淬火和回火的有限元模型及其应用[外文翻译].rar

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淬火和回火的有限元模型及其应用

摘要：在相变动力学，相变塑性和蠕变应变模型的基础上，本文用数值模拟去模拟金属热加工中的淬火与回火。这个模型编码成数值模拟热处理程序，通过比较测量结果，证实了其在模拟热处理中的效果。通过这个程序，我们控制6MW转子淬火与回火处理，并分析比较了新设计过程与模拟的计算结果。在比较的基础上，我们对热处理的操作规程和工业过程给出了一些建议，证实了其在工业上的作用。

关键词：有限元方法 淬火 回火 数值模拟 热处理

1 引言
在大型锻件的热处理过程中，由于表面焊缝与内部焊缝的温度梯度变化和非同步形变引起了锻件内部应力的升高[1、2]。有时候应力足够高是还是表面产生裂纹，甚至可能导致工件的断裂。为了避免这种情况的发生，就必须尽可能的降低内部应力载荷。由于物理模拟已经很难去建立一个满足相似标准的模型，使热流，微观组织改变和应力分布在这一模型中共同实现。有限元方法是在热处理过程中通过对金属热加工行为的耦合计算，来探索和分析工件内部应力的演变。除了主要用于热处理的数值模拟的HEARTS[3，4]和SYSWELD[5]发展外，其他的大型商业软件包如ABAQUS[6]，DEFORM[7]等，也拓展了他们在分析热处理的功能。但是他们大部分仅考虑了动态变型的应力相位感应，相变塑性和蠕变应变中的某一方面。在这点上，有限元方法模型是通过结合这三个方面对淬火和回火过程进行建立的，而且热处理（NSHT）数值模拟软件是以该模型为基础发展来的，用于在6MW转子的淬火和回火过程中金属热加工行为的计算。

2建立数值模型
淬火与回火过程的数值模拟与热传导性，相变动力学，弹性-塑性基本方程有关。淬火与回火可能的变形类型包括奥氏体、贝氏体和马氏体的转变，还产生托氏体和索氏体。由于内部应力的影响，有必要去建立相变塑性和蠕变应变的模型[8，9]。