一、磁场淬火及其数值模拟（论文文献综述）
王万里[1]（2021）在《绝缘子钢脚尺寸与热处理工艺优化及其可靠性研究》文中进行了进一步梳理作为高压输电线路中重要的连接与承载构件,盘形悬式绝缘子钢脚应具有高强度、韧塑性及抗低周疲劳性能。然而,在雨雪大风等恶劣天气下,已多次出现钢脚疲劳断裂,造成掉线、掉串事故,造成重大经济损失。钢脚热处理工艺不规范、显微组织结构不合理是主要原因,钢脚的外形尺寸也有待优化。因此,在对在役钢脚进行理化检验的基础上,开展钢脚尺寸优化设计,不同热处理状态下钢脚金属材料显微组织与力学性能研究及其服役可靠性评价,指导制定高压输电线路绝缘子钢脚质量评定及运行评估的技术规范,用于不同输电等级线路绝缘子钢脚的质量评估与管理,保证输电线路运行安全,具有重要意义。本文针对不同强度等级的四种国产典型钢脚产品（A1、A2、B1和B2）,通过显微组织结构及力学性能研究,结合有限元数值模拟,探讨了恶劣天气下瓷绝缘子钢脚的运行状态;以四种常用钢脚金属材料为对象,探讨了不同热处理状态下其显微组织结构及力学性能的特点;基于抗低周疲劳性能研究,优选热处理工艺;最后,基于有限元数值模拟,对钢脚球头圆角尺寸进行优化设计。得到了如下主要结论:四种钢脚产品中硫化物、球状氧化物等夹杂物沿轴向分布,硫化物等级较高;显微组织结构也不合理,均存在粗大较粗大的铁素体晶区;钢脚A2中存在明显的带状组织。钢脚A1、A2、B1的力学性能不佳,塑韧性尤其低。有限元模拟结果表明,四种钢脚的球头颈部均存在明显应力集中,钢脚A1、A2、B1该部位的应力水平已接近甚至超过Rp0.2,存在明显的安全隐患。正火态Q235钢的强度低,韧塑性高,在85%Rm应力下,循环稳定性好,经40000次循环后仍保持较高的强度及塑性;淬火+低温回火45钢的强度、硬度高,韧塑性低,在90%Rm应力下,仅经过600次循环即发生断裂。淬火+中温回火45钢综合力学性能良好,经过5000次循环后仍能保持较高的强度及塑性。调质处理45钢综合力学性能最佳,抗低周疲劳性能优于淬火+低、中温回火态。淬火+低温回火20Mn2及20Mn V钢的强度高,但韧塑性低,在90%Rm应力下,经过3000次左右的循环即发生断裂。调质处理20Mn2及20Mn V钢显微组织合理,综合力学性能优良,相同应力下,经过5000次循环后强度与塑性仍保持很高的水平。因此,针对这四种典型的钢脚金属材料,优选正火（Q235钢）及调质处理的热处理工艺,以提高其抗低周疲劳性能。采用有限元数值模拟,对绝缘子钢脚的球头过渡圆角的外形尺寸进行优化。结果明,过渡圆角半径的最优值为7.1 mm,而非现行标准要求的3.5 mm。此时,钢脚球头颈部的最大应力下降了22.4%,钢脚服役可靠性明显提高。
蒋博宇[2]（2021）在《Cu基非晶合金水平连铸工艺与强韧化处理研究》文中提出非晶合金具有各项优异性能,但由于其成型条件过于苛刻,对合金成分的选择和熔体的冷却速率均提出了极高的要求。块体非晶合金传统的成型技术如铜模铸造法、喷铸法、吸铸法及压力铸造法往往存在生产效率低、原料成本高以及工艺复杂等问题,难以达到制备大尺寸非晶合金的工业化生产要求。水平连续铸造技术作为工业生产的一种常见手段,具有生产效率高、铸坯尺寸可调节、易于自动化控制等优点,在水冷铜模铸型的高冷却强度下,可以满足大尺寸非晶合金板材的连续制造。因此,探索具有优异力学性能且原材料成本低廉的非晶合金水平连铸工艺就具有重要意义。目前国内外对于非晶合金的数值模拟工作研究较少,在非晶合金制备技术研发初期,其数值模拟工作主要通过对单辊甩带法、双辊轧制法以及铜模铸造法制备过程中熔体冷却速率的计算来判断其是否满足非晶的临界冷却速率。目前,对于连续铸造法制备非晶合金的研究仍处于起步阶段,因此开展非晶合金水平连铸的数值模拟工作对探索最优连铸工艺起到了积极的指导作用。非晶合金的塑性变形依赖于高度局域化的剪切带,这就导致了塑性应变只发生在较小的剪切变形区,宏观上多呈现脆性断裂特征。因此,非晶合金的强韧化方法研究也是材料领域的热点问题。通过优化退火工艺方法及参数,可以控制非晶基体中纳米晶的组成、尺寸和分布。非晶合金在等温退火过程中的结构弛豫和纳米晶化现象对合金力学性能的提升有积极的作用。针对以上问题,本文选取Cu基非晶合金为研究对象,以石墨/水冷铜模复合模具为铸型,研究了 Cu基非晶合金的水平连续铸造工艺并进行数值模拟分析及实验验证,同时探讨不同热处理方式对块体非晶合金的强韧化作用机理。本文的主要研究工作如下:（1）实测了（Cu47Zr45Al8）98.5Y1.5非晶合金的导热系数、比热容、粘度、玻璃化转变温度、液固相线温度等热物性参数,采用ProCAST对非晶合金连铸的充型及拉坯过程进行数值模拟分析。温度场和凝固百分数计算结果表明,非晶熔体在中间包内的充型时间为22 s,保温时间超过55 s时,拉坯头处形成较厚的坯壳,易发生卡死现象。（2）当模型嵌入深度为30 mm,拉坯速度为lmm/s,过热度为80 K时,熔体在温度下降到Tl之前的冷却速率小于Cu基非晶合金的临界值（20 Ks-l）,难以形成非晶结构。当拉坯速度由1 mm/s增加至2～4 mm/s时,熔体在温度下降到Tl之前的冷却速率大幅提高。与此同时,提高拉坯过热度对熔体的冷却速率也有小幅度提升。改善水冷复合模具结构,缩短石墨嵌入铜模端深度至10mm～20mm,有利于减少铸坯在石墨中的冷却时间,从而提高熔体在铸型中的冷却速率。（3）采用双腔室压差水平连铸设备制备Cu47Zr45A18非晶合金,拉坯工艺为拉4 s-停4 s,拉坯速度2～4mm/s。在过热度80 K与200 K时,铸坯基体均发生明显的晶化现象,未形成完全非晶组织。向Cu-Zr-Al三元非晶合金系中添加少量Y元素,提高了合金的非晶形成能力。当连铸过热度为80 K时,所得铸坯心部组织为完全非晶。其室温压缩强度为1803 MPa,断裂形式为脆性断裂;当连铸过热度为50 K时,铸坯中有少量微米级Y203析出,同时非晶基体中弥散分布着纳米级Cu1 0Zr7与AlCu2Zr相,室温压缩强度与完全非晶铸坯相比略有降低,而塑性应变有所提升,断裂形式为韧-脆混合断裂。铸件维氏硬度及冲击韧性分别为（495.3±3.4）Hv与5.73 J/cm2。（4）对非晶连铸过程中施加f=21 KHz、E=200 V、I=20 A,f=18 KHz、E=180 V、I=20 A,f=15 KHz、E=180 V、I=15 A三种不同功率磁场,采用小线圈法进行磁感应强度测量。通过对比发现频率为18 KHz时线圈内部磁感应强度波动较小,磁场分布较为均匀。三种电磁场作用下,铸坯心部组织的XRD图谱中均在35～45°之间观察到漫散射峰存在,表明其心部组织为完全非晶。观察不同频率下得到的板材样品腐蚀后的宏观形貌,在f=18 KHz的电磁场作用下得到的样品中非晶含量最高,断裂强度达到1890 MPa。（5）对（Cu47Zr45Al8）98.5Y1.5采用阶梯退火工艺,并用液氮激冷代替常规水淬的淬火方式,得到非晶基体中均匀分布70 nm左右Cu10Zr7相的非晶/纳米晶组织,其断裂强度由铸态的1855 MPa提高了约17%,达到2170 MPa,塑性应变也由铸态的0%提高至1.2%。阶梯退火工艺样品的TEM分析发现,非晶合金在玻璃化转变温度以下退火时,产生了结构弛豫现象,在退火时间延长至4h后,原子排列方式由高吉布斯自由能的无序化排列向低能量的有序化晶格转变。非晶合金在阶梯退火后,原子沿着结构弛豫现象产生的有序化晶格生长,析出相与结构弛豫产生的有序化晶格之间存在共格生长现象,最终形成的析出相中晶面间距减小,原子排布更加致密。
