淬火过程中涂层对圆柱体工件形变热加工效应的影响[外文翻译]

编号:16-99636 | DOC格式 | 1.02M | 19 页

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淬火过程中涂层对圆柱体工件形变热加工效应的影响

摘要:
论文是通过实验和数值计算方法、研究温水浴淬火过程中,多种的表面处理方法对铝制圆柱形弹体形变热加工响应的影响。其中,表面涂层加工处理包括对氧化铝、氢氧化铝以及磷酸盐湿润剂的专业化处理方法。结果发现,表面处理对铝表面的润湿性、泡核沸腾的促进和残余应力的大小有极大影响。淬火过程中,被记录的温度历程容许用反传热系数编码法来计算工件的表面传热系数,然后通过有限元软件对淬火后的热量数据、机械变形的残余应力进行模拟。最后,对选取工况的实验数据与数值模拟进行对比。
1.简介
为了使材料的力学性能最大化,许多铝合金经过固溶热处理(使金属合金元素保持在较高的温度,变为可溶固体溶液),然后放入水中或者可溶于水的淬火剂中以保持溶液中的可溶性元素。经过固溶热处理后,淬火中大梯度的温度变化会增强铝的性能,这是众所周知的。一旦从熔炉中拿出浸入淬火剂中,它的表面温度首先降低,同时它的热能从中心传到表面,这就导致由里及表的温度梯度和热应力。由此产生的应力可能引起某些已经变形的部分超过弹性极限,而一旦在淬火剂中达到温度平衡,就可能留下残余应力。类似的,厚度不均匀(有厚和薄的部分)或者冷却性能差的部分都有产生冷却不平衡的倾向,薄的部分比厚的部分冷却得快,这会引起从厚到薄的残余应力,类似于从中心到表面的残余应力。里—表和厚—薄引起的残余应力的合力是淬火后的典型应力,这会引起随后机械加工的变形。在温水或沸水中淬火对降低温度梯度有帮助,但同时材料的性能也相应的降低。
已经发表的淬火文献对金属杆件、板材及其他的金属零部件淬火后的残余应力做了大量的工作。Arthur等人(1994)提出对矩形杆件分别通过实验和建模的方法来预测和确定淬火变形和残余应力。Becker等人(1996)提出在铝棒材的淬火中用一个实验来研究变形和残余应力,他们也研究以数字表示淬火过程中敏感

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