王浩强 张文辉 于海涛 赵德利

(天津重型装备工程研究有限公司，天津300457)

大型锻件淬火组织场数值模拟

王浩强 张文辉 于海涛 赵德利

(天津重型装备工程研究有限公司，天津300457)

运用APDL(ANSYS参数化设计语言)语言对ANSYS进行二次开发，使其在模拟温度场的基础上可以进一步计算组织分布。为验证算法，选取一种贝氏体钢淬火，设定冷速为1℃/min、5℃/min、20℃/min、300℃/min匀速冷却，分别模拟计算组织百分数和制备试样观察相应冷速下的金相组织。结果表明模拟计算的结果和观测的金相组织吻合的比较好。最后采用本程序计算Ø1.5 m大型锻件淬火过程的温度场和组织分布，结果显示这种贝氏体钢水冷却8 h后心部温度小于200℃，冷却结束后心部得到大于90%的贝氏体组织。

数值模拟;组织场;大型锻件

大型锻件的热处理过程比较复杂。加热和冷却时，其表面和心部的温度场与组织分布有较大的差别。工程应用中，在某些情况下，需要知道淬火后显微组织沿截面的分布，通过破坏性实验方法来确定这种分布有很大难度，甚至是行不通的。这时，采用计算机模拟来确定显微组织沿截面的分布，就有重要的实际意义。

大型有限元软件ANSYS在工程上有广泛的应用，同时自带的APDL语言也使其二次开发能力很强。但ANSYS没有相变和组织场演化模块，使其在处理材料热处理问题上有一定的局限性。

本文运用APDL语言对ANSYS进行二次开发，计算一种贝氏体钢在不同冷速下的组织，同时选取4个特殊冷速制备试样进行金相观察。……