渗碳混合碳势控制方法

渗碳混合碳势控制方法

一、混合碳势控制法渗碳(论文文献综述)

张玉芳[1](2019)在《18CrNiMo7-6合金钢渗碳淬火的数值模拟及试验研究》文中指出齿轮钢通常采用渗碳淬火热处理工艺以获得良好的外硬内韧的综合力学性能,该工艺已在机械制造、汽车和航空航天等多个重要领域得到广泛应用。在工业4.0技术和智能制造引领制造业的背景下,随着计算机数值计算方法的引入和快速发展,热处理的数值模拟大大的提高了人们对热处理过程的控制能力和理解水平。而数值模拟的精确度不仅要以先进的基础理论、正确的数学模型和高效的数值计算方法为支撑,材料参数的准确度和完整性也无疑起着关键作用。因此,本文在考虑碳含量对渗碳淬火钢的材料参数影响的基础上,制备了不同渗层深处碳含量的18CrNiMo7-6试样,采用光学显微镜、X射线衍射、扫描电镜、热模拟试验以及力学性能测试等方法,测量并建立了18CrNiMo7-6渗碳钢在不同碳含量下的的力学性能和相变动力学参数的数据库;同时,采用DEFORM-HT软件对渗碳以及淬火工艺进行数值模拟,并对渗碳淬火样品的碳梯度、组织场、残余应力场和硬度场进行了实验验证;最后,基于混合相硬度的加权平均计算方法,提出了残余奥氏体的硬度模型。主要工作如下:(1)建立了18CrNiMo7-6合金钢渗碳过程中温度场和渗碳场的有限元计算模型。通过加热膨胀曲线,获得了不同碳含量下温度场的奥氏体化参数(Ac1和Ac3)。对比了两组扩散系数模型对18CrNiMo7-6合金钢的渗碳工艺数值模拟准确度的影响,第一组为考虑温度和含碳量的函数D(T,C),第二组为考虑温度、合金元素和含碳量的函数D(T,M,C)。采用机械剥层法对三种不同渗层深度(1mm、2mm和4mm)试样的碳含量沿深度的分布进行实验测量。将实验数据和仿真结果进行对比,分析两组扩散系数模型对渗碳仿真精度的影响。(2)测定了渗碳后的18CrNiMo7-6合金钢在淬火数值模拟时所需的材料参数。为考虑碳原子对材料参数的影响,采用固体渗碳、真空扩散和深冷处理工艺制备了不同碳含量的马氏体组织试样。使用DIL805D/A/T膨胀仪进行膨胀实验,得到了马氏体转变数学模型(K-M公式)的参数、热应力和组织应力参数;通过拉伸试验得到了不同组织(奥氏体和马氏体)在不同温度下的力学性能参数(弹性模量、塑性模量和屈服应力),建立起了材料参数与温度、组织和应力间的函数关系。(3)建立了18CrNiMo7-6渗碳钢在淬火过程中温度场-组织场-应力场耦合的有限元计算模型。通过剥层法对2mm渗层深度试样经渗碳油淬工艺后的硬度、残余奥氏体体积分数和残余应力沿深度的分布进行实验测量。利用DEFORM-HT软件对18CrNiMo7-6渗碳钢在油淬工艺过程中温度场、组织场、硬度场和残余应力场的演变进行了模拟和预测。将仿真结果与实验结果进行对比,分析淬火仿真的精度。最后,根据实验测量的硬度、碳含量和残余奥氏体体积分数,采用混合相硬度的加权平均计算方法,修正并提出了残余奥氏体硬度与碳含量关系(碳含量高于0.6%时)的经验公式。

