不锈钢锻后热处理工艺的试验研究与模拟

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1、西北工业大学工学硕士学位论文摘要热处理是机械零件和工模具制造过程中的关键工序，也是机械行业的一项重要基础技术，它对于提高和控制材料的性能，充分发挥材料的性能潜力，节省原材料，减少能耗，提高产品的可靠性，延长其使用寿命，并提高生产单位的经济效益等都具有十分重要的意义。不锈钢以其优良的抗蚀性、室温机械性能和良好的中温强度与工艺性，在石油、化工、动力机械及航空航天等行业中得到广泛的应用，尤其是那些受力不大，在中温条件下工作，且有较高耐蚀性能要求的零件，多采用各种不锈钢来制造。不锈钢的抗蚀性，除受化学成分影响外，还取决于其显微组织及内

2、应力的分布。通过适当的热处理工艺，不仅可以改变不锈钢的组织形态、物理与力学性能，而且还会改善其内应力状态，更为重要地是增加或恢复其抗蚀性能。本文以航空用某牌号不锈钢为研究对象，针对其工程应用中存在的问题，通过正交试验、性能测试与金相组织分析，研究了该材料的锻后热处理过程，并采用变形～传热耦合有限元数值模拟软件，分析研究了该材料淬火过程中温度场与热应力场的分布与变化规律。取得以下成果和新见解：1．给出了研究材料锻后热处理的合适工艺过程，并优选出了合理的工艺参数；2．建立了一种基于实验结果的研究材料锻后热处理组织与性能的计算模型，

3、并开发了相应的预测软件；3．分析研究并回归出了研究材料的TTT曲线，并给出了相应的计算机描述方式，从而为该材料的组织计算提供了数学模型；4．利用变形一传热耦合有限元数值模拟软件，分析研究了不同冷却介质对研究材料淬冷过程温度场与热应力场的影响规律，获得了淬冷过程中温度场和残余应力场的分布。关键词：不锈钢，锻后热处理，试验研究，数值模拟西北工业大学工学硕士学位论文ABSTRACTHeattreatmentiSnotonlyacruxworkingprocedureintheprocessofproducingmachineacce

4、ssory．toolandmould．butalsooneimportantbasictechnologyinmechanicalindustry．IttakesonanverycrucialsignificationinimprovingandcontrollingperfoITnanceofmaterials．exertingperfonTlancepotentialofmaterialsadequately,economizingmaterial，reducingenergyexhaust，enhancingdepend

5、abilityofproduct，longingusefullifeofproduct，advancingeconomicefficiencyofproductionunits，etc．Duetoitsexcellentanticorrosionability,mechanicalpropertyatroomtemperatureandnicerintensionandprocessingpropertyatmoderatetemperature，stainlesssteelhasbeenappliedwidelyinsuch

6、industryasoil．chemistry,powermachineryandaviation，etc．Especially,thoseaccessorywhichendurenotbigforces，taskinginmoderateconditionandhavingupperneedofanticorrosionability,aremostlyproducedinkindsofstainlesssteel．AnticorrosionabilityofstainlesssteeliSalsodeterminedbym

7、icrostructureanddistributingofirulerstreSSbesidesitschemicalcomposition．Byusingproperheattreatmentprocess．notonlystructureshapeandpropertiesofphysicalandmechanicsofstainlesssteelCanbechanged．butstateofinnerstressc柚beireproved．importantly,itsanticorrosionabilitycanbe

8、increasedorresumed．Inthisdissertation．researchobjcotiScertaintrademarkstainlesssteelusedinaviation．Aimingatexistentproblemsinitsengineerin