韩艳凯,陈连生,宋进英,刘毅

(1.河北联合大学冶金与能源学院,河北唐山063009;2.河北钢铁集团唐山公司,河北唐山 063000)

0 引 言

在热轧棒材、线材以及其他各类型材的生产中,轧后一般采取空冷方式进行冷却,轧材最终的的组织转变也是在空冷中完成。在冷却过程中,轧件温度的变化对组织转变起到了至关重要的作用,相变潜热的释放造成相变过程中金属温度回升并且导致相变的持续时间变长,使相变在一个波动范围小、相对稳定的温度区间内进行,近似于等温转变,降低了相变过程中的冷却速度,影响组织的形成。若忽略相变潜热对奥氏体相变的影响,则不能真实地描述相变过程,因此,需要对相变潜热量以及相变发生温度区间进行分析研究。

1 空冷下奥氏体相变温度场的模拟

研究选用的钢种为40Cr,化学成分见下表为:

表1 实验钢40C r的化学成分(质量百分比/%)

1.1 初始条件

初始条件是导热现象开始时物体内部温度场分布的开始情况,温度场模拟中采用的初始温度为均匀初始温度,即:式中:T0—轧件冷却的初始温度,℃。针对实际情况,模拟空冷过程冷却曲线,应把初始温度设定为奥氏体化温度以上,因此数值模拟中初始温度为960℃。

1.2 材料热物性参数的选择

以40Cr钢种为研究对象进行温度场模拟时,温度对密度影响比较小不随温度而变化的。在发生相变时导致比热容和导热系数的改变,因此导热系数和比热容均为温度的非线性函数。依据金属材料手册得到不同温度下各种热物性参数值如表2,ANSYS软件自动差值拟合。……