[发明专利]基于CCT曲线预测轴件感应淬火淬硬层组织和硬度方法

摘要

本发明公开了一种基于CCT曲线预测感应淬火淬硬层组织和硬度的方法，基于ANSYS有限元平台来模拟感应淬火过程，结合材料的CCT曲线预测感应淬火淬硬层组织和硬度，减小感应淬火试验工作量。本发明所达到的有益效果本方法基于ANSYS有限元平台，通过模拟计算轴件感应淬火时工件淬硬层组织和硬度，调节感应工艺参数来满足工件的技术指标，因此本发明通过改变感应淬火工艺参数预测淬硬层简捷可靠。

主权项

一种基于CCT曲线预测轴件感应淬火淬硬层组织和硬度方法，其特征是，包括如下步骤：步骤1)依据感应淬火实际工作环境构建感应淬火有限元实体模型；步骤2)将模型划分网格单元，定义二维耦合场实体单元PLANE13属性及材料属性；施加热源载荷、热对流约束及边界条件至二维耦合场实体单元PLANE13各节点上，采用直接法对轴件进行电磁热耦合分析，得到电磁热耦合计算结果；步骤3)计算轴件在材料失磁后的升温速率，由轴件材料连续加热升温速率VAc1/Ac3与Ac1和Ac3变化曲线计算得到轴件奥氏体化温度Ac1和Ac3；步骤4)通过感应淬火的工艺参数计算得到轴件模拟加热温度随轴径向分布曲线，由步骤3)中计算所得Ac1和Ac3值确定轴径向分布上奥氏体含量范围；步骤5)感应加热结束后对轴件表面施加对流换热系数载荷，模拟感应淬火冷却过程温度场变化，得到轴径向淬硬层深度范围内任一位置的冷却曲线；步骤6)查找《热处理技术数据手册》得到上述奥氏体化温度下对应工件的CCT图，采用数值处理方法得到数值化后的CCT图，并根据图中的数据信息拟合处理得到材料奥氏体化后的冷却速度与其硬度的关系；步骤7)将步骤5)中的感应淬火轴径向各处的冷却曲线与数值处理的CCT图结合，根据感应淬火轴径向各处的冷却曲线得到CCT图上相对应的冷却速度及步骤6)中的材料奥氏体化后的冷却速度与其硬度的关系，计算得到感应淬火淬硬层的轴径向相应各处的奥氏体淬火后的组织及硬度；步骤8)根据步骤4)计算得到感应淬火的淬硬层中轴径向奥氏体含量分布，结合步骤7)中的计算结果得到轴件感应淬火后淬硬层的组织及硬度；步骤9)将步骤8)的感应淬火淬硬层的组织及硬度计算结果与最终实验结果对比分析误差，给出模拟预测的可行性。