磨削淬硬温度场数值模拟与试验研究

磨削温度作为影响磨削淬硬工艺的重要因素,直接关系着工件的表面质量.为研究其在磨削淬硬过程的分布情况,确定磨削淬硬机理,建立磨削温度场的数学模型,并采用ANSYS软件对其进行有限元仿真研究,通过对磨削温度场的分布以及变化情况的分析验证磨削淬硬的机理,并根据仿真结果对淬硬层深度进行预测.最后进行磨削淬硬试验,对工件显微硬度进行测量,将预测结果和试验结果进行比较,验证仿真结果的有效性,表明可以通过仿真来对其进行研究.     

预应力加载条件下零件干磨削表面强化层特征

采用预应力复合干磨削加工技术,对未调质45#钢试件在不同预应力加载条件下实施表面磨削淬硬,观测不同磨削深度和进给速度条件下的试件表层金相组织,测量并分析试件在不同预应力条件下磨削淬硬层厚度、金相组织的变化状况,并通过试件截面不同位置硬度测定显示淬硬层厚度及金相成分的变化,得到试件施加预应力对淬硬强化层厚度的影响规律.研究表明,预应力淬硬磨削能使工件表面产生强化层,且大的磨削深度和小的进给速度有利于试件表面发生相变强化以及表层塑性变形的增大.     

钢锻热淬火空气预冷研究

对45钢锻热淬火终锻后空气预冷对奥氏体晶粒尺寸、马氏体形貌及精细结构以及工件淬硬层深度的影响进行了研究。结果表明,45钢锻件终锻温度超过900℃,奥氏体即可在锻造过程中全部或部分完成动态再结晶。空气预冷会使完成动态再结晶的奥氏体晶粒急剧长大,但30S后长大速率大幅度减弱。空气预冷对马氏体板条中位错的密度及组态以及板条束和板条宽度影响不大。值得强调的是,适当预冷可使工件一定厚度的次表层在淬冷过程中的冷速增大,从而使淬硬层加深。有利于某些工件服役寿命的提高。计算机模拟计算结果确认。预冷使淬火工件淬硬层深度增大的现象具有普遍意义。     

预应力淬硬磨削复合加工表层硬化试验研究

融合了预应力磨削与磨削淬硬技术原理,提出一种预应力淬硬磨削技术方法.以工件淬硬层组织形貌、分布特征、厚度、硬度等为研究对象,开展预应力淬硬磨削复合加工试验研究,并与单纯磨削淬硬试验结果对比分析.结果表明,相同加工条件下,预应力淬硬磨削加工表面在宏观上具有与磨削淬硬加工表面相同的金相组织形貌与分布,组织为亚温淬火组织.与磨削淬硬工艺相比,预应力淬硬磨削工艺对磨削热具有更强的抑制作用;预应力淬硬磨削试件的淬硬层硬度、厚度略小于磨削淬硬试件,但表面硬度可以达到常规完全淬火硬度;该研究工作可为开发预应力淬硬磨削工艺及工件表面质量控制技术提供理论与实验基础.     

柴油机曲轴淬火温度场模拟计算及淬硬层深度预测

利用ANSYS有限元分析软件,采用三维非线性有限元方法对柴油机曲轴中频淬火瞬态温度场进行了模拟计算;利用临界冷却速度为判据预测了曲轴的淬硬层深度,计算结果与实测结果吻合较好.     

铸铁等离子束淬火区的特点

通过观察铸铁材料等离子束淬火的组织,并结合等高子束的温度分布,分析了等离子束淬火区的组织转变特点及硬度分布特点。结果表明：铸铁材料等离子束淬火时,淬硬层与基体之间基本没有过渡区,整个淬硬层的组织近乎全部为隐针马氏体,故硬度高,且硬度在整个硬化层没有明显的变化;淬硬层略有凸起,并受到来自未淬火的基体的挤压力,这对于提高硬化带的接触疲劳强度是有利的。     

激光淬火工艺参数对T10钢淬硬层深的影响

为探讨钢的激光淬火工艺参数对淬硬层深的影响 ,本文对T10钢进行了激光淬火试验。结果表明 :淬硬层深随激光功率的增大、扫描速度的降低、激光束重叠尺寸的增大而增大 ,其中扫描速度对淬硬层深的影响相对较大 ;在功率 (0 .9～ 1)kW ,扫描速度 2 0～ 30mm s ,光斑直径 3mm ,激光束重叠 1.0～ 1.5mm的工艺参数范围内 ,可获得不小于 0 .5mm的淬硬层深 ,表面硬度达HV10 95左右 ;此外还发现 ,激光淬火前用碳黑进行黑化处理 ,有可能在T10钢表层形成亚共晶组织。     

