發(fā)布時間：2017-08-12 11:09

  本文關(guān)鍵詞：低活化鋼U形件擠壓工藝數(shù)值模擬及試驗研究

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【摘要】：高鉻鑄鐵磨球以其優(yōu)良的耐磨性,在電力、建材、水泥和冶金礦山等行業(yè)有著大量的應(yīng)用。本文針對淬火+回火態(tài)高鉻鑄鐵磨球沖擊韌性較低,在大型球磨機中使用時出現(xiàn)大量剝落和破碎的失效問題,從熱處理工藝對磨球基體組織和碳化物的影響著手分析,制定了合理的等溫淬火和分級奧氏體化等溫淬火熱處理工藝,提高了磨球的沖擊韌性和抗沖擊疲勞性。本文主要工作成果如下：1.淬火+回火態(tài)高鉻鑄鐵磨球的基體組織為細(xì)針狀馬氏體,基體中彌散分布著大量的塊狀和桿狀的二次碳化物,表層硬度約為60HRC,心部硬度約為56HRC,沖擊韌性約為4.1 J/cm：,硬度較高但沖擊韌性偏低。2.高鉻鑄鐵磨球在230℃、260℃和290℃的溫度下等溫淬火15～50min的試驗結(jié)果表明,隨著等溫淬火溫度的提高,磨球的硬度和沖擊韌性均呈先升后降的趨勢；隨等溫淬火時間的延長,磨球的硬度降低而沖擊韌性先升后降。260℃等溫淬火40min后,磨球獲得細(xì)針狀下貝氏體為主的奧貝氏體基體,基體中彌散分布著一定數(shù)量的圓粒狀二次碳化物,磨球的強韌性配合較好,表層硬度約為58HRC,心部硬度約為55HRC,沖擊韌性可達(dá)7.2J/cm2,沖擊韌性較淬火+回火態(tài)提高了約75%。3.在950-830℃的二次奧氏體化溫度范圍內(nèi),高鉻鑄鐵磨球的硬度隨著二次奧氏體化溫度的降低而降低。磨球經(jīng)980℃×150min+920℃×30min的分級奧氏體化后在260℃等溫淬火30～50min,尖銳的共晶碳化物棱角鈍化,基體中彌散分布著大量的圓粒狀二次碳化物,強韌性有一定的提高,表層硬度保持在59HRC左右,心部硬度保持在54.5HRC左右,沖擊韌性保持在7.1-7.4J/cm2。4.落球疲勞試驗結(jié)果表明,淬火+回火態(tài)高鉻鑄鐵磨球出現(xiàn)大量的剝落甚至破碎的現(xiàn)象,而經(jīng)過等溫淬火和分級奧氏體化等溫淬火后的高鉻鑄鐵磨球極少出現(xiàn)剝落的情況,其抗沖擊疲勞磨損能力大大優(yōu)于淬火+回火態(tài)高鉻鑄鐵磨球。對于服役于大直徑球磨機的高鉻鑄鐵磨球,等溫淬火熱處理工藝較好。5.通過數(shù)值模擬結(jié)合實驗分析可知,磨球表層與內(nèi)澆口的交界部位最后凝固,此處組織粗大,脆性較大且應(yīng)力集中,在沖擊下,脆性相易開裂形成裂紋,導(dǎo)致磨球在該部位首先發(fā)生剝落失效現(xiàn)象。
【關(guān)鍵詞】：高鉻鑄鐵磨球 等溫淬火 分級奧氏體化 沖擊韌性 沖擊疲勞性 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG376
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 緒論15-26
• 1.1 引言15-16
• 1.2 低活化鋼國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-19
• 1.2.1 低活化鋼簡介16-17
• 1.2.2 低活化鋼加工工藝簡介17-19
• 1.3 擠壓工藝簡介19-22
• 1.3.1 擠壓加工的定義及分類19-21
• 1.3.2 擠壓工藝的特點21-22
• 1.4 擠壓技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢22-24
• 1.5 選題的意義和目的24-25
• 1.6 課題的研究內(nèi)容25
• 1.7 本章小結(jié)25-26
• 第二章 低活化鋼力學(xué)模型的建立26-34
• 2.1 引言26
• 2.2 低活化鋼的力學(xué)性能參數(shù)26-28
• 2.2.1 低活化鋼熱壓縮實驗26-27
• 2.2.2 試驗結(jié)果及分析27-28
• 2.3 本構(gòu)方程的構(gòu)建28-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第三章 低活化鋼U形件擠壓過程數(shù)值模擬34-52
• 3.1 引言34
• 3.2 剛塑性有限元法的基本理論34-36
• 3.2.1 剛塑性材料基本假設(shè)34-35
• 3.2.2 剛塑性力學(xué)基本方程35
• 3.2.3 剛塑性材料的變分原理35-36
• 3.3 U形件結(jié)構(gòu)分析36-37
• 3.4 關(guān)鍵試驗參數(shù)的選擇37
• 3.5 有限元模型建立37-40
• 3.6 模擬結(jié)果分析40-47
• 3.6.1 U形件成形過程和缺陷分析40-42
• 3.6.2 金屬流動及成形過程分析42-43
• 3.6.3 溫度場分析43-45
• 3.6.4 等效應(yīng)變分析45-47
• 3.7 關(guān)鍵參數(shù)對成形質(zhì)量的影響47-50
• 3.7.1 成形溫度的影響48
• 3.7.2 成形速度的影響48-49
• 3.7.3 矩形槽圓角半徑的影響49-50
• 3.8 本章小結(jié)50-52
• 第四章 低活化鋼U形件實驗及結(jié)果分析52-60
• 4.1 引言52
• 4.2 模具材料選擇和模具設(shè)計原則52-53
• 4.3 實驗條件及方案53-54
• 4.3.1 實驗條件53
• 4.3.2 實驗方案53-54
• 4.4 U形件尺寸及實驗誤差分析54-55
• 4.5 顯微硬度分析55-56
• 4.6 拉伸實驗分析56-58
• 4.7 拉伸斷口分析58-59
• 4.8 本章小結(jié)59-60
• 第五章 總結(jié)和展望60-62
• 5.1 結(jié)論60-61
• 5.2 展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況66

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本文編號：661274