张胜文,夏子凡[3]（2021）在《基于ABAQUS的高磷铸铁激光淬火温度场分析》文中研究指明论文利用Abaqus有限元分析软件模拟仿真高磷铸铁激光淬火过程。模拟激光淬火温度场主要包括三维模型的建立、高磷铸铁热物性参数的计算、模型网格的划分、载荷的施加方法、移动热源的程序设计、淬硬层深度确定等。激光淬火试验选取激光扫描功率P=1100W和扫描速度v=25mm/s验证模拟仿真结果,结果显示仿真淬硬层层深与激光淬火试验结果基本相符。
雷震[4]（2020）在《超声作用下Cu/Sn固液体系溶解行为及其数值模拟研究》文中认为目前,锡基无铅钎料与铜母材的钎焊已经广泛应用到了电子封装产业之中,但是关于如何保证焊点的质量仍然是一个重要的研究课题。针对这一课题,学者们纷纷提出了很多方法,例如通过施加电场、磁场、声场等物理场以及它们之间复合作用的复合场在内的诸多方法来提高焊点的可靠性。其中,超声波辅助钎焊被认为是一种绿色高效,充满前景的连接方法。当前有关超声辅助钎焊的研究大多数集中在超声效应破除氧化膜、促进界面润湿等方面,但是有关声场作用下的金属母材的溶解机制和传质机理鲜有研究。因此本文以Cu/Sn体系作为研究对象,通过实验结合有限元模拟的方法,对超声波作用下固体金属在液态金属中的溶解机制和固/液传质机理进行了系统研究。本文利用多物理场耦合数值计算软件COMSOL Multiphysics 5.4模拟出在不同参数的功率超声作用下熔融锡钎料中声压分布情况,得到锡液中有可能发生空化的区域,即空化活动区,再导出Cu/Sn固液界面处的声压,用此处的声压计算了空化气泡坍塌时Cu/Sn固液界面的有效温度和压力,并且模拟了熔池内因超声振动产生的流场分布,利用以上数据对实验结果进行了理论分析。采用浸没法研究了在523 K、553 K和573 K的温度下有无超声作用Cu/Sn体系的溶解行为。研究结果表明,超声波作用下铜丝在熔融锡中的溶解速率是无超声作用的6.79024.106倍,空化泡坍塌瞬间会在Cu/Sn界面的局部产生1500 K左右的高温,该局部高温不但提高了Cu在Sn中的固溶度极限,而且使处于“微点”区域的铜发生熔化;微射流效应产生的高压达85 MPa,足以减薄金属间化合物层（IMCs）厚度和改变其形貌,其疏松多孔的组织结构增加了原子扩散的通道;声流效应产生搅拌作用,将Cu/Sn固液界面前沿的溶质Cu原子不断推向锡液内部,使溶质原子溶度一直低于饱和溶解度。故超声波作用使固体铜在锡中溶解量和溶解速率显着增大。虽然超声波能促进溶解,极大地缩短钎焊时间,提高效率,但是实验发现在溶蚀区沿铜丝高度方向有不均匀溶解的现象（铜丝浸没在熔池的部分溶蚀情况为中间部分溶解最多,两端较少）,钎焊接头溶解最快的部位可能会有失效的隐患。又从传质的角度出发考虑了超声溶解对溶解速率常数K的影响,经计算573 K时无超声作用时溶解速率常数K≈1.26762,而施加超声作用的K≈2.45173,建模解释分析了K变大的原因,以期为超声波辅助钎焊提供了理论依据和技术指导。
梁玉[5]（2019）在《高合金钢电渣重熔过程凝固行为及组织控制研究》文中提出随着工业化进程的不断推进,高端装备制造业对切削材料性能的要求不断提高,高速钢材料以其高硬度、高耐磨性、良好的热稳定性和韧性等特点被广泛使用,但是高速钢中碳化物分布不均匀问题导致的高速钢性能下降是当前高品质高速钢生产中遇到的主要问题。电渣重熔工艺通常被用于改善碳化物粗大和分布不均匀,但大尺寸高速钢材料由于电渣重熔参数优化问题造成心部组织不均匀的现象依然较为严重。本文基于先进的凝固模拟和电磁耦合技术对电渣重熔过程中高速钢的凝固过程进行了仿真,探讨了不同电渣重熔工艺对高速钢凝固组织形成的影响机理,同时研究了电渣重熔过程中原位添加微合金元素对组织的影响。利用数值模拟技术分别对电渣重熔过程的电磁场、温度场以及组织场进行了模拟仿真,并结合具体的试验材料对模拟结果进行了验证。结果表明,电极边缘周围的熔池区域具有最高的电流密度,从而使渣池中的高温区域主要集中在渣池中上部,由于热流方向与晶粒生长方向不平行,铸锭中上部晶粒生长为等轴晶。在渣池区域的下部出现两个大的涡流,在侧壁附近具有最大速度,强烈的搅拌作用使得远离中心位置的渣池温度均匀化,晶粒生长为与轴向呈现一定夹角的柱状晶。通过研究单双电极电渣重熔工艺对组织的影响发现,在中心处,单电极重熔钢锭中形成粗大枝晶,而双电极重熔锭中则出现更为均匀细小的柱状枝晶。双电极重熔锭的M2C碳化物尺寸也较单电极的M2C碳化物细小。在靠近铸锭边缘的位置,单双电极重熔锭的晶粒度几乎没有差别,但单电极重熔锭中生成的碳化物量高于双电极。双电极工艺不仅使铸锭中的碳化物分布更加均匀,也更节能。在进行了高低熔速试验后发现,熔速变化对钢中M2C碳化物形貌及尺寸没有太大影响,但熔速较高时,高速钢中MC型碳化物数量明显多于低熔速锭,且MC碳化物尺寸普遍小于低熔速锭中MC尺寸,此外,高低熔速锭中MC碳化物中的V含量也有差异,相比正常熔速,过高或过低的熔速都不利于提升高速钢铸锭组织质量。本研究进而探讨了电渣重熔的原位微合金化技术在高速钢重熔中的作用,原位添加稀土元素后发现,高速钢中的碳化物形态由不规则的层片状变为规则的纤维状,同时促进了M6C碳化物的生成。原位添加Ti后发现有效降低了晶粒尺寸,但碳化物粗大,其尺寸较稀土微合金化中碳化物尺寸有所增加,稀土和Ti的复合微合金化取得了不错的效果,虽然晶粒尺寸没有进一步细化,但是碳化物层片变细,并且趋于分割在不同的晶粒边缘,这有利于后续热处理碳化物的转变。
刘亭亭[6]（2019）在《带钢感应加热热成型工艺的数值模拟研究》文中提出感应加热技术是一种已广泛应用的加热技术,拥有加热效率高、加热速度快和氧化烧损少以及易自动控制等独特的优势。所以采用感应加热技术对带钢进行加热是最优的选择。感应加热的温度不但会影响钢板氧化烧损量的多少,而且会改变工件的一些性能,如硬度、强度、塑性和韧性等,进而又会影响后续的操作工艺。如果温度过低,硬度过大、塑性和韧性较差,那么以后的锻造、轧制或者热处理工艺就无法正常进行,最终影响产品效果,温度过高氧化烧损又过大,造成能源的浪费。若温度分布不均匀,心部与表面有很大的温差,钢件内部会产生内应力,影响最终产品的质量。因此需要把带钢温度控制在合理的范围内,这样既节约了能源又保证了产品质量。因此非常有必要了解研究钢材在感应加热的过程中的升温特点,以及最终的温度分布规律。根据实际生产需要,选取45号钢作为模拟计算材料,根据感应加热原理和感应加热有限元模拟的电磁场和温度场的理论,使用ANSYS有限元软件,建立了带钢感应加热模型,通过设置初始条件和边界条件,在ANSYS软件上进行了感应加热的磁-热耦合的模拟计算。经实验分析结果表明:带钢的感应加热受电流频率、电流密度以及空气间隙三种因素的影响,通过采用数值模拟实验的方法,研究了电流频率和电流密度对感应加热温度的影响,随着施加的电流频率越大,带钢感应加热的表面和心部温度随着升高,但过高的电流频率会导致表面和心部温差变大,且高频设备费用高,不经济实用;通过增加电源频率增加电流密度,电流密度越高,带钢的温度越高;感应加热空气间隙越大,带钢整体加热温度越低;通过分析几种空气间隙对带钢电磁感应强度的分布情况、带钢的传热情况以及温度分布情况的影响,得出了带钢感应加热的本质原因及最佳实验方案;电流频率为2000Hz,电流密度为1.818×107A/m2,空气间隙为3mm时,加热所需时间最短,加热效率最高,加热效果最好。图22幅;表7个;参61篇。
