钢板连续移动感应淬火温度场数值模拟及实验研究

摘要：

目的 通过数值模拟,研究电源频率、电流密度、钢板移动速度对感应淬火过程中钢板温度场的影响规律,为实际应用中的参数选取提供参考.方法 利用ANSYS APDL语言建立钢板连续移动感应淬火过程的有限元计算模型,对不同工艺参数下的钢板温度场进行数值模拟.以优化后的工艺参数对20 mm厚的40Cr钢板进行感应淬火实验,利用热电偶对钢板关键点温度进行测量,通过金相显微镜和显微硬度计对淬火后的钢板进行微观组织和硬度分析.结果 钢板关键点温度计算结果与测量结果的最大误差率约为4％,表明该模型具有较高的计算精度.不同工艺参数下钢板温度场的分析结果表明:电源频率越高,电流密度越大,则加热速度越快,且随着电源频率的升高,高温区深度先增大后减小;而电流密度越大,钢板移动速度越慢,则高温区深度越大.钢板淬火后,其厚度方向上的微观组织基本上分为三个区:相变硬化区、热影响过渡区和未相变区.相变硬化区组织为细小的针状马氏体,最高硬度达700HV,淬硬层深度约6 mm;热影响过渡区中马氏体逐渐减少;未相变区仍保持原始珠光体和铁素体组织.结论 模拟计算结果与实验结果基本吻合,可用来指导实际应用中的参数选取.

关键词：感应淬火、连续移动、温度场、数值模拟、性能差异化钢板

所属期刊栏目：49

分类号：TG15(金属学与热处理)

资助基金：河北省自然科学基金;河北省高等学校科学技术研究项目;邯郸市科技专项计划项目

在线出版日期：2020-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：332-338,377