AZ31B-9Cr2Mo界面接觸換熱系數(shù)研究.pdf

1、鎂及鎂合金作為最輕的新型結(jié)構(gòu)材料，在汽車工業(yè)、電動自行車、航空運(yùn)輸、移動電子產(chǎn)品等民用領(lǐng)域需求廣泛并且呈日益增長的趨勢。鎂合金具有滑移較少的密排六方晶體結(jié)構(gòu)（HCP），在軋制過程中溫度對鎂合金組織變化、表面裂紋以及邊裂等有很大的影響。因此，溫度控制是鎂合金軋制過程提高板材的成材率、生產(chǎn)穩(wěn)定性的關(guān)鍵，而接觸換熱系數(shù)則是軋制過程中鎂合金板材和軋輥間熱量傳遞最重要的影響因素，直接決定該過程的溫度預(yù)報(bào)精度和溫度控制，對鎂合金軋制板材（尤其是寬幅

2、鎂合金板材）的產(chǎn)業(yè)化有重要的意義。
　　本文基于穩(wěn)態(tài)熱流法自行設(shè)計(jì)了一套可行的對AZ31B鎂合金與9Cr2Mo合金鋼的界面接觸換熱系數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的測量裝置。采用多組試樣，通過改變界面平均溫度、載荷大小、表面形貌以及熱流方向等影響因素，并使用熱電偶、信號采集卡、數(shù)據(jù)采集箱、以及采集軟件，對AZ31B鎂合金和軋輥間接觸界面換熱系數(shù)進(jìn)行了多種組合的實(shí)驗(yàn)測量、數(shù)據(jù)采集及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理和分析。并利用有限元軟件進(jìn)行了反傳熱模擬，對軋輥和軋件

3、建立微觀模型，從載荷和粗糙度方面分析了傳熱機(jī)理。
　　由實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析得到：接觸換熱系數(shù)與擠壓應(yīng)力的關(guān)系不是簡單的正比例線性關(guān)系；界面接觸換熱系數(shù)與溫度之間近似呈冪指數(shù)關(guān)系；試件表面越光滑，則接觸換熱系數(shù)越大；當(dāng)熱流傳遞的方向改變時(shí)，界面接觸換熱系數(shù)也發(fā)生變化。
　　由數(shù)值模擬得到：兩固體接觸界面處的兩側(cè)出現(xiàn)了溫度跳變，而且比較明顯。當(dāng)擠壓應(yīng)力達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，接觸界面上的微凸體發(fā)生變形；在同樣的平均接觸界面溫度下，接觸界面擠壓