张华[7]（2018）在《城市轨道交通车轮用球墨铸铁材料制备及性能研究》文中研究表明随着城市轨道交通的快速发展,车轮作为行走的关键部件,其需求量也在逐年迅速增加。因此,开发满足城市轨道交通运输“低速轻载”特殊要求的车轮对我国城市轨道交通的发展具有重要意义。球墨铸铁材料凭借其综合力学性能高、耐磨性好、良好的机械加工性能和较低的制造成本等优点作为结构材料已经被广泛地使用。因此,开发能够满足城市轨道交通安全性、舒适性、经济型要求,且综合性能优越的新型球墨铸铁车轮,有着极其重要的意义。本论文主要以开发应用于城市轨道交通车轮的新型球墨铸铁材料为目标,建立一条小尺寸试样热态试验和全尺寸车轮数值模拟相结合的技术路线,探明球墨铸铁成分、组织和性能的内在联系,以此研究城市轨道交通车轮用球墨铸铁的材料设计和制备工艺,并研究其具体运行环境下的磨损行为。首先,通过FactSage热力学软件和正交实验设计合金化球墨铸铁车轮材料的合金成分,研究硅,铜,镍等合金元素对其基体组织的作用规律。在此基础上,进一步研究合金化球墨铸铁的力学性能和干态滚滑复合摩擦磨损性能。研究表明:适当合金元素的添加可以获得不同铁素体和珠光体含量的基体组织,其竞争转变主要与共析转变时碳元素的扩散有关。此外,力学性能主要取决于基体组织中珠光体的含量,随着珠光体含量的增加,硬度、抗拉强度和屈服强度都逐渐增大而延伸率相应降低。在干态滚滑复合摩擦磨损的条件下,磨损机制主要为滚动接触疲劳磨损。根据性能检测结果,含有80%珠光体组织的合金化球墨铸铁拥有676MPa的抗拉强度,8.6%的延伸率和11μg/m的平均磨损速率,显示出优异的磨损性能和相对合理的力学性能,表明其作为城市轨道交通车轮替代材料的潜力。其次,通过两相区等温淬火热处理工艺制备双相等温淬火球墨铸铁车轮材料,分别研究等温淬火时间、等温淬火温度以及两相区退火温度等参数对基体组织的作用规律。在此基础上,进一步研究其力学性能和干态滚滑复合摩擦磨损性能。研究表明:等温淬火时间太短会生成马氏体,而过长会生成碳化物,最佳的等温淬火时间为（2060）min;等温淬火温度主要影响中温转变时碳元素的扩散速率以及贝氏体铁素体的转变动力学进程;随着两相区温度的升高,先共析铁素体含量显着减小而奥铁体含量增大,富碳残余奥氏体含量也随之增大。此外,双相等温淬火球墨铸铁的力学性能相对于合金化球墨铸铁得到了较大改善;低的等温淬火温度导致抗拉强度和屈服强度的增大以及延伸率的降低;随着两相区退火温度的升高,抗拉强度和屈服强度稳定增加,延伸率则逐渐减小,而冲击韧性在两相区退火温度为810℃时出现极大值。在干态滚滑复合摩擦磨损的条件下,磨损机制主要为滚动接触疲劳磨损。根据性能检测结果,含有20%先共析铁素体和80%奥铁体基体组织的双相等温淬火球墨铸铁表现出优异的力学性能和磨损性能组合,包括746 MPa的抗拉强度、14%的延伸率以及125 J的冲击韧性和15μg/m的平均磨损速率,表明其作为城市轨道交通车轮替代材料的潜力。基于上述研究结果可以发现,合金化球墨铸铁尤其是双相等温淬火球墨铸铁可以成为城市轨道交通车轮替代材料。因此,结合小尺寸试样热态试验和全尺寸车轮数值模拟的手段,进一步探讨和优化全尺寸球墨铸铁车轮的制备工艺。研究表明,采用封闭雨淋式浇注系统、小冒口和冷铁的合理布置可以实现车轮铸件同时凝固的铸造工艺,降低铸件的铸造缺陷,显着提高车轮铸件质量。根据热态试验和数值模拟结果,分别建立了全尺寸球墨铸铁车轮铸态组织中石墨相预测模型、基体组织预测模型以及两相区等温淬火基体组织预测模型,并对全尺寸球墨铸铁车轮的组织分布进行了预测。可以发现,车轮铸件由于同时凝固的铸造工艺设计,其石墨相在基体中分布较为均匀;铸态基体组织沿车轮径向表现出现珠光体含量增大的现象;两相区等温淬火基体组织存在一定的淬透深度,无法得到全部的双相等温淬火球墨铸铁组织,轮毂和轮辋的中心等位置出现了先共析铁素体、珠光体以及奥铁体的混合组织,从而导致其力学性能降低,但仍高于合金化球墨铸铁的力学性能,对车轮实际使用的影响不大。综上所述,本论文对新型球墨铸铁材料的铸造和热处理过程中的关键问题进行了研究,开发了合金化球墨铸铁和双相等温淬火球墨铸铁两类城市轨道交通车轮材料,并探讨优化了全尺寸球墨铸铁车轮的制备工艺,为新型球墨铸铁车轮的开发和应用提供了较为完整的理论依据和实验基础。
赵伟[8]（2018）在《钢线刀激光表面淬火及其组织与性能研究》文中提出激光淬火是表面强化技术之一,它以激光作为热源,对被扫描工件表面进行加热,使表面温度迅速升至奥氏体化温度区间,随后通过基体的迅速冷却使表面发生相变,从而实现淬火强化。钢线刀作为一种模切刀被广泛应用于印刷业与包装业,现有的钢线刀制备工艺存在高污染、高能耗、生产效率低的问题。所以,本论文的目的就是将激光表面淬火技术应用于钢线刀的制备,为钢线刀的短流程绿色制造奠定技术基础。利用有限元模拟与试验相结合的方法对钢线刀刀身和刀刃激光淬火工艺参数进行研究,研究激光功率、扫描速度、离焦量对显微组织、硬度、冲击韧性的影响。采用人工神经元网络和遗传算法,对刀身激光淬火过程的主要工艺参数进行了优化。主要研究结果如下:（1）分别研究了单道激光和多道激光淬火对钢线刀刀身材料组织与性能的影响。在单道激光淬火试验中,淬火区域显微组织主要由原始组织区、热影响区和淬火硬化区三部分组成。原始组织区由铁素体和渗碳体组成,热影响区由针状马氏体和未熔碳化物组成,淬火硬化区为针状马氏体。淬火硬化区显微硬度随激光功率增大而增大,随扫描速度的增加先增大后减小,随离焦量的增加而减小。得到最佳工艺参数为（激光功率800W、扫描速度40mm/s、离焦量80mm）,此工艺参数下刀身显微硬度达382.2HV0.2,较市售钢线刀刀身显微硬度提升12.4%,组织均匀性同样有较大提高,冲击韧性为35.36J/cm2,与市售标样接近。在多道激光淬火试验中,淬火软化区组织为回火马氏体与回火索氏体,得到最佳搭接率10%,此参数下能实现对刀身整面的淬火。（2）刀刃激光淬火区域组织为针状马氏体,淬火区显微硬度随激光功率增大而增大,随扫描速度的增加先增大后减小。得到最佳工艺参数为（激光功率150W、扫描速度1600mm/min、离焦量50mm）,显微硬度达到610.2HV0.2,较市售标样提升19.6%。（3）通过人工神经元网络和遗传算法相耦合得到钢线刀刀身最优激光淬火工艺参数（激光功率853W、扫描速度44mm/s、离焦量86mm）,显微硬度预测值为390HVG.2,与最优工艺参数下的试验结果393.6HV0.2相吻合,该试验结果较之前试验最佳工艺参数所得钢线刀刀身显微硬度提升3%。
陈威宇[9]（2017）在《Cr8钢轧辊同步双频感应加热数值模拟研究》文中研究表明轧辊作为轧机的主要部件,很大程度上决定了轧机的生产效率和轧制产品的质量,随着制造业的发展对轧制产品的质量要求越来越高,轧辊的性能要求也越来越高,Cr8钢作为新型轧辊材料表现出优越的性能,但是目前Cr8钢轧辊的研究尚未成熟,热处理工艺仍在探索之中,制约了Cr8钢轧辊的实际应用。本文研究了Cr8钢轧辊的材料性能和热处理工艺,并在此基础上进行了Cr8钢轧辊同步双频感应加热的数值模拟,为Cr8钢轧辊的热处理工艺优化提供参考。首先通过实验测得了Cr8钢随温度变化的电阻率,并计算整理了Cr8钢的热物性参数和力学性能参数等材料参数,建立了数值模拟中Cr8钢的材料模型;然后对Cr8钢轧辊的感应加热过程进行工艺设计,确定了感应加热的主要工艺参数,作为数值模拟过程的基本参数,并设计了相应的感应器;最后研究了基于ANSYS软件的感应加热数值模拟方法,解决了感应加热的数值模拟中多场耦合、移动、同步双频等关键问题,进行了Cr8钢轧辊同步双频感应加热的数值模拟,分析了数值模拟结果,并依据数值模拟结果提出了优化方案,经过多次优化后,使轧辊表面各点均达到了所需的加热温度且达到了一定的加热深度,而轧辊心部的温升较小,获得了较为理想的加热效果,确定出了最终的Cr8钢轧辊同步双频感应加热工艺方案。
