復雜截面6xxx鋁型材在線淬火實驗及數(shù)值模擬.pdf

1、在線淬火工藝是復雜截面鋁合金型材生產(chǎn)的一個重要環(huán)節(jié)，對型材產(chǎn)品性能的影響較大，特別是在淬火敏感區(qū)間，由于復雜型材各部分冷速率不均，使合金組織不均勻，產(chǎn)生彎、翹、扭等變形，降低型材成品率。
　　本文通過鋁合金末端淬火實驗得到6061、6063鋁合金強風及不同噴水流量下的冷卻曲線，以數(shù)值計算方法求得相應表面換熱系數(shù)，并結合ABAQUS仿真軟件，對不同合金、不同流量型材的在線淬火過程進行了數(shù)值模擬，結果表明:
　　1)無論是強風淬

2、火還是噴水淬火方式下，試樣的冷卻規(guī)律符合一維傳熱模型，越接近淬火端面區(qū)域冷卻速率越大，6061與6063鋁合金的冷卻規(guī)律相似，且在相同淬火條件下，6063鋁合金的冷卻速率相對較大。
　　2)合金表面換熱系數(shù)與端面溫度呈非線性關系，在淬火開始階段隨著表面溫度的降低，換熱系數(shù)呈增大趨勢;噴水淬火表面換熱系數(shù)值比強風淬火表面換熱系數(shù)大很多。
　　3)兩種合金同型材在相同淬火條件下冷卻規(guī)律基本一致;型材在冷卻過程中，整體溫度梯度呈先

3、增大后減小的趨勢，淬火過程中的最大溫差都大于100℃。6063鋁合金型材的平均冷卻速率明顯大于6061鋁合金型材，但6061鋁合金型材淬火產(chǎn)生的熱應力較大。
　　4)強風淬火方式溫度下降最穩(wěn)定，溫度梯度最小，但是冷卻速率過低，噴水流量0.64m3/h時冷卻速率最大，但溫度下降最不穩(wěn)定，噴水流量為0.2m3/h、0.32m3/h時，冷卻速率較大，且溫度下降相對平穩(wěn)。強風淬火時高溫應力峰值最小，且應力變化最平穩(wěn)，噴水流量為0.2m3/