7050鋁合金材料噴淋淬火的試驗(yàn)與模擬研究.pdf

1、7050高強(qiáng)鋁合金厚板噴淋淬火的淬透性與殘余應(yīng)力協(xié)調(diào)控制是制備該材料的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。本文設(shè)計(jì)了噴淋壓力(p)與噴淋表面流量密度(qs)作為獨(dú)立參數(shù)的7050鋁合金末端噴淋淬火試驗(yàn)，研究了p、qs和噴嘴大小(d)對噴淋表面換熱系數(shù)的影響；為了驗(yàn)證和修正測試與數(shù)值解析相結(jié)合求解噴淋表面中心點(diǎn)的換熱系數(shù)，用有限元ABAQUS軟件對噴淋淬火工藝進(jìn)行了溫度場的模擬和修正，同時(shí)也對淬火工藝進(jìn)行了應(yīng)力場的模擬研究；并設(shè)計(jì)了雙級淬火工藝調(diào)控噴淋淬火試樣

2、表面換熱系數(shù)試驗(yàn)，研究了雙級淬火工藝的冷卻機(jī)理。主要的結(jié)論如下：
　　 ⑴表面換熱系數(shù)在噴淋端面溫度100-150℃范圍內(nèi)具有最大值(hmax)，hmax波動(dòng)范圍為20000-50000W·m-2·℃-1；建立了反映p和qs影響換熱系數(shù)規(guī)律的hmax-p-qs三維關(guān)系圖；采用噴淋表面面積與噴嘴面積的比值k反映噴嘴大小對換熱系數(shù)影響，建立了hmax-k-qs三維關(guān)系圖；hmax-p-qs和hmax-k-qs關(guān)系圖可以方便為噴水淬火

3、參數(shù)(p、qs、k等)的設(shè)計(jì)提供參考。
　　 ⑵運(yùn)用一維反傳熱模型測算了7050鋁合金末端噴水淬火時(shí)表面換熱系數(shù)與表面溫度的關(guān)系曲線，提出了表面換熱系數(shù)的二維分布模型，建立了該模型運(yùn)用于ABAQUS有限元軟件包的用戶子程序。有限元模擬與實(shí)測的冷卻曲線表明，具有正態(tài)分布特征的表面換熱系數(shù)二維分布模型預(yù)測的冷卻曲線與實(shí)測結(jié)果的誤差最小，表明本文建立的噴水淬火表面換熱系數(shù)二維分布模型準(zhǔn)確可靠，為研究7050鋁合金材料噴水淬火工藝控制打