李传维[10]（2016）在《核电压力容器大型锻件组织与性能研究及热处理数值模拟》文中研究说明随着第三代核电站的设计寿命和安全要求的提高,压力容器锻件呈现出大型化、一体化的趋势。目前国内核电需求旺盛,研究大型锻件热制造过程的组织性能演变,保障核电大型锻件稳健生产势在必行。本文研究了核电大型锻件SA508Gr.3钢的相变动力学和组织演变规律,建立了组织与性能之间的定量关系,并采用有限元方法模拟了典型核电压力容器锻件一体化顶盖的调质热处理工艺过程,实现了基于温度场-组织场-性能场的热处理工艺优化。首先,本文研究了SA508Gr.3钢加热和冷却过程中的相变动力学规律,获得了连续加热奥氏体相变动力学（CHT）、奥氏体等温相变动力学（IHT）、TTT和CCT等整套的相变基础数据;研究了不同回火工艺条件下回火度与时间的关系,建立了描述回火过程的动力学曲线。采用JMAK方程描述扩散型相变,包括奥氏体化相变、贝氏体相变和回火转变,分别确定了三类相变动力学方程中的各个模型参数,包括指数n,指前因子lnk0,相变激活能Q等。采用K-M方程描述马氏体相变,确定了与温度相关的模型参数α。其次,研究了SA508Gr.3钢加热、冷却及回火过程中的组织演变规律。对于初始为贝氏体和铁素体的正火组织,在奥氏体化加热过程中,奥氏体首先在晶界或板条界处形核长大,富碳的贝氏体区域先于贫碳的铁素体区域发生奥氏体相变。探讨了连续冷却过程中不同冷速条件下马氏体组织、马氏体贝氏体混合组织、混合贝氏体组织以及先共析铁素体贝氏体混合组织的形成机理和形貌,同时确定了发生马氏体相变的临界冷速约为50℃/s,不发生铁素体转变的临界冷速约为1℃/s。结合热力学计算和显微结构分析,表征了淬火组织在回火过程中的主要变化,包括M/A的分解、碳化物的析出和粗化、以及贝氏体铁素体在高温下的再结晶。再次,研究了奥氏体晶粒度、贝氏体条束尺寸、M/A相的体积分数、碳化物尺寸及分布等对力学性能的影响。结果表明,粗大奥氏体晶粒、块状铁素体组织、M/A相、晶界大颗粒碳化物均不利于冲击性能;应在保证奥氏体化完全的前提下应尽量降低奥氏体化温度,提高淬火冷速以避免块状铁素体出现,采用适当的回火工艺以消除M/A相和晶界大颗粒碳化物。在此基础上确定了SA508 Gr.3钢的调质热处理加热、淬火、回火的工艺窗口,即:奥氏体化温度为890910℃,淬火无铁素体形成的临界冷速为1℃/s,回火温度为640℃655℃,回火时间为5h10h。建立了基于各相硬度及体积分数加权平均方法的淬火组织硬度预测模型,利用回火动力学方程可进一步获得材料回火后的硬度和强度。确定了示波冲击曲线上决定材料冲击性能的三个关键参数（屈服载荷、最大载荷、非稳定裂纹扩展位移）与硬度的量化关系,建立了基于冲击断裂机制的材料冲击功预测方法。最后,采用本文确定的相变动力学模型和建立的力学性能预测方法,对SA508Gr.3钢一体化顶盖大型锻件的调质热处理过程进行了温度-组织-性能多场耦合的模拟,优化了加热、淬火和回火工艺。模拟结果表明:在440℃/2h和650℃/5h阶梯加热条件下,900℃保温7.5h可保证大型锻件的温度场均匀。对比碗口向上和碗口向下两种吊装方式,采用碗口向上吊装淬火方式取样位置的平均冷速约为1.1℃/s,达到无铁素体形成的临界冷速,而碗口向下的平均冷速仅为0.3℃/s。对碗口向上淬火的锻件,在650℃回火8h后能得到相对均匀的性能场。本文在研究SA508Gr.3钢相变过程工艺-组织-性能关系的基础上,通过调质热处理全过程的数值模拟,获得了一体化顶盖大型锻件在奥氏体加热、淬火冷却及回火过程中的组织演变规律,确定了调质热处理过程的温度-组织-性能的时间和空间分布,进一步优化了热处理工艺,并在生产实践中得到了应用验证。
二、磁场淬火及其数值模拟（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、磁场淬火及其数值模拟（论文提纲范文）
（1）绝缘子钢脚尺寸与热处理工艺优化及其可靠性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 盘形悬式绝缘子钢脚材料研究现状 |
| 1.2.1 盘形悬式绝缘子 |
| 1.2.2 盘形悬式瓷绝缘子钢脚 |
| 1.3 低周疲劳 |
| 1.3.1 低周疲劳简介 |
| 1.3.2 研究进展 |
| 1.4 有限元分析软件 |
| 1.4.1 ANSY Workbench简介 |
| 1.4.2 静力学分析 |
| 1.4.3 疲劳寿命计算 |
| 1.4.4 尺寸优化设计 |
| 1.5 本研究的意义与内容 |
| 1.5.1 研究意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第二章 试验材料及方法 |
| 2.1 研究对象 |
| 2.2 材料热处理制度 |
| 2.3 显微组织 |
| 2.3.1 夹杂物评级 |
| 2.3.2 金相制备及观察 |
| 2.3.3 扫描电子显微(SEM)观察及能谱(EDS)测试分析 |
| 2.4 力学性能测试 |
| 2.4.1 硬度 |
| 2.4.2 室温拉伸 |
| 2.4.3 冲击韧性 |
| 2.4.4 低周疲劳 |
| 2.6 主要仪器、设备 |
| 第三章 绝缘子钢脚微结构与性能的实验及模拟研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理化检验 |
| 3.2.1 夹杂物评级 |
| 3.2.2 显微组织结构 |
| 3.2.3 力学性能 |
| 3.2.4 断口分析 |
| 3.3 有限元模拟 |
| 3.3.1 静力学分析 |
| 3.3.2 疲劳寿命计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 绝缘子钢脚金属材料热处理及其抗低周疲劳性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 显微组织结构 |
| 4.3 力学性能 |
| 4.4 拉伸断口 |
| 4.5 低周疲劳性能 |
| 4.6 低周疲劳试样断口形貌 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 绝缘子钢脚球头断裂原因分析及其尺寸优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 装配体建模 |
| 5.3 静力学分析 |
| 5.3.1 材料参数设置 |
| 5.3.2 接触设置 |
| 5.3.3 网格划分 |
| 5.3.4 约束与加载方式 |
| 5.3.5 求解 |
| 5.4 球头尺寸优化设计 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 全文总结 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（2）Cu基非晶合金水平连铸工艺与强韧化处理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 非晶合金的发展 |
| 1.3 块体非晶合金的性能与应用 |
| 1.4 块体非晶合金制备方法 |
| 1.4.1 块体非晶合金传统铸造成型技术 |
| 1.4.2 块体非晶合金连续成型技术 |
| 1.5 非晶合金的数值模拟 |
| 1.5.1 单辊甩带法 |
| 1.5.2 双辊轧制法 |
| 1.5.3 铜模铸造法 |
