D406A鋼焊接構(gòu)件梯度場(chǎng)熱處理過(guò)程的數(shù)值模擬及晶粒細(xì)化.pdf

1、本文采用有限元法對(duì)D406A筒形焊接構(gòu)件梯度場(chǎng)熱處理中溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的分布和演變規(guī)律進(jìn)行了模擬計(jì)算,并根據(jù)試驗(yàn)條件設(shè)計(jì)并驗(yàn)證了D406A板材焊接構(gòu)件的溫度梯度,在梯度場(chǎng)熱處理?xiàng)l件進(jìn)行了循環(huán)熱處理細(xì)化焊接接頭組織晶粒實(shí)驗(yàn),分析了熱處理工藝、細(xì)化效果及機(jī)理。
　　通過(guò)建立 D406A筒形焊接構(gòu)件梯度場(chǎng)熱處理的有限元模型,發(fā)現(xiàn)在熱處理過(guò)程中,溫度沿工件軸向呈現(xiàn)梯度分布,焊縫和熱影響區(qū)可達(dá)到相變溫度以上。應(yīng)力沿軸向呈梯度分布;焊縫處的應(yīng)力

2、值大于基體,當(dāng)冷卻至室溫時(shí),焊縫處的軸向殘余應(yīng)力為壓應(yīng)力狀態(tài),值為46.9MPa,基體軸向殘余應(yīng)力為拉應(yīng)力狀態(tài),最大值為16.9MPa;冷卻結(jié)束時(shí),徑向位移沿焊縫對(duì)稱(chēng)分布,焊縫中心處位移最大,為0.76mm;工件軸向變形均是伸長(zhǎng),最終伸長(zhǎng)量為0.5mm。
　　通過(guò)對(duì)梯度場(chǎng)熱處理的重要工藝參數(shù)加熱面積的研究表明,增加局部加熱區(qū)的面積,可以增大發(fā)生相變的區(qū)域,同時(shí)可以有效減小殘余應(yīng)力和抑制殘余變形。
　　本文又針對(duì)實(shí)際試驗(yàn)需求,

3、通過(guò)加入循環(huán)冷卻水的條件設(shè)計(jì)了符合要求的溫度梯度,與用梯度場(chǎng)熱處理爐得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)照,計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本符合。
　　通過(guò)在梯度場(chǎng)熱處理?xiàng)l件下的循環(huán)熱處理細(xì)化晶粒實(shí)驗(yàn)表明,在加熱溫度920℃、保溫時(shí)間10min的工藝下進(jìn)行等溫α?γ循環(huán)相變,經(jīng)3-5次循環(huán)后,晶粒得到明顯細(xì)化,焊縫區(qū)由柱狀組織細(xì)化為6級(jí)的等軸晶,熱影響區(qū)由3-7級(jí)細(xì)化到7-10級(jí),晶粒尺寸為10-26μm。而在等溫循環(huán)熱處理細(xì)化晶粒的基礎(chǔ)上提出了變溫循環(huán)熱