相变对22crmo钢淬火应力影响的数值模拟new

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1、第!"卷第#期塑性工程学报789:!"!+8:##$$%年&月’()*+,-(./-,01232145+62+55*2+6,;<:!#$$%相变对##P1K.钢淬火应力影响的数值模拟"!!:东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室"沈阳!!!$$$&#宋广胜!!#!!刘相华!#:沈阳航空工业学院材料工程系"沈阳!!!$$"&#!王国栋!"!徐香秋!":一汽集团技术中心"长春!!"$$!!#摘!要!利用有限元法和热弹塑性理论!结合马氏体相变动力学方程!对##3

2、程中应力的变化及马氏体相变对淬火应力的影响#模拟发现!相变对淬火应力影响比较明显#在一定条件下!在油中淬火!组织应力对淬火应力分布的影响要远大于热应力的影响!最终试样的淬火残余应力将以表层为拉应力而心部为压应力的组织应力形式存在#通过对残余应力的测量结果表明!计算结果与实测值相吻合#关键词!淬火$相变$热应力$组织应力中图分类号!16!?%:"&!!!文献标识码!,!!文章编号!!$$@A#$!#%#$$%&$#A$$@?A$?!前!言!!淬火过程的数学模型开展对齿轮"齿圈等零件淬火过程的数值模拟淬火过程是温度场"组织场和应力场相互作用研究!对于控制上述零件的淬火变

3、形!优化热处理的复杂物理过程!淬火过程的计算是这"方面的耦工艺具有重要意义###3

4、所造=***比热成的内应力称为热应力!由于组织转变的不等时性K***传热系数(!"#)所造成的内应力称为组织应力#以大型有限元R***相变潜热!其计算公式为软件为计算平台!结合相变动力学等知识!对其进R"(+(T%#&行二次开发!是开展热处理应力数值模拟的重要手(2段#本文以大型有限元软件OC

5、&-9-H-M式中!C9!CH!CM***分别是9!H!M方向的方向余弦/***表面换热系数"国家自然科学基金重点项目%?$?"&$#$&#S!So***分别为工件表面温度和环境温度宋广胜!5ABCD9’J8HKKJ!@!!%":M8B初始条件为作者简介’宋广胜!男!!N@!年生!辽宁丹东人!东北S%9!H!M!2"$&"S$%&&大学!博士研究生!"#!组织场计算收稿日期万方数据’#$$?A$&A#$$修订日期’#$$?A$@A$@本文所模拟的试样尺寸较小!淬火后组织为马@%塑性工程学报第!"卷氏体加少量的残余奥氏体!因此在组织计算中只考虑马氏体相变"马氏体转变属

6、非扩散型转变!其转变量计算公式为T"!&P^;#&!$W1&S%&$?%式中!T’’’转变量W1’’’马氏体点#&&!’’’常数!反映马氏体转变速率!取$:$!!!"$!应力场计算淬火过程的热弹塑性问题属非线性问题!采用增量理论求解!在计算中!采用78HAODJDJ屈服准图#!淬火油的表面换热系数则!等向硬化条件和/

7、PIP