| 1.6 非晶合金的强韧化及复合材料研究进展 |
| 1.6.1 内生非晶复合材料 |
| 1.6.2 外加非晶复合材料 |
| 1.7 本文主要研究内容 |
| 2 实验与分析测试方法 |
| 2.1 合金成分的选取 |
| 2.2 非晶合金水平连铸方法 |
| 2.2.1 炉体设计 |
| 2.2.2 熔炼坩埚设计 |
| 2.2.3 中间包设计 |
| 2.2.4 石墨/水冷铜模复合铸型结构 |
| 2.2.5 高频电磁线圈设计 |
| 2.2.6 实验流程 |
| 2.3 非晶合金等温退火实验 |
| 2.4 样品表征与分析 |
| 2.4.1 显微结构表征 |
| 2.4.2 热力学参数测试 |
| 2.4.3 力学性能测试 |
| 2.5 非晶合金水平连铸过程数值模拟流程 |
| 3 Cu基非晶合金水平连铸数值模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算模型及边界条件 |
| 3.2.1 模型建立及网格划分 |
| 3.2.2 非晶合金传热的基本假设 |
| 3.2.3 传热控制方程 |
| 3.2.4 非晶合金热物性参数 |
| 3.2.5 拉坯工艺参数 |
| 3.2.6 流道处温度场计算 |
| 3.3 充型时间计算 |
| 3.4 复合模具内温度场及凝固过程分析 |
| 3.4.1 铸型温度梯度模拟 |
| 3.4.2 铸坯温度场及凝固过程模拟 |
| 3.4.3 拉坯速度及过热度对冷却速率的影响 |
| 3.5 复合铸型模型结构对冷却速率的影响 |
| 3.6 本章小节 |
| 4 非晶合金板材水平连续铸造工艺及性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 非晶合金水平连铸实验条件 |
| 4.3 Cu基块体非晶合金板材凝固过程 |
| 4.4 Cu-Zr-Al三元非晶合金板材连铸工艺及性能研究 |
| 4.4.1 过热度对Cu-Zr-Al三元非晶合金板材显微组织的影响 |
| 4.4.2 Cu-Zr-Al三元非晶合金板材力学性能分析 |
| 4.5 Cu-Zr-Al-Y四元非晶合金板材连铸工艺及性能研究 |
| 4.5.1 过热度对Cu-Zr-Al-Y四元非晶合金板材显微组织的影响 |
| 4.5.2 Cu-Zr-Al-Y四元非晶合金板材力学性能分析 |
| 4.6 电磁场对非晶合金水平连铸的影响 |
| 4.6.1 磁感应强度测量 |
| 4.6.2 高频电磁场对熔体液充型能力的影响 |
| 4.6.3 电磁场对铸坯非晶含量的影响 |
| 4.6.4 电磁场对铸坯力学性能的影响 |
| 4.7 本章小节 |
| 5 Cu基非晶合金强韧化处理 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Cu基非晶合金退火工艺的制定 |
| 5.3 低温等温退火组织与性能分析 |
| 5.3.1 低温等温退火显微组织 |
| 5.3.2 低温等温退火力学性能分析 |
| 5.3.3 低温等温退火断口分析 |
| 5.4 高温等温退火组织与性能分析 |
| 5.4.1 高温等温退火显微组织 |
| 5.4.2 高温等温退火力学性能分析 |
| 5.4.3 高温等温退火断口分析 |
| 5.5 阶梯退火组织与性能分析 |
| 5.5.1 阶梯退火后组织分析 |
| 5.5.2 阶梯退火压缩性能与断口分析 |
| 5.6 阶梯退火过程中的组织变化 |
| 5.7 本章小节 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）超声作用下Cu/Sn固液体系溶解行为及其数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 无铅钎料的发展 |
| 1.3 超声波对固/液溶解行为的影响 |
| 1.3.1 超声波的性质 |
| 1.3.2 超声波辅助钎焊中固/液行为研究 |
| 1.3.3 关于声场的相关物理量建模 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 第2章 实验材料、设备与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.2.1 超声波焊机 |
| 2.2.2 超声波振幅测量仪 |
| 2.3 实验研究方法 |
| 2.3.1 超声在液态钎料内传播的模拟 |
| 2.3.2 溶解实验中Cu溶解速率的计算 |
| 2.3.3 超声波对Cu/Sn界面固液传质过程的影响 |
| 2.3.4 试样微观形貌观察 |
| 第3章 超声波在液体内部的声压分布 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 超声波在液体中的传播特性 |
| 3.3 模型的建立及边界条件的设置 |
| 3.4 钎料内部声压分布影响因素 |
| 3.4.1 超声波振幅对钎料声压分布的影响 |
| 3.4.2 超声波频率对钎料声压分布的影响 |
| 3.4.3 超声波施加位置对钎料声压分布的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 超声波对Cu/Sn体系溶解行为的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Cu/Sn固液体系的溶解行为 |
| 4.2.1 无超声作用Cu/Sn溶解量与时间的关系 |
| 4.2.2 超声作用Cu/Sn溶解量与时间的关系 |
| 4.3 可视化分析 |
| 4.3.1 空化的热效应 |
| 4.3.2 微射流效应 |
| 4.3.3 声流效应 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 超声作用下Cu/Sn固液体系的传质过程 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 溶解截面的宏观形貌 |
| 5.3 界面IMCs形貌 |
| 5.3.1 无超声作用下Cu/Sn固液界面层IMCs形貌 |
| 5.3.2 超声波作用下Cu/Sn固液界面IMCs形貌 |
| 5.4 溶解速率常数计算 |
| 5.5 传质机理模型 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读硕士期间发表学术论文目录 |
（5）高合金钢电渣重熔过程凝固行为及组织控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高速钢概述 |
| 1.2 高速钢凝固过程中析出的碳化物 |
| 1.3 高速钢中共晶碳化物结构和形态的影响因素 |
| 1.4 电渣重熔工艺及其数值模拟研究现状 |
| 1.5 本文选题意义及研究内容 |
| 第二章 试验材料与研究方法 |
| 2.1 试验研究路线及材料制备方法 |
| 2.1.1 研究路线 |
| 2.1.2 试验材料 |
| 2.1.3 试验材料制备 |
| 2.2 试验分析方法 |
| 2.2.1 组织分析 |
| 2.2.2 成分分析 |
| 2.2.3 低倍组织 |
| 第三章 电渣重熔过程数值模拟 |
| 3.1 电渣重熔过程电磁场和温度场的数值模拟 |
| 3.1.1 三维计算模型的建立 |
| 3.1.2 模拟计算结果 |
| 3.1.3 电磁场和温度场模拟的间接验证 |
