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机械工程材料2003中高淬透性钢末端淬火的数值模拟
第 27 卷第 8 期 机 械 工 程 材 料 Vol. 27 No. 8
2003 年 8 月 Materials for Mechanical Engineering Aug. 2003
中高淬透性钢末端淬火的数值模拟
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姚 新 , 朱祖昌 , 顾剑锋 , 胡明娟 , 张伟民
( 1. 上海交通大学教育部高温材料与高温测试重点实验室 ,上海 200030 ;
2. 上海工程技术大学材料科学与工程系 ,上海 200336)
摘 要 : 采用非线性有限元法研究了中高淬透性钢的一种末端淬火过程。温度场的求解考虑
了端淬试样端部及侧面的散热 , 同时考虑了材料的热性能参数随组织及温度的变化及表面换热系
数随温度的变化。扩散型相变的组织场计算基于叠加原理及 Avrami 方程 ,而非扩散型相变的计算
基于 KM 公式。模拟结果表明 :马氏体仅存在于距端面约 30mm 的区域 , 贝氏体分布于距端面约
10～110mm 的区域 ,而距端面 110mm 以上全部生成珠光体组织。试验同模拟结果基本吻合。
关键词 : 数值模拟 ; 有限元 ; 末端淬火
中图分类号: TG162. 4 , O241. 82 文献标识码 : A 文章编号 : (2003)
Numerical Simulation of an Endquenching Process for Steels with
Middle and High Hardenability
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YAO Xin , ZHU Zuchang , GU Jianfeng , HU Mingjuan , ZHANG Weimin
( 1. Shanghai Jiaotong University , Shanghai 200030 , China ;
2. Shanghai Polytechnic University , Shanghai 200336 , China)
Abstract : A nonlinear Finite Element Method ( FEM) was used to simulate the endquenching process of a P20
steel specimen encapsulated with refractory insulated material. In the model , the thermal loss through the top and side
surfaces was considered. The temperature and structural dependent properties of the steel , associated with the temperature
dependent heat transfer coefficient , were also considered in the thermal analysis. For structural analysis , the addictivity
rule was adopted to calculate the incubation period of the diffusional phase transformations
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