基于二维温度场理论的激光淬火工艺参数研究

基于激光淬火的二维温度场理论 ,通过对温度场分布公式的拟合简化 ,推导出激光淬火淬硬层理论宽度及深度计算公式 ,讨论了产生最大淬硬层深度和宽度的条件 从理论上说明了激光淬火工艺参数对淬硬层深度和宽度的影响 在对QT80 0 - 2进行的激光淬火实验中 ,淬火硬化层实测宽度和深度的实验值与理论计算值之间的误差大约为 1 0 % ,得到了令人满意的结果     

预应力淬硬磨削复合加工表面粗糙度试验

以预应力淬硬磨削条件下试件表面粗糙度变化规律为研究对象,通过对45钢试件进行预应力淬硬磨削试验并进行表面粗糙度测量,分析了预应力淬硬磨削工艺参数(预应力、磨削深度、进给速度等)对试件表面粗糙度的影响机制.结果表明,粗糙度在试件表面分布并不均匀,其数值基本上都是从切入区到切出区逐渐增大的;适当增加预拉应力数值可以降低工件表面粗糙度,有效抑制试件表面微观裂纹的扩展,降低磨削温度,改善试件表面质量;预应力淬硬磨削中磨削深度和进给速度对表面粗糙度的影响与普通磨削一致,即随着磨削深度和进给速度增加表面粗糙度数值逐渐增大.     

淬冷过程瞬态温度场有限元分析及淬硬层深度预测

本文以传热学为理论基础，结合固态相变动力学理论，利用有限无法对淬冷过程温度场进行了计算分析并预测了淬硬层深度。文中考虑了表面换热系数、导热系数、比热、密度等物理参量与温度间的非线性关系，并考虑了相变潜热的影响。计算结果和实测值吻合程度表明，本文所提出的计算方法是可行的。     

45钢轴类零件薄壳淬火的淬透性

在对汽车、拖拉机半轴采用45钢薄壳淬火的基础上,对45钢不同直径的圆柱试样进行了喷水淬火试验。结果表明:采用喷水强烈冷却,在一定的直径范围内,薄壳淬火硬化层深度基本上与工件直径无关。还对薄壳淬火冷却过程进行了粗浅的理论分析。     

非调质钢磨削淬硬表面强化试验

与淬回火调质钢相比,空冷非调质钢不但能减低成本,而且可避免热处理所引起的零件变形.磨削强化处理技术是利用磨削热替代高、中频感应淬火热源对钢件表层进行强化处理,将磨削加工与表面强化合为一体.针对非调质钢进行磨削强化研究,通过变切深和变进给磨削强化试验,研究强化层深度的变化规律,对试件的金相组织进行分析.研究结果表明非调质钢磨削强化是可行性的,研究结论为进一步研究非调质钢磨削强化工艺打下了基础.     

超硬高速钢二次硬度的碳饱和度判别法

碳饱和度A=C_S/C_P。C_S—钢中碳含量;C_P—碳参量,它正比于碳化物形成元素含量,由G.Steven式确定。本文确定了在碳饱和度(A)—淬火温度(T淬)—二次硬度(HRC回)三者之间的关系,从而证明,①用A作为成份参数来判别钢的二次硬化能力是可行的,②A值还可用于对具体成份(炉号)为达到某硬度选择合适的淬火温度。还根据上述原则研究了几种合金元素对W12、Mo3、Cr4、V3钢系二次硬化性能的影响,并讨论了高速钢中常用元素的互换性问题。     

40Cr厚向性能差异化钢板的组织与性能

通常情况下耐磨钢板磨损到一定程度即报废,因此耐磨钢板厚度方向上不必全为淬硬层,而现有耐磨钢板热处理都是以全尺寸淬透为目标.针对此问题,提出采用瞬时淬火工艺制备厚向性能差异化钢板.实验选用厚度为30 mm的40Cr钢板,处理后其表层为针状马氏体和板条马氏体混合组织,过渡层由板条马氏体和贝氏体混合组织逐渐过渡为珠光体和铁素体混合组织,表面硬度710 HV,淬硬层深度9 mm,过渡层深度5 mm.试制的40Cr厚向性能差异化钢板具有良好的冲击韧性和耐磨性,为机械工程行业需要的"表硬里韧"钢板提供了一种新的选择.     