| 3.2 电渣重熔组织场的数值模拟 |
| 3.2.1 三维组织场计算模型的建立 |
| 3.2.2 微观组织模拟结果及验证 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 电渣重熔工艺对高速钢凝固过程的影响 |
| 4.1 电极型式对凝固过程的影响 |
| 4.1.1 电极型式对凝固过程影响的数值模拟 |
| 4.1.2 电极型式对凝固组织的影响 |
| 4.2 电极熔化速度对凝固过程的影响 |
| 4.2.1 电极熔化速度对凝固过程影响的数值模拟 |
| 4.2.2 电极熔化速度对凝固组织的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 电渣重熔原位微合金化对高速钢组织的影响 |
| 5.1 电渣重熔原位添加稀土元素对高速钢凝固组织的影响 |
| 5.1.1 稀土对高速钢铸态组织的影响 |
| 5.1.2 稀土对高速钢一次碳化物的影响 |
| 5.2 电渣重熔原位添加Ti对高速钢凝固组织的影响 |
| 5.2.1 Ti对高速钢铸态组织的影响 |
| 5.2.2 Ti 对高速钢中一次碳化物的影响 |
| 5.3 稀土、Ti复合微合金化对高速钢铸态组织的影响 |
| 5.3.1 稀土、Ti复合微合金化对高速钢凝固组织影响 |
| 5.3.2 稀土、Ti复合微合金化对高速钢一次碳化物的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间所取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（6）带钢感应加热热成型工艺的数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 引言 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景和意义 |
| 1.2 感应加热数值模拟研究现状 |
| 1.3 感应加热简介 |
| 1.4 ANSYS软件简介 |
| 1.5 研究目的和研究内容 |
| 1.6 实验方案和技术路线 |
| 第2章 感应加热的原理和特点 |
| 2.1 感应加热原理 |
| 2.2 感应加热过程的基本效应 |
| 2.2.1 集肤效应 |
| 2.2.2 透入深度 |
| 2.2.3 邻近效应 |
| 2.2.4 圆环效应 |
| 2.2.5 端部效应 |
| 2.3 感应加热的物理传导 |
| 2.4 感应加热方式 |
| 2.4.1 纵向磁通感应加热 |
| 2.4.2 横向磁通感应加热 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 感应加热数值模拟的有限元理论基础 |
| 3.1 感应加热电磁场的有限元理论基础 |
| 3.1.1 基础原理方程 |
| 3.1.2 涡流场的分析方法 |
| 3.1.3 ANSYS软件的电磁场分析 |
| 3.2 感应加热温度场的有限元理论基础 |
| 3.2.1 热传导的数学模型 |
| 3.2.2 感应加热温度场的模型建立 |
| 3.2.3 ANSYS软件中的温度场分析简介 |
| 3.3 感应加热耦合场的理论基础 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 感应加热温度场的数值模拟 |
| 4.1 ANSYS有限元分析流程 |
| 4.1.1 ANSYS有限元分析流程 |
| 4.1.2 模拟实验的方法 |
| 4.2 ANSYS软件中数值模拟的主要参数 |
| 4.3 数值模拟的基本过程及结果分析 |
| 4.3.1 ANSYS软件中数值模拟的基本步骤 |
| 4.3.2 ANSYS软件中数值模拟计算的基本流程 |
| 4.3.3 频率和电流密度对感应加热温度分布的影响 |
| 4.3.4 空气间隙对感应加热的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 导师简介 |
| 企业导师简介 |
| 作者简介 |
| 学位论文数据集 |
（7）城市轨道交通车轮用球墨铸铁材料制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 城轨车轮的国内外研究现状 |
| 1.2.1 城轨车轮的发展现状 |
| 1.2.2 城轨车轮的失效类型及磨损机理研究 |
| 1.2.3 城轨车轮材料概述 |
| 1.3 球墨铸铁组织和力学性能关系的研究 |
| 1.3.1 合金化球墨铸铁 |
| 1.3.2 等温淬火球墨铸铁 |
| 1.3.3 激冷球墨铸铁 |
| 1.4 成分及制造工艺对球墨铸铁组织的影响 |
| 1.4.1 合金元素的影响 |
| 1.4.2 铸造工艺的影响 |
| 1.4.3 热处理工艺的影响 |
| 1.5 城轨车轮铸造过程数值模拟研究 |
| 1.6 本课题的意义、目标及主要研究内容 |
| 第二章 球墨铸铁材料制备方法及实验表征 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.2 球墨铸铁的铸造工艺 |
| 2.2.1 中频感应电炉熔炼 |
| 2.2.2 球化孕育处理过程 |
| 2.2.3 球墨铸铁的浇注过程 |
| 2.3 球墨的热处理工艺 |
| 2.4 全尺寸球墨铸铁车轮的数值模拟 |
| 2.5 实验表征 |
| 2.5.1 成分检测 |
| 2.5.2 显微组织分析 |
| 2.5.3 X射线衍射及物相定量分析方法 |
| 2.5.4 室温力学性能表征 |
| 2.5.5 干态滚滑复合摩擦磨损性能表征 |
| 第三章 合金化球墨铸铁车轮材料组织及性能研究 |
| 3.1 成分设计 |
| 3.1.1 热力学计算与分析 |
| 3.1.2 正交实验设计 |
| 3.2 合金成分对合金化球墨铸铁车轮材料组织的影响 |
| 3.2.1 合金成分对石墨球形态的影响 |
| 3.2.2 合金成分对基体组织的影响 |
| 3.3 合金化球墨铸铁车轮材料的力学性能 |
| 3.4 合金化球墨铸铁车轮材料的磨损行为 |
| 3.4.1 合金化球墨铸铁干态滚滑复合磨损性能 |
| 3.4.2 合金化球墨铸铁车轮材料与传统车轮钢的比较 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 双相ADI车轮材料组织及性能研究 |
| 4.1 铸态组织与力学性能 |
| 4.2 两相区温度区间的确定 |
| 4.3 等温淬火时间对双相ADI组织的影响 |
| 4.4 等温淬火温度对双相ADI组织及性能的影响 |
| 4.4.1 组织表征 |
| 4.4.2 力学性能研究 |
| 4.4.3 磨损行为研究 |
| 4.5 两相区退火温度对双相ADI组织及性能的影响 |
| 4.5.1 组织表征 |
| 4.5.2 力学性能研究 |
| 4.5.3 磨损行为研究 |
| 4.6 双相ADI车轮材料与传统车轮钢的比较 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 球墨铸铁车轮制备数值模拟及其组织预测 |
| 5.1 铸型及其尺寸对激冷球墨铸铁铸态组织及性能的影响 |
| 5.1.1 铸型设计 |
| 5.1.2 成分及凝固表征 |
| 5.1.3 铸型尺寸对砂型激冷球墨铸铁铸态组织的影响 |
| 5.1.4 金属型激冷球墨铸铁组织及性能研究 |
