台阶轴连续感应淬火组织硬度分布预测及其工艺优化

发布时间：2021-07-12 10:22

　　建立了S45C钢台阶轴连续感应淬火过程的分区模拟模型,加载相应的物性和工艺参数,采用感应加热结束时刻轴径向温度分布、Maynier模型、Carsi修正模型和钢CCT曲线拟合预测其淬硬层深度分布,通过联动分析各方法的模拟结果优化了连续感应淬火工艺参数。结果表明,感应淬硬层中关键点b的100%、50%和0%马氏体的模拟深度分别为1. 31、1. 49和2. 97 mm,误差分别为-12. 67%、-13. 87%和-1. 00%,关键点e分别为1. 44、2. 02、2. 54 mm,误差分别为-4. 00%、-3. 38%和-18. 06%,与试验结果较吻合。通过感应淬火工艺参数改变和物理模型调整等探讨了零件各点处的轴径淬硬层变化,给出拟优化的感应淬火工艺参数。初步探讨了换热系数h变化对感应淬硬层的影响。 

【文章来源】：金属热处理. 2020,45(05)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

零件感应淬火物理模型示意图

材料冷却过程中的相变潜热采用等效比热容法处理[4]，轴表面沿径向将淬硬层按马氏体(M)转变量分别为100%、75%、50%、25%及0%为边界大致划分为5个区域，根据相应区域的马氏体转变量确定材料的ceff。钢奥氏体(A)相变开始及结束温度Ac1和Ac3取决于材料失磁后的加热速率[12]VAc1/Ac3为:1.3 模拟结果和分析

经改进模型和参数时序试验后得到连续感应淬火优化工艺:预热位置调整为y1"处(Y1"=16.5 mm)，开始加热位置调整为y4处(Y4=-1 mm)，停止加热位置调整为y2"处(Y2"=28 mm)，静止喷冷却液位置调整为y3"处(Y3"=38 mm)，感应器C端总移动区间调整后为Y=-1～38 mm区域，即感应器C端在点y1"处预热2.5 s后以v1=1000 mm·min-1移至点y4处静止加热1.9 s，再以v2=300 mm·min-1开始连续感应加热，同时启动冷却液淬火，移至点y2"处停止加热，随后以v3=3000 mm·min-1移至点y3"处静止并继续喷淬火液10 s，其余参数不变。2.2 模拟结果和分析

【参考文献】：
期刊论文
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[2]感应淬火硬化层深度的预测方法及其精度探讨[J]. 赵正阳,姜含,郭博静,肖浩春,张根元.  金属热处理. 2017(03)
[3]45钢光轴连续感应淬火过程的数值模拟[J]. 陈珺,张根元,赵正阳.  金属热处理. 2016(04)
[4]55CrMo钢感应淬火工艺的数值模拟及工艺优化[J]. 贺连芳,李辉平,盖康,孔令亮,崔洪芝,李木森.  材料热处理学报. 2015(01)
[5]感应淬火的冷却技术探讨[J]. 陈生福.  金属加工(热加工). 2014(S2)
[6]感应淬火工艺参数优化和组织硬度分布预测[J]. 张根元,奚小青,张维颖.  材料热处理学报. 2013(06)
[7]厚壁筒形工件连续感应热处理有限元模拟[J]. 姜建华,郑华毅.  金属热处理学报. 2002(02)



本文编号：3279733