25MnV钢强韧化工艺

对25MnV钢进行了常规淬火,亚温淬火及常规淬火＋深冷处理工艺研究。试验结果表明,与常规淬火工艺相比,采用亚温淬火、常规淬火＋深冷处理两种工艺后,在保持硬度（强度）基本不变的前提下,冲击韧性和耐磨性均具有显著提高,而深冷处理具有工艺简单、成本低廉的特点,因此可以作为结构钢的一种强韧化工艺。     

弹簧钢脱碳层深度的无损检测

对脱碳层深度和弹簧钢件热处理前后尺寸变化关系进行了研究,利用所得关系提出一种对弹簧钢脱碳层深度进行无损检测的方法,从微观组织变化角度进行了理论研究,并通过弹簧钢试样的热处理实验进行了验证.结果表明:脱碳层深度和弹簧钢件热处理前后尺寸存在关系,脱碳层深度从0.1 mm增加到0.4 mm的过程中,弹簧钢试样直径增加了0.054 5 mm.因此,由弹簧钢直径变化的数值能够间接地检测弹簧钢脱碳层深度,并运用该方法对60Si2MnA弹簧钢脱碳层深度进行无损检测.     

屈服后钢筋黏结锚固性能试验研究

为研究屈服后钢筋黏结锚固性能,采用钢筋表面开槽埋置电阻应变片的方法测量钢筋的应变分布,以钢筋强度等级、混凝土强度、钢筋直径、保护层厚度、配箍率、锚固长度等为变量,完成了15个梁端式黏结锚固试验. 试验结果表明：钢筋屈服后,加载端相对滑移显著增加,钢筋屈服段黏结应力明显减小,最大屈服渗透深度与钢筋所受约束和钢筋直径等因素...     

关于评价淬硬能力的Segerberg公式的讨论

用IVF冷速测量仪测定了10种不同淬火油的冷却曲线和试样淬火后的硬度数值,通过比较发现,由Segerberg公式计算的淬火介质硬化能力和实际硬度的对应关系较从沸腾向泡沸腾转变的温度和最大冷速的对应关系为好,而且对碳钢的符合性比对合金钢的好。基于“保证淬硬的关键是在特定区间的冷速要足够快”这一思想,分别针对碳钢和合金钢,提出了Sereberg的修正公式。试验结果表明,修正公式的符合性优于原公式。     

齿轮激光淬火技术替代常规渗碳工艺

齿轮表面质量的好坏直接影响传动部件的质量和寿命 ,为此需对齿轮表面进行强化处理 ,传统的处理方法如渗碳等存在着诸如变形较大 ,硬化层沿齿廓分布不均等缺陷 ,从而影响齿轮的使用寿命 通过分析可替代常规齿轮渗碳淬火的激光齿面淬火新技术研究的意义及经济价值 ,着重讨论了齿面激光淬火的关键技术———表面预处理涂层与方法、激光扫描方式 比较了激光淬火与渗碳工艺的硬度、硬化层深度及抗点蚀疲劳性能等重要指标 结果表明 :采用激光淬火齿面技术不仅能提高生产率 ,降低成本 ,而且对于某些材料的齿轮完全能代替渗碳淬火工艺     

减振器连杆高频感应淬火工艺的温度场有限元模拟

对不同感应淬火工艺处理的连杆进行了其表层显微硬度测试．应用有限元分析软件AN—SYS／Thermal对高频感应淬火工艺过程中的温度场进行了模拟．模拟分3个部分：感应加热部分、冷却液强制对流喷射淬火部分和空冷部分．分析结果表明，连杆的淬硬层深度与速功比(连杆移动速度与感应输出功率的比值)成线性关系．通过有限元分析计算，证明感应淬火处理连杆表层温度沿深度方向的分布与其硬度分布是一致的，并且速功比相同的连杆淬火温度场一致．模拟结果得到了连杆淬火横截面内各层温度随时间的变化曲线，对制定合理的感应淬火工艺具有重要的作用．