| 5.2 基于ProCAST的全尺寸球墨铸铁车轮铸造过程数值模拟 |
| 5.2.1 铸造工艺设计 |
| 5.2.2 铸造的数值模拟过程 |
| 5.2.3 铸造过程模拟结果及优化 |
| 5.3 全尺寸球墨铸铁车轮铸态及两相区等温淬火组织预测 |
| 5.3.1 铸态组织预测模型 |
| 5.3.2 铸态组织预测结果与分析 |
| 5.3.3 热处理组织预测模型 |
| 5.3.4 热处理组织预测结果与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者在攻读博士学位期间公开发表学术论文 |
| 致谢 |
（8）钢线刀激光表面淬火及其组织与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 钢线刀概述 |
| 1.1.1 钢线刀及其应用 |
| 1.1.2 钢线刀传统生产工艺及其问题 |
| 1.2 激光淬火技术特点 |
| 1.3 激光淬火数值模拟研究的方法 |
| 1.3.1 有限差分法 |
| 1.3.2 有限元法 |
| 1.3.3 有限差分法和有限元法的比较 |
| 1.4 激光淬火的应用与研究现状 |
| 1.4.1 激光淬火的应用 |
| 1.4.2 激光淬火技术的研究现状 |
| 1.5 课题的研究意义与主要研究内容 |
| 2 试验材料、设备与方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验设备 |
| 2.3 试验分析方法 |
| 2.3.1 金相试样的制作 |
| 2.3.2 表面质量 |
| 2.3.3 显微组织 |
| 2.3.4 淬火区硬度 |
| 2.3.5 相组成 |
| 2.3.6 冲击韧性 |
| 3 刀身激光淬火工艺与组织性能研究 |
| 3.1 有限元温度场模拟 |
| 3.1.1 模拟参数的确定 |
| 3.1.2 模型建立及结果 |
| 3.2 单道激光淬火试验 |
| 3.2.1 试验设计 |
| 3.2.2 表面宏观形貌 |
| 3.2.3 淬火区域显微组织 |
| 3.2.4 淬火区域的硬度 |
| 3.2.5 淬火区域的冲击韧性 |
| 3.2.6 与市售钢线刀对比 |
| 3.3 多道激光搭接淬火试验 |
| 3.3.1 试验设计 |
| 3.3.2 表面宏观形貌 |
| 3.3.3 搭接区显微组织 |
| 3.3.4 搭接区的硬度 |
| 3.3.5 钢线刀刀身整面淬火试验 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 刀刃激光淬火工艺与组织性能研究 |
| 4.1 有限元温度场模拟 |
| 4.1.1 激光扫描不同时刻的温度场分布情况 |
| 4.1.2 刀刃上下表面温度场分布 |
| 4.2 激光刀刃淬火试验 |
| 4.2.1 试验设计 |
| 4.2.2 表面宏观形貌 |
| 4.2.3 淬火区域显微组织 |
| 4.2.4 淬火区域的硬度 |
| 4.2.5 与市售钢线刀的对比 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 基于人工神经元网络和遗传算法的刀身激光淬火工艺参数优化 |
| 5.1 人工神经元网络工作原理及建模 |
| 5.2 网络模型训练与预测 |
| 5.3 遗传算法寻优 |
| 5.3.1 遗传算法基本原理 |
| 5.3.2 遗传算法优化参数的试验验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 全文结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（9）Cr8钢轧辊同步双频感应加热数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 课题研究的发展与现状 |
| 1.2.1 冷轧工作辊的发展与现状 |
| 1.2.2 感应加热数值模拟的发展与现状 |
| 1.3 本文的研究内容与意义 |
| 第2章 Cr8钢的材料参数研究 |
| 2.1 Cr8钢概述 |
| 2.1.1 Cr8钢作为轧辊材料的性能 |
| 2.1.2 Cr8的成分对轧辊性能的影响 |
| 2.2 测定Cr8钢电阻率实验 |
| 2.2.1 实验原理 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 试件制备 |
| 2.2.4 实验步骤 |
| 2.2.5 实验结果 |
| 2.3 Cr8钢的性能参数 |
| 2.3.1 Cr8钢的热物性参数 |
| 2.3.2 Cr钢的力学性能参数 |
| 2.4 本章小节 |
| 第3章 感应加热的工艺设计 |
| 3.1 感应加热概述 |
| 3.1.1 感应加热优点 |
| 3.1.2 感应加热方式 |
| 3.2 感应加热理论 |
| 3.2.1 基本原理 |
| 3.2.2 集肤效应 |
| 3.2.3 邻近效应 |
| 3.2.4 其他效应 |
| 3.3 工艺参数制定 |
| 3.3.1 工件尺寸 |
| 3.3.2 硬化层深度和电流频率 |
| 3.3.3 功率及其相关参数 |
| 3.3.4 感应器设计 |
| 3.3.5 感应器电流 |
| 3.3.6 加热温度 |
| 3.3.7 加热时间 |
| 3.4 本章小节 |
| 第4章 感应加热过程的数值模拟 |
| 4.1 数值模拟工具 |
| 4.1.1 数值模拟软件 |
| 4.1.2 有限元计算理论 |
| 4.2 数值模拟方法 |
| 4.2.1 多场耦合方法 |
| 4.2.2 移动模拟方法 |
| 4.2.3 同步双频求解方法 |
| 4.3 数值模拟过程 |
| 4.3.1 模型和网格 |
| 4.3.2 载荷、初始条件和边界条件 |
| 4.4 结果分析与优化 |
| 4.4.1 模拟结果分析 |
| 4.4.2 第一次优化分析 |
| 4.4.3 第二次优化分析 |
| 4.5 工艺确定与规律总结 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）核电压力容器大型锻件组织与性能研究及热处理数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 核电站、反应堆与核电压力容器 |
| 1.2.1 核电站的类型 |
| 1.2.2 反应堆的结构和工作原理 |
| 1.2.3 核电堆压力容器及大型锻件 |
| 1.3 核电压力容器用SA508 Gr.3钢 |
| 1.3.1 核电压力容器用钢的发展历程 |
| 1.3.2 SA508 Gr.3钢的合金化原理 |
| 1.3.3 核电压力容器用钢的性能要求 |
| 1.3.4 核电压力容器用钢基本组织特征 |
| 1.4 核电压力容器锻件的热制造 |
| 1.4.1 冶炼 |
| 1.4.2 铸造和凝固 |
| 1.4.3 锻造 |
| 1.4.4 热处理 |
| 1.5 核电压力容器大型锻件的热处理 |
| 1.5.1 大型锻件的热处理原理 |
| 1.5.2 锻后热处理 |
| 1.5.3 性能热处理 |
| 1.5.4 焊后热处理 |
| 1.6 核电压力容器用钢调质热处理涉及的相变基础 |
| 1.6.1 两相区的奥氏体化相变动力学 |
| 1.6.2 核电压力容器用钢的奥氏体晶粒的长大 |
| 1.6.3 核电压力容器用钢淬火冷却过程中的相变 |
| 1.6.4 核电压力容器用钢的回火 |
