861热处理温度应力分析结果.ppt

* 裂纹影响因素 铸造 成型 铸造应力 冷却方式 轮毂结构 脱模 冷却 淬火应力 冷却介质 介质温度 切边 打号 加工应力 操作用力 打号位置 去除 冒口 机加应力 固定方式 冲击用力 固溶 处理 温度应力 轮炉温差 升温速度 淬火 处理 淬火应力 淬火介质 淬火温度 时效 处理 温度应力 轮炉温差 升温速度 喷丸 处理 外部应力 弹流速度 喷丸时间 1.背景 861热处理工艺 Step 1: 固溶处理：温度550+2/-10度 时间350分钟; Step 2: 淬火水温：80度 淬火转移时间：30之内，水中停留3分钟; Step 3: 时效处理：温度155+5/-5度 时间200分钟. 温度（℃） 时间（t） 550+2/-10 350分钟 （固溶处理） 155±5 200分钟 （时效处理） 80水淬 3分22秒 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 μ 1168 1279 1203 1058 941 898 870 Cp(J/Kg.k) 12.98 12.93 12.93 12.78 12.65 12.2 11.9 — 11.3 α1 10- 6/K 78 182 189 140 λ W/m k 1.434 1.434 1.895 3.654 4.415 5.45 6.346 6.829 7.0 E ×104MPa 2400 2550 2560 2560 2650 2650 2650 2650 2670 ρkg/m3 616 554 550 500 400 300 200 100 20 温度/℃ 900 1600 2200 2200 800 500 400 α W/m2 ℃ 700 500 400 350 300 100 80 温度/℃ a356材料参数 3D Model FEM Model 淬火过程分析 time（s） 空冷 入水三分之一 入水三分之一 入水三分之一 14 16 18 22 202 淬火转移时间 水中停留时间 Temp(℃) Time (s） SEQV (MPa) Time (s） a b c d 模拟结果 结果分析 1.空冷14秒过程中，a b c d四点的温度下降都很缓慢，对应的等效应力也很小； 这是由于轮子在空气中的换热系数远小于在水中的换热系数，温度下降缓慢导 致各点之间的温差不大，因此等效应力也比较小； 2.入水时刻开始，温度急剧下降，由于温差的加大，温度结构应力也随之急剧上 升；先入水部分和温度和应力首先达到峰值，后入水部分温度峰值和应力峰值 滞后; c点的温度下降最为平缓，b点和d点比较类似； 3.a点处于轮毂中最薄的部位，温度下降最快，对应的等效应力达到峰值之后趋于 平缓；最大等效应力值处于b点外轮缘处； 4. c点最大等效应力超过了30MPa，该处比较靠近冒口，缺陷较多的情况下极有 可能在该部位优先成为微裂纹的萌生地。 t=2s Temp. Distribution SEQV Distribution t=8s t=14s Temp. Distribution SEQV Distribution t=16s t=18s Temp. Distribution SEQV Distribution t=22s t=52s Temp. Distribution SEQV Distribution t=82s * New SEQV SEQV vs. time Temp vs. time Chart2 _c a a_SEQV b b_SEQV c_SEQV d d_SEQV Von_Mises_A Von_Mises_B Von_Mises_C Von_Mises_D Time a b c d A B C D 2.00 .06 .06 .01 .02 4.00 .34 .15 .02 .03 6.00 .54 .46 .08 .03 8.00 .72 .71 .22 .11 10.00 .90 .85 .34 .13 12.00 1.08 .95 .44 .19 14.00 1.25 1.04 .52 .26 15.00 22.20 1.00 .49 .24 16.00 44.62 1.01 .44 .19 17.00 50.15 5.90 3.35 2.74 18.00 31.62 10.75 5.55 4.12 19.00 24.02 33.94 9.70 10.28 20.00 23.64 43.48 15.67 13.95 21.00 24.10 51.49 23.76 17.24 22.00 24.41 60