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1、第39卷 第9期钢 铁Vol.39,No.92004年9月IRONANDSTEELSeptember2004基于数值模拟的718塑料模具钢大模块淬火新工艺设计宋冬利 顾剑锋 胡明娟 潘健生(上海交通大学高温材料及高温测试教育部重点实验室,上海200030)摘 要 通过对新型718塑料模具钢大模块淬火过程进行计算机数值模拟,结合金相组织与硬度测试制订了一种淬火的新工艺,即高温930℃完全奥氏体化后直接空冷。该工艺能使整个模块均获得贝氏体组织,保证模块硬度在29～35HRC的范围内,而且同一截面硬度差值小于3HRC。此外,淬火冷却过程中表面与心部的温差较小,明显
2、减小了淬火裂纹产生的可能性。关键词 塑料模具钢 数值模拟 淬火 贝氏体中图法分类号 TG156131文献标识码 A①DesignofNewQuenchingTechnologyfor718PlasticDieSteelBasedonNumericalSimulationSONGDongli,GUJianfeng,HUMingjuan,PANJiansheng(KeyLaboratoryoftheMinistryofEducationofHighTemperatureMaterialsandTesting,ShanghaiJiaotongUniversity,S
3、hanghai200030)ABSTRACTInordertooptimizethequenchingtechnologyofthenewplasticdiesteel718,thenumericalsimulationonquenchingprocesswascarriedout1Combinedwithobservationofmetallographicmicrostructureandhardnesstesting,anewquenchingtechnology2completelyaustenitizingat930℃anddirectlycooli
4、ngtoroomtemperatureintheair,wassuccessfullydesignedforthiskindofsteel1Thetechnologycanensurethatthebainitecanbeobtainedalloverthewholelargemoduleafterquenching,andthehardnessisintherangeof29235HRCwiththebiggestdifferencelessthan3HRCinthesamesection1Inaddition,thepossibilityofcrackin
5、gisgreatlyreducedduetothesmallertemperaturedifferencebetweenthesurfaceandthecenterduringtheprocessofquenching1KEYWORDSplasticdiesteel,numericalsimulation,quenching,bainite1 前言2 淬火数学模型718钢是瑞典公司在P20钢的基础上适当加淬火过程的温度场决定淬火过程中相变的整个Ni元素而研制的通用型镜面塑料模具钢。718钢一进程,而组织转变产生的潜热反过来会影响温度场般以预硬化状态供货,用户要
6、求整体的硬度在280的分布。本文采用淬火过程温度场和组织场相互耦～325HB(或29～35HRC)范围,在大模块的同一合的数学模型,进行有限元计算机数值模拟。截面硬度差值小于3HRC。近年来我国一些钢厂和211 温度场的分析研究所正在致力于研制和开发718钢及其合理的预三维温度场传热控制偏微分方程:[1,2]硬化工艺。通常718塑料模具钢的预硬化处理为99T99T(k)+(k)+9x9x9y9y淬火后进行高温回火,即调质处理。对于大型模块,99T9T采用油作为淬火介质,由于油的冷却能力有限很难(k)+q=Qcp(1)9z9z9t达到同一截面上硬度差小于3HRC
7、,而采用水作为式中 k——热导率,Jö(m·s·℃);淬火介质,则容易产生淬火裂纹。本文通过对淬火3Q——密度,kgöm;过程进行有限元数值模拟,设计了一种新型的718cp——比热容,Jö(kg·℃);钢的淬火工艺。结合实际生产试验,进行了金相组q——材料内热源强度,它源于淬火过程中发织观测与硬度分布测试工作,验证了模拟结果的准生相变时潜热的释放,与相变的类型和确性,同时也证实了该工艺的可行性。①收修日期:2003209223;联系人:宋冬利,博士研究生,winter_song@sjtu1edu1cn©1995-2004TsinghuaTongfangOpti
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