| 1.7 大型锻件热处理有限元模拟 |
| 1.7.1 热处理过程温度、组织、应力之间的关系 |
| 1.7.2 热处理有限元模拟原理 |
| 1.7.3 大型锻件热处理过程有限元模拟研究进展 |
| 1.7.4 大型锻件热处理数值模拟的瓶颈 |
| 1.8 本文研究内容 |
| 1.8.1 项目来源 |
| 1.8.2 本文研究目标 |
| 1.8.3 主要研究内容 |
| 1.9 参考文献 |
| 第2章 实验材料与方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料 |
| 2.2.1 取样及化学成分 |
| 2.2.2 材料预处理 |
| 2.3热模拟实验 |
| 2.3.1 相变动力学 |
| 2.3.2 大型锻件热处理模拟 |
| 2.4 力学性能测试 |
| 2.4.1 硬度 |
| 2.4.2 强度 |
| 2.4.3 低温冲击性能 |
| 2.5 微观组织表征 |
| 2.5.1 微观形貌表征方法 |
| 2.5.2 相鉴定与微区相分布测试方法 |
| 2.5.3 微区及表面成分表征方法 |
| 2.6 计算软件 |
| 2.6.1 Thermo-Calc |
| 2.6.2 Jmatpro |
| 2.7 参考文献 |
| 第3章 SA508 Gr.3钢的相变动力学与组织演变规律 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验 |
| 3.2.1 实验方法 |
| 3.2.2 实验方案 |
| 3.3 SA508 Gr.3钢的奥氏体化相变动力学 |
| 3.3.1 膨胀实验结果 |
| 3.3.2 转变量与温度及时间的关系 |
| 3.3.3 奥氏体化相变动力学(CHT)曲线 |
| 3.3.4 从CHT曲线计算IHT曲线 |
| 3.4 SA508 Gr.3钢奥氏体化过程的组织演变 |
| 3.4.1 连续升温过程的组织变化 |
| 3.4.2 升温速度对奥氏体形成长大的影响 |
| 3.5 SA508 Gr.3钢过冷奥氏体分解转变动力学 |
| 3.5.1 膨胀实验结果 |
| 3.5.2 等温分解过程转变量与时间的关系 |
| 3.5.3 连续冷却过程转变量与温度的关系 |
| 3.5.4 等温分解动力学(TTT)曲线 |
| 3.5.5 连续冷却相变动力学(CCT)曲线 |
| 3.6 SA508 Gr.3钢过冷奥氏体分解过程的组织演变 |
| 3.6.1 等温分解组织的基本情况 |
| 3.6.2 不同冷却条件下的显微组织 |
| 3.6.3 连续冷却转变过程的组织演变规律 |
| 3.6.4 连续冷却过程的贝氏体相变不完全性 |
| 3.6.5 核电压力容器用钢的特征冷却速度 |
| 3.7 SA508 Gr.3钢淬火组织回火动力学 |
| 3.7.1 等温回火转变的一般规律 |
| 3.7.2 高温回火的动力学分析 |
| 3.8 SA508 Gr.3钢淬火组织回火过程的组织演变 |
| 3.8.1 高温回火条件下的组织变化 |
| 3.8.2 碳化物演变的热力学计算 |
| 3.8.3 高温回火时的组织演变规律 |
| 3.9 本章小结 |
| 3.10 参考文献 |
| 第4章 SA508 Gr.3钢的组织与性能关系 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验 |
| 4.2.1 实验方法 |
| 4.2.2 实验方案设计 |
| 4.3 奥氏体晶粒度对力学性能的影响 |
| 4.3.1 奥氏体化温度与力学性能之间的关系 |
| 4.3.2 显微组织表征 |
| 4.3.3 冲击断口形貌 |
| 4.3.4 SA508 Gr.3钢奥氏体化工艺窗口 |
| 4.4 淬火冷速对力学性能的影响 |
| 4.4.1 淬火冷速与力学性能之间的关系 |
| 4.4.2 显微组织表征 |
| 4.4.3 冲击断口形貌 |
| 4.4.4 SA508 Gr.3钢淬火的工程临界冷速 |
| 4.5 M/A相对低温冲击性能的影响 |
| 4.5.1 回火温度与力学性能之间的关系 |
| 4.5.2 显微组织表征 |
| 4.5.3 冲击断口形貌 |
| 4.5.4 SA508 Gr.3钢回火温度选择 |
| 4.6 晶界碳化物对低温冲击性能的影响 |
| 4.6.1 回火时间与力学性能之间的关系 |
| 4.6.2 显微组织表征 |
| 4.6.3 冲击断口形貌 |
| 4.6.4 SA508 Gr.3钢最佳回火时间的选择 |
| 4.7 强度及冲击性能的预测 |
| 4.7.1 强度的预测 |
| 4.7.2 冲击性能的预测 |
| 4.8 本章小结 |
| 4.9 参考文献 |
| 第5章 一体化顶盖锻件调质热处理模拟与组织性能预测 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 热处理数学模型 |
| 5.2.1 温度场模型 |
| 5.2.2 组织场模型 |
| 5.2.3 性能场预测方法 |
| 5.3 热处理数值模拟输入参数 |
| 5.3.1 热物性参数 |
| 5.3.2 力学性能参数 |
| 5.3.3 换热系数 |
| 5.3.4 相变动力学参数 |
| 5.3.5 几何模型及网格划分 |
| 5.4 锻件奥氏体化过程的模拟 |
| 5.4.1 奥氏体化工艺参数 |
| 5.4.2 奥氏体化过程温度场 |
| 5.4.3 奥氏体化过程组织场 |
| 5.5 锻件淬火过程的模拟 |
| 5.5.1 淬火工艺参数 |
| 5.5.2 淬火过程温度场 |
| 5.5.3 淬火过程组织场 |
| 5.5.4 淬火后硬度分布 |
| 5.6 回火过程的模拟 |
| 5.6.1 回火工艺参数 |
| 5.6.2 回火过程温度场 |
| 5.6.3 回火过程性能预测 |
| 5.7 工艺优化及验证 |
| 5.8 本章小结 |
| 5.9 参考文献 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 学术会议论文 |
| 专着 |
| 申请的专利 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| 致谢 |
四、磁场淬火及其数值模拟（论文参考文献）
- [1]绝缘子钢脚尺寸与热处理工艺优化及其可靠性研究[D]. 王万里. 合肥工业大学, 2021(02)
- [2]Cu基非晶合金水平连铸工艺与强韧化处理研究[D]. 蒋博宇. 大连理工大学, 2021
- [3]基于ABAQUS的高磷铸铁激光淬火温度场分析[J]. 张胜文,夏子凡. 计算机与数字工程, 2021(01)
- [4]超声作用下Cu/Sn固液体系溶解行为及其数值模拟研究[D]. 雷震. 兰州理工大学, 2020(12)
- [5]高合金钢电渣重熔过程凝固行为及组织控制研究[D]. 梁玉. 河北工业大学, 2019(06)
- [6]带钢感应加热热成型工艺的数值模拟研究[D]. 刘亭亭. 华北理工大学, 2019(01)
- [7]城市轨道交通车轮用球墨铸铁材料制备及性能研究[D]. 张华. 上海大学, 2018(06)
- [8]钢线刀激光表面淬火及其组织与性能研究[D]. 赵伟. 南京理工大学, 2018(04)
- [9]Cr8钢轧辊同步双频感应加热数值模拟研究[D]. 陈威宇. 燕山大学, 2017(04)
- [10]核电压力容器大型锻件组织与性能研究及热处理数值模拟[D]. 李传维. 上海交通大学, 2016(03)