[發(fā)明專利]基于CCT曲線預(yù)測軸件感應(yīng)淬火淬硬層組織和硬度方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710473892.0
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107245552A
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙正陽;高宇;張根元;陸其清;田松亞
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學常州校區(qū)
• 主分類號: C21D1/10
• 分類號: C21D1/10;C21D9/28;C21D11/00;G06F17/50
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司32224
• 代理人: 董建林

1.一種基于CCT曲線預(yù)測軸件感應(yīng)淬火淬硬層組織和硬度方法，其特征是，包括如下步驟：

步驟1)依據(jù)感應(yīng)淬火實際工作環(huán)境構(gòu)建感應(yīng)淬火有限元實體模型；

步驟2)將模型劃分網(wǎng)格單元，定義二維耦合場實體單元PLANE13屬性及材料屬性；施加熱源載荷、熱對流約束及邊界條件至二維耦合場實體單元PLANE13各節(jié)點上，采用直接法對軸件進行電磁熱耦合分析，得到電磁熱耦合計算結(jié)果；

步驟3)計算軸件在材料失磁后的升溫速率，由軸件材料連續(xù)加熱升溫速率V_Ac1/Ac3與A_c1和A_c3變化曲線計算得到軸件奧氏體化溫度A_c1和A_c3；

步驟4)通過感應(yīng)淬火的工藝參數(shù)計算得到軸件模擬加熱溫度隨軸徑向分布曲線，由步驟3)中計算所得A_c1和A_c3值確定軸徑向分布上奧氏體含量范圍；

步驟5)感應(yīng)加熱結(jié)束后對軸件表面施加對流換熱系數(shù)載荷，模擬感應(yīng)淬火冷卻過程溫度場變化，得到軸徑向淬硬層深度范圍內(nèi)任一位置的冷卻曲線；

步驟6)查找《熱處理技術(shù)數(shù)據(jù)手冊》得到上述奧氏體化溫度下對應(yīng)工件的CCT圖，采用數(shù)值處理方法得到數(shù)值化后的CCT圖，并根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)信息擬合處理得到材料奧氏體化后的冷卻速度與其硬度的關(guān)系；

步驟7)將步驟5)中的感應(yīng)淬火軸徑向各處的冷卻曲線與數(shù)值處理的CCT圖結(jié)合，根據(jù)感應(yīng)淬火軸徑向各處的冷卻曲線得到CCT圖上相對應(yīng)的冷卻速度及步驟6)中的材料奧氏體化后的冷卻速度與其硬度的關(guān)系，計算得到感應(yīng)淬火淬硬層的軸徑向相應(yīng)各處的奧氏體淬火后的組織及硬度；

步驟8)根據(jù)步驟4)計算得到感應(yīng)淬火的淬硬層中軸徑向奧氏體含量分布，結(jié)合步驟7)中的計算結(jié)果得到軸件感應(yīng)淬火后淬硬層的組織及硬度；

步驟9)將步驟8)的感應(yīng)淬火淬硬層的組織及硬度計算結(jié)果與最終實驗結(jié)果對比分析誤差，給出模擬預(yù)測的可行性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CCT曲線預(yù)測軸件感應(yīng)淬火淬硬層組織和硬度方法，其特征是，所述步驟2)中采用直接法對工件進行電磁熱耦合分析，得到電磁熱耦合計算結(jié)果。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CCT曲線預(yù)測軸件感應(yīng)淬火淬硬層組織和硬度方法，其特征是，所述步驟2)中屬性包括材料物性參數(shù)、模型網(wǎng)格大小和迭代時間步長；所述迭代時間不長依據(jù)經(jīng)驗值選取。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CCT曲線預(yù)測軸件感應(yīng)淬火淬硬層組織和硬度方法，其特征是，所示的步驟4)中奧氏體在軸徑向分布上含量范圍的確定采用線性插值方法。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CCT曲線預(yù)測軸件感應(yīng)淬火淬硬層組織和硬度方法，其特征是，所示的步驟6)中采用數(shù)值處理方法對CCT圖進行處理時采用軟件GetDate進行信息采集和Origin軟件對軸件徑向各處的冷卻速度所獲取的組織和其硬度的數(shù)學關(guān)系擬合出相應(yīng)公式。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CCT曲線預(yù)測軸件感應(yīng)淬火淬硬層組織和硬度方法，其特征是，所示的步驟1)中感應(yīng)淬火實際工作環(huán)境包括感應(yīng)加熱頻率、加熱時間、電流密度、感應(yīng)線圈內(nèi)徑及高度。