论文题目: 薄壁壳体零件热处理变形控制工艺研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 机械工程
作者: 葛瑞荣
导师: 罗红波,周尚荣
关键词: 薄壁壳体,热处理变形,热处理工艺,数值模拟
文献来源: 四川大学
发表年度: 2005
论文摘要: 热处理变形是热处理过程中不可避免的现象,是目前热处理的两大难题之一。本文采用理论分析和应用研究、淬火过程数值模拟和实验研究相结合的方法,开展薄壁壳体热处理变形控制工艺研究,掌握热处理变形规律,找出减少和控制变形的工艺措施,从而有效地减少和控制热处理变形。结果表明: 1.通过淬火冷却过程的数值模拟计算,可以找出薄壁壳体淬火变形的位置和趋势,并提出了优化夹具结构、工件垂直悬挂和提高淬火油的流动性等减小变形的工艺措施。 2.预备热处理采用正火-低温退火工艺(正火890℃,低温退火710℃),有利于减小热处理变形。 3.调质处理新工艺(预冷淬火工艺650℃×1h预热,860℃/48min→530℃/48min油冷,620℃回火2.5h),可以在保证工件常规力学性能的前提下,减小热处理变形。 4.调质处理采用真空处理,可以减小热处理变形,可以提高工件表面质量。 5.焊接和热处理前,从工艺上加强零件易变形的焊接部位结构,可以减少热处理变形。 6.采用目前的焊接工艺和调质处理新工艺,对壳体零件1、零件2焊接接头是合适的,接头综合性能良好。 该课题已经结题,于2004年底通过了申报军队科技进步三等奖单位内部审查。本论文对控制或减少薄壁壳体零件热处理变形提出了一些新的工艺方法。其研究成果,已经应用于实际生产中,140多件零件1和50多件零件2没有出现由于热处理变形而引起报废的情况,有效地控制了热处理变形,保证了产品质量,提高了生产效率。
论文目录:
1 综述
1.1 金属热处理技术的现状、存在的问题及发展方向
1.1.1 金属热处理技术的现状、存在的问题
1.1.2 金属热处理技术的发展方向
1.2 热处理变形研究
1.3 课题来源及研究任务
1.3.1 课题来源及研究意义
1.3.2 本论文的主要工作
2 热处理变形理论分析
2.1 热处理变形机理
2.1.1 热应力
2.1.2 组织应力
2.1.3 热应力和组织应力单独作用时工件淬火变形的趋势
2.2 热处理变形特征及其原因
2.2.1 工件热处理的尺寸变化
2.2.2 工件热处理的形状畸变
2.3 影响热处理变形因素及减小变形措施
2.3.1 设计
2.3.2 原材料
2.3.3 机械加工
2.3.4 预备热处理
2.3.5 热处理工艺
2.3.6 热处理操作
2.3.7 焊接
2.4 控制和减少热处理变形的研究思路
3 零件现有工艺方案及变形分析
3.1 零件材料
3.1.1 材料的化学成分
3.1.2 材料的临界点、等温转变曲线和连续冷却转变曲线
3.1.3 材料的热处理和焊接工艺性
3.2 零件结构及技术要求
3.2.1 零件结构
3.2.2 零件技术要求
3.3 加工工艺方案
3.4 热处理工艺
3.5 焊接工艺
3.6 零件变形规律
3.7 结论
4 薄壁壳体零件淬火过程的数值模拟
4.1 计算目的
4.2 计算模型及计算工况
4.3 数值计算方法和软硬件平台
4.4 计算流体动力学控制方程组
4.5 材料参数
4.6 边界条件和初始条件
4.7 计算结果
4.7.1 工况一
4.7.2 工况二
4.7.3 工况三
4.7.4 工况四
4.8 结果分析与讨论
4.9 结论
5 改善薄壁壳体零件变形的工艺措施与实验
5.1 实验方案
5.1.1 实验内容
5.1.2 实验材料、设备及方法
5.2 预先热处理实验
5.2.1 预先热处理实验工艺
5.2.2 硬度实验结果及分析
5.2.3 金相实验结果及分析
5.2.4 力学性能实验结果及分析
5.2.5 变形实验结果及分析
5.2.6 结论
5.3 调质处理工艺实验
5.3.1 淬火工艺参数实验
5.3.2 调质处理新、旧工艺对比实验
5.4 淬火装夹方法和夹具结构实验
5.5 焊接和热处理前零件结构
5.6 焊接接头金相和力学性能实验
5.7 应用情况
6 全文总结与展望
参考文献
声明
致谢
发布时间: 2005-10-17
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