中高碳低合金鋼磨球淬火質量效應的研究.pdf

1、本文對磨球在球坐標系下的傳熱方程進行了有限差分，結合磨球淬火過程的邊界條件，采用能量守恒原理和有限容積法對邊界條件列出了差分格式。在此基礎上，利用Matlab軟件對磨球水中淬火冷卻過程溫度場進行了編程計算，并進行了直徑為120mm的60Mn磨球水中淬火后表面返升溫度測定的試驗，證實了隱式差分計算方法和各種熱物性參數(shù)選擇方法的合理性。在此基礎上對不同直徑B2、60Mn磨球的淬火過程溫度場變化以及平均冷卻速度進行了計算，對其淬火質量效應進行

2、研究。對不同直徑的B2磨球進行了水淬試驗，將B2磨球試驗結果與計算結果進行了對比分析。對60Mn和B2磨球淬火質量效應影響因素進行了研究，進一步地，對大直徑中高碳低合金鋼磨球淬火質量效應進行了分析和討論，對典型的中高碳低合金鋼磨球用鋼（B6）140mm磨球進行了試驗研究。
　　結果表明，不同直徑中高碳低合金鋼磨球水中淬火冷卻規(guī)律均呈現(xiàn)自表面10mm厚度范圍內，冷卻速度很高，并隨深度的增加冷卻速度急劇降低，深度大于10mm后，冷卻速

3、度的下降速度有所減緩，隨著深度不斷增加，冷卻速度將達到一穩(wěn)定數(shù)值，該穩(wěn)定數(shù)值隨磨球直徑的增大而減小，所對應的磨球深度隨磨球直徑的增大而增大。60Mn和B2磨球的淬火質量效應變化規(guī)律類似，磨球存在一全馬氏體臨界直徑DL，磨球直徑D小于DL，淬火質量效應系數(shù)qe=0，且DLB2>DL60Mn；直徑大于DL，qe迅速增大并隨著直徑D的增大qe增大速率降低；當磨球直徑大于DLB2時，qe60Mn>qeB2。不同直徑B2磨球水淬試驗結果與計算結果

4、符合較好。
　　對于60Mn磨球，磨球淬火溫度對磨球內部的冷卻速度的穩(wěn)定值有一定影響，該穩(wěn)定值隨著淬火溫度的升高而提高，因而馬氏體臨界直徑DL有所增大，但增大幅度不大，當磨球直徑D處于此變化范圍時，淬火溫度對磨球淬火質量效應系數(shù)qe影響顯著；當D遠大于DL時，不同淬火溫度對qe影響很小。淬火介質分別為油和水時，B2磨球水中馬氏體臨界直徑DLw大于油中馬氏體臨界直徑DLo，當磨球直徑D大于DLw時，油中淬火質量效應系數(shù)qeo大于水中