實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果分析54-72
• 5.1 軋后余熱熱處理工藝實(shí)驗(yàn)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(duì)組織形貌的影響57-58
• 5.1.3 改變冷卻方式對(duì)后期 950℃淬火后晶粒大小的影響58-59
• 5.2 不同正火工藝實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析59-71
• 5.2.1 組織分析59-66
• 5.2.2 力學(xué)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(xiàn)74-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果80-81
• 致謝81-82
• 作者簡(jiǎn)介82

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：640943