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文檔簡介
1、隨著時代的發(fā)展,基于人機工程的考慮,對汽車的舒適度的要求也越來越高,汽車行走過程中產(chǎn)生的振動和噪聲受到越來越多的關(guān)注。齒輪精度不高造成的齒輪運轉(zhuǎn)不均勻是汽車噪聲的主要原因之一,而要提高齒輪精度,除了要改進齒輪加工過程中的機械加工工藝外,改善齒輪的熱處理變形也是提高齒輪精度的一個主要方法。
本文系統(tǒng)地研究了連鑄20CrMoH齒輪鋼錠型偏析區(qū)對其熱處理變形的影響。研究了20CrMoH齒輪鋼連鑄棒材的錠型偏析區(qū)在鋼材制造過程中的
2、演變規(guī)律,分析了各生產(chǎn)階段的錠型偏析區(qū)與非偏析區(qū)在組織、成分、硬度以及疏松等方面的差異,設(shè)計了兩種圓環(huán)試樣模擬了20CrMoH齒輪鋼的熱處理變形,并且結(jié)合有限元數(shù)值模擬系統(tǒng)地研究了錠型偏析區(qū)對20CrMoH齒輪鋼熱處理變形的影響機理,并在此基礎(chǔ)上提出了20CrMoH齒輪鋼大方坯制造工藝參數(shù)優(yōu)化的建議。
20CrMoH齒輪鋼的錠型偏析區(qū)在連鑄過程中形成,經(jīng)過初軋開坯、熱軋成材后該錠型偏析區(qū)仍然存在于鋼材心部,其尺寸和形狀受鋼
3、材連鑄坯型的影響。矩形坯所得錠型偏析區(qū)為矩形,而正方坯所得錠型偏析區(qū)為正方形。錠型偏析區(qū)和非偏析區(qū)相比較在金相組織、化學(xué)成份、疏松等方面都具有細微的差別。
為了分析錠型偏析區(qū)對20CrMoH齒輪鋼熱處理變形的影響,本研究設(shè)計了兩種具有不同內(nèi)徑的圓環(huán)試樣進行淬火實驗。結(jié)果表明,具有長方形錠型偏析區(qū)的小內(nèi)徑的圓環(huán)試樣淬火后變形成橢圓形,而具有正方形錠型偏析區(qū)的圓環(huán)試樣和內(nèi)徑較大基本去除錠型偏析區(qū)的圓環(huán)試樣淬火后都仍保持較高的圓
4、度。錠型偏析區(qū)的疏松是造成20CrMoH齒輪鋼熱處理變形紊亂的主要原因。
本文根據(jù)寶鋼連鑄大方坯棒材和連鑄小方坯棒材中錠型偏析區(qū)的不同形狀建立了具有不同錠型偏析區(qū)形狀的圓環(huán)試樣有限元模型,并再現(xiàn)了圓環(huán)試樣在冷卻介質(zhì)中的淬火變形過程。鋼材的馬氏體相變在淬火開始5s后開始,10s時完成。馬氏體相變產(chǎn)生的體積膨脹使圓環(huán)試樣的外徑克服試樣的熱脹冷縮而呈現(xiàn)膨脹。淬火后,具有長方形錠型偏析區(qū)的圓環(huán)試樣在長方形錠型偏析區(qū)的長邊方向上的直
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