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基于环件热辗扩成形的铸态42CrMo 钢高温热导率测算

原文作者:
  杨卿,付建华,李永堂,齐会萍,刘育华
发布时间:
  2014-08-20
来    源:
  太原科技大学材料学院
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摘要:针对环件热辗扩成形中所用铸态42CrMo 钢,利用JMatPro 软件模拟出该材料在高温下(500~1200℃) 热导率随温度变化曲线,并通过激光热导仪实际测量铸态42CrMo 钢在相同温度范围8 个测温点(每100℃设置一个测温点)的热导率数据,利用Origin 软件拟合出相应曲线,通过两者曲线对比,得到最贴近真实的铸态42CrMo 钢高温热导率曲线,为后续辗环工艺的数值模拟提供可靠的工艺参数和材料模型。
0 引言
    环件热辗扩是在高温下进行的连续局部塑性回转成形工艺(图1),可实现少、无切削加工,保留了金属内部的流线组织,提高了环件的机械性能[1]。然而,通过铸造图1 环件热辗扩成形工艺得到的合金钢存在较为严重的成分偏析和夹杂物分布不均,这对产品的最终机械性能有很大的影响[2]。因而,深入研究辗扩过程中材料微观组织的热物理性能特别是高温下材料的热导率,对于指导实际生产具有十分重要的意义,同时也为后续利用DEFORM 有限元分析软件进行辗环工艺数值模拟提供了直接可靠的材料模型。
   本文所研究的42CrMo 钢是一种常见的中碳合金钢,具有淬透性高、强度大、韧性好、淬火时变形量较小、高温下有较高的蠕变强度和持久强度等优点。故42CrMo 钢常被广泛应用于机车牵引用的大齿轮、增压器传动齿轮、后轴、承受极大载荷的连杆、弹簧夹、石油深井钻杆接头与打捞工具等,现在也逐渐应用于大型轴承环件中[3]。
    本次研究从铸态42CrMo 钢的微观组织入手,分别利用JMatPro 软件和激光热导仪对其高温下(500~1200℃)的热导率进行模拟和测算,得到相应的热物理性能参数随温度变化的曲线,最后将两者数据进行对比验证,得到最贴近真实的铸态42CrMo高温热导率曲线,为后续辗环工艺的数值模拟提供可靠的工艺参数和材料模型。
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