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1、第乃卷第期国外金属热处理,沦年月犯轴承套圈的热处理模拟上海大学上海刃姚月媛摘要本文叙述以获,韧性,,残余奥氏体,尺了一个有助于优化热处理轴承组件得协调的性质如硬度磨损抗力寸稳、、炉子状况的模拟方法。此外,定性等并可独立于组件几何形状负荷类型及还发表了一个在可预测的高温下、。,,运行轴承的尺寸变化及周向应力的模型将这些结合起来便可产生出高质量的轴承更好地了解各种操作环境对轴承,。的影响及简化选择轴承的途径关键词热传递对流辐射奥氏体化回火尺寸稳定性反应动力学体积变化压配合周向应力相变塑妙‘低温蠕变前言式中为工
2、件温度为热传导系数为表面研究热处理过程反材料行为的模型化可产生有温度为体积夕为密度为工件的比热为时,,以。用的方法从而导致发展速度及产品质量的提高间。,及对轴承的更好的选择所有这些均有利于降低价假定炉内温度恒定式中各参数尤其是热。,,格和服务于用户在本文中将给出二种模拟方法传导系数不依赖于温度将式对时间积分后,并介绍热处理过程对轴承钢的影响以及轴的例子可得。··尹承组件在典型运转条件下的尺寸变化一一一斗号山矛一尸‘厂不同淬火工艺对轴承的影响。。式中为工件初始温度式可用来估算许第一个例子是整体淬透的轴承这类
3、轴承是通多情况下的加热响应,但在一些个别情况,过减少残余奥氏体数量和硬度的变化值来达到提高下如炉温,,,。不恒定其值依赖于温度或是工件进行了相变等轴承的承载能力这些轴承组件一般以。。则式不足以用来估算加热响应钢即钢或币制成轴承在连续炉中淬,。回火处理摸索出最佳的加热温度和保温时间,“”热传导系数对于一种轴承而言上述炒菜法可摸索出优化的。。,气体炉内的热传导是籍对流和辐射进行的在处理方法而对于一条现代的柔性生产线它面对,,,的将是各种不同类,低温范围如回火加热时对流传热占主要部分在型不同尺寸的产品就需要有系
4、,。。高温时辐射为主训算中的热传导系数是两者之统化管理这也是要找出适合于处理各类轴承的工。。。。和下面分别介绍艺参数这种优化工艺是由专用的模拟方法制订选定,对流加热了工艺后各种情况下的奥氏体化程度和回火,。由资料「」对流的热传导系数可列为程度均可相应地确定下来··“刀“产加热过程的奥氏体化和回火式中的一些无量纲数值的意义为·,由参数口二参数热处理的响应模型主要用于小型轴承于对流··。,。罗岁参数型传热炉的空间有限可对上述响应模型进行简化卿,假定热传导系数无穷大〔’〕,则工件内的温度梯上述参数中的几个数值的
5、意义为是对流度可忽略,这也就意味着加热过程完全由工件与环热传导系数二是工件特征尺寸是气体的。,导热系数是气体的比热是动力粘滞度为境的传热所控制若工件处理温度为的炉子中。,加热速度可由下式给出运动粘滞度是气体速度在文献及工程手册中,,。·,、一一名可发现大量不同数值的这些数值分别适应一一一一万不一一下几于一咬’·。尸‘尸丫于不同工件的形状和气流特征要发现一组适应于第期姚月媛轴承套圈的热处理模拟。,,一切对流热传导过程的参数是不可能的在本文中的是参数它是一个状态变量描述的是温度。,,应用的一些参数为二。二其适
6、用。,和时间对回火响应的效应对一恒温回火该参数。于强制气体通风的情况可用下式计算··辐射加热,,双呷「〕一辐射加热中通用的关系式为的式中是材料常数摩尔复合激活能为气,尹法则在该式中能量的传导表示为。体常数叭为回火时的绝对温标是回火时间··甲一二。。一,、一约瞬产当已知了炉内温度与时间的关系曲线后仅可,式中为辐射热传导系数该。系数与温度直由公式积分而得到工件的加热响应回火啊应。一七口接相关是辐射表面温度为常亦可由对回火参数及其目标值的控制而得到精确的‘一。。。数无量纲的交换系数控制。表征了表面转换辐射的几何
7、特性和发射系数对于处,于炉墙包围中的工件表面该值极大地依赖于工奥氏体化及回火过程响应的实例件表、。面粗糙度氧化程度等等奥氏体化响应连续辊底炉中奥氏体化的一批轴承套图直径奥氏体化处理,宽,壁厚的实测结果及温度,。当材料在加热过程中发生了相变时可在公式的加热响应见于图。中计人相变潜热来计算加热响应由于相变的发生,在温度一时间坐标系内的曲线也就会出现一。个平台在珠光体奥氏体转变点以下的钢的比热,和密度应取铁素体或珠光体的比热和密度而在鬃。转变点以上的钢的热性质则应取奥氏体的性质纂瀚洲侧鸡护本文中设定加热响应和铁
8、素体向奥氏体转变过瞿馨万生工,程仅由传热速率控制当然也需要较详尽地讨论奥二、止。东导氏体化过程中碳化物溶解的情况低合金轴承钢中七彝。碳化物的溶解取决于合金元素的扩散当碳化物溶解时,奥氏体基体中的碳浓度和合金元素浓度均增摹。,大因轴承钢中碳化物的体积变化很大不应将碳一田以洲。化物全部溶解的时间作为平衡时间碳化物溶解的时间,,程度对硬化响应硬度、残余奥氏体量等有很大影图奥氏体化响应的模型对应轴承进人热炉的时刻阴影区对应输人输出的端
