P20、718塑料模具钢热处理后截面硬度分布预测与组织转变论文

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1、东北大学硕士学位论文摘要采用标准Jominy端淬试验和加压块(ERH)端淬试验，测定出P20和718两种塑料模具钢的淬透性曲线。试验表明尽管两种钢化学成分十分相近，但718钢淬透性要明显优于P20钢。测定端淬试样距水冷端不同距离各点的冷却速度，结合热模拟实验测定不同冷却曲线下小块样品的硬度，得出了这两种钢在很宽的冷却条件下硬度与冷却速度的对应关系曲线，为淬透性模拟预测准备了必要的试验数据。伍行了奋P20、／)20、718塑料钢淬透性以及空冷预硬化可能性的计算机模拟研究，重718大模块截面的硬度分布作出了预测。根据有限元基本原理，运用ANSYS有限元分析软件，经过建立模型、加载求解及

2、观察分析结果等步骤，直观地显示出模块冷却过程中任一时刻的温度场和任一位置的冷却曲线。数值模拟结果表明：尺寸大小为500X500X500mm的P20、718模块淬火(水淬+油冷)时，对P20钢，心部硬度为HRC47．5。淬硬厚度为30mm；对718钢，心部硬度为HRC48．2，淬硬厚度为45mm。尺寸大小为250X250×250mm的P20和320X320×320mm的718模块进行淬火时，模块从表面至心部都处于淬硬状态。在空冷条件下，对于像P20、718这样的高淬透性钢，在很大尺寸范围内模块的硬度仍能达到预硬化要求(HRC30～36)，现场热处理工艺具有很重要的冷预硬化的目的。数值

3、模拟工作对对P20、718塑料模具钢回火硬度不均匀性进行了实验研究。P20、718钢的轧制型材风冷后组织是马氏体和贝氏体的复合组织。全马氏体组织的区域回火后生成回火索氏体，硬度较高；组织为贝氏体的区域回火后生成粗大的回火组织，硬度较低。所以，供货状态的硬度均匀性很差。提出二次高温回火并且在温度区间500～300"C控冷的解决方案，使硬度均匀性达到现场工艺要求，其组织主要为贝氏体回火组织，由此为现场生产提供了一种优良的热处理工艺方案。关键词：P2氏叶j塑料模具钢，温度场计算，数值模拟，有限元，淬透性，热模拟实验，预硬化，回火稳定性查苎垄堂塑主堂垡堕圭垒!!!!!!!ABSTRACTT

4、hehardenabilitycurvesofP20and718plasticdiesteelswereestablishedbytheJominyend．quenchtestandallendreserveheat(ERH)end-quenchtest．ItiSshownthatthehardenabilityof718steelsiSremarkablysuperiortothatofP20steelsalthoughtheirchemicalcompositionsarealmostsalne．Coolingrateatdifferentpositionsalongtheen

5、d．quenchsampleswasmeasured．Hardnessofthesmallsamplesunderthedifferentslowcoolingcurveswhicharerealizedbythermalsimulationexperiments．Therefore，therelationshipbetweenhardnessandcoolingratesinwidescopeofcoolingratewasachievedforthetwosteels，whichprovidesnecessarytestingdataforsimulatingandforeca

6、stingtheirhardenability．1hehardenabilityespeciallythesectionalhardnessdistributiononbigdieblockafterheattreatmentandthepossibilityofair-cooledprehardeningofthesteelswereexaminedbycomputersimulation．Thetemperaturefieldatanymomentandcoolingcurveatanyplaceduringthecoolingprocessofdieblockswerepre

7、dictedbyusingcommercialANSYSfiniteelementanalysiscodebasedonamodelsetupaccordingtotheproductionsituationsofboundaryconditions，matedalparametersandloading．Theresultsofnumericalsimulationshowthatfor500×500×500mmblock．thecentralhardnessofP