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偏心圆环淬火过程的数值模拟

周志方  王晓燕  顾剑锋  
【摘要】:系统地介绍淬火热处理过程的传热、相变和应变计算的数学模型,该模型充分考虑了相变潜热的影响,并考虑到热应变等多种因素对淬火应变的综合作用。基于此模型,采用有限元法对GCr15轴承钢制偏心圆环的油淬过程进行数值模拟。结果表明,偏心圆环的薄壁端边缘在淬火6 s时率先开始形成马氏体,厚壁端心部直至淬火25 s后才开始形成马氏体,此时薄壁端边缘位置的马氏体转变已经基本完成。偏心圆环各部位开始形成马氏体的时间差异明显,但最终得到的组织分布趋于一致,都是89%的马氏体和11%的残余奥氏体。淬火过程使偏心圆环在高度方向少量膨胀,同时其内外圆也变形成椭圆,并且它们的长轴与偏心圆环的内外圆圆心连线共线。模拟计算得到的变形趋势与试验得到的结果一致,但变形量比实测值小。

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