王鑫[2](2019)在《高速机车齿轮渗碳淬火工艺及其畸变的数值模拟研究》文中进行了进一步梳理为了提高齿轮的承载能力、抗疲劳性能和使用寿命,渗碳淬火成为当今高性能硬齿面齿轮主导的热处理工艺方式。但由于高温工艺周期长,期间经历不同的温度变化和组织转变,产生复杂的热和组织应力,易于引起齿轮的畸变,严重影响齿轮的使用性能和制造成本。传统方法控制齿轮渗碳淬火畸变主要依赖于试验和经验,且由于影响畸变的因素众多,往往事倍功半、效果不佳和成本巨大,对齿轮畸变的控制成为渗碳淬火工艺最大的技术难点。本文利用数值模拟方法,根据渗碳淬火工艺的技术要求,在综合考虑温度、相变、应力等多场作用的同时,引入硬度场到模型中,将引起畸变的工艺过程、性能等主要因素与畸变相关联,建立了渗碳淬火工艺及其畸变的分析计算模型。首先为了实现齿轮淬火温度场的准确计算,利用冷却曲线和反传热法,计算出了齿轮淬火油和低温盐浴介质的换热系数。分析了含水量、温度和搅拌速度对盐浴换热系数的影响,得出随着含水量和搅拌速度的提高,换热系数呈增大趋势,而随着盐浴温度的升高,换热系数呈下降趋势;随着含水量、搅拌速度和盐浴温度的提高,增强了盐浴介质低温区域的冷却能力和速度。进而利用换热系数数据,耦合温度、相变和应力作用,建立了畸变试样渗碳油淬和盐浴分级淬火的畸变分析模型。利用畸变试样分析了齿轮材料的畸变特性,同时分是否考虑相变两种模型,将热和相变应变间接分开,分析了试样的畸变过程,然后利用正交试验量化了工艺参数对畸变的影响程度。结果表明,热应力引起的应变对试样畸变起主要作用,相变应变仅是次要因素。20CrNi2Mo材料的畸变倾向小于17CrNiMo6材料;渗碳温度、碳势和淬火温度对试样的畸变影响都较大;通过对畸变试样的油淬和盐浴分级淬火工艺的对比分析表明,盐浴淬火工艺具有高温冷却快、马氏体分级转变更充分,热和组织应力相对较小等特点,有利于对齿轮渗碳淬火畸变的减小和控制。在温度场计算的基础上,利用实验结果,USS-Atlas公式和JMatPro软件拟合出不同碳含量下的淬透性曲线,同时根据温度场结果,得到特定温度范围内的端淬冷却曲线,建立了计算渗碳淬火硬度的端淬曲线模型,再根据渗碳淬火工件的碳含量和冷却时间即可计算出其硬度值。应用该模型计算出17CrNiMo6和20CrNi2Mo渗碳端淬和齿形试样的硬度场,通过与试验实测对比,验证出模型具有较好的精度,最大误差小于12%。该模型不用进行相变模拟,具有较好的简便性和实用性。利用上述基础性分析模型,结合高速机车齿轮技术要求从材料特性、工艺和齿轮结构三个方面,对齿轮渗碳淬火工艺过程的畸变进行了分析。将盐淬和油淬畸变分析模型分别应用在高速机车的齿圈和齿轮轴上,分析齿圈和齿轮轴的畸变规律,为工艺过程的畸变控制提供依据。结果表明,油淬工艺下,齿圈齿宽方向呈现腰鼓状变形,齿顶圆直径最大胀大为0.65mm,公法线长度胀大为0.47mm。沿着齿宽方向,除了左侧轴端附近,齿轮轴其余位置齿顶圆都呈现缩小趋势,接近齿宽中部区域收缩最大。盐淬工艺下,齿圈轮齿呈轻微马鞍形变形,齿顶圆直径最大胀大为0.414mm,公法线长度胀大0.32mm,且变形较为均匀。通过与畸变测量数据对比,齿顶圆畸变的模拟精度可以得到保证。利用正交试验模拟分析了工艺参数对齿顶圆直径和公法线长度畸变的影响程度和趋势,发现淬火温度、油温、渗碳浓度和淬火保温时间对两种畸变影响都较大。综合采用上述结果,将模拟优化出的最佳渗碳淬火工艺参数和工装结构尺寸应用于模拟和实际的齿轮渗碳淬火生产中,结果表明,在最佳工艺参数下,相对于原始条件下的模拟和测量值,齿顶圆畸变分别减小了12.4%和8.8%,公法线长度畸变分别减小了33%和53.9%,取得了较好的畸变控制效果。

姜燕[3](2019)在《热处理密封箱式多用炉的工艺参数优化研究》文中进行了进一步梳理热处理对于机械制造行业来说起着关键的作用,也是国内一项不可或缺的基础产业。它在提升零部件的性能,发掘金属材料的潜力,延长材料和零部件的使用寿命等方面具有十分关键的作用。气氛渗碳是化学热处理技术中目前应用最普遍且发展最全的化学工艺技术,其作用是加强零部件的韧性、硬度及抗疲劳强度。在提高热处理渗碳炉的炉内气氛的碳势稳定性和提高零部件的产品质量的同时,将热处理过程中气氛使用量的工艺流量参数进行优化研究是十分有意义的。本文主要是对有关热处理生产中的工艺参数进行优化研究,研究的方法是基于Aspen Plus软件以及遗传算法。Aspen Plus软件的功能强大,特别针对物性系统来说,对于化工工业方面也最为完备,普遍使用在化工行业的流程模拟以及优化节能等方面。而遗传算法则是基于生物界选择及遗传理论的一个全局且高效的寻优算法。首先简要介绍了热处理工艺和化工流程模拟的进展和应用现状,并以可控气氛密封箱式多用炉的渗碳工艺过程为对象,着重研究了渗碳过程和渗碳反应的特点,以此作为后续对于热处理渗碳反应的模拟、工艺参数的优化和分析的必要知识准备。接着选定了超级渗碳气氛为研究对象,以该气氛非常典型的丙烷加空气的组合作为气氛进料,利用广泛使用于工业的化工过程模拟软件Aspen plus为平台,建立了合理的气氛渗碳反应的模拟流程并与参考文献中的实际工艺生产结果的参数进行了比较,以验证模拟流程的可行性。之后使用遗传算法对软件模拟流程中的进料丙烷和空气的流量参数进行了优化计算。同时针对模拟流程中的过程工艺参数使用Aspen plus的优化模块进行优化并与遗传算法的优化结果作对比,从而验证了遗传算法的合理性及正确性。并在此基础上对整体的工艺段进行了参数优化。为了将优化后的工艺参数进行实际的仿真验证,针对热处理渗碳过程的气氛面板进行了改进,增加了气体质量流量计,并使用了可编程控制器的模拟量模块传输设定值给流量计,同时对其实际值进行了采集处理。使得气氛可以定量地通入到热处理多用炉内,以此代替正式生产前的工艺试验,而其给定值就是经过优化后产生的工艺流量参数的数值。最后使用热处理多用炉使用的工艺生产控制软件对所优化而得的工艺参数结果进行工艺生产的仿真,查看其模拟生成的各种曲线,验证了经过优化后所得的工艺参数的有效性。

赵毅杰[4](2018)在《梯度结构Ti(C,N)基金属陶瓷制备及表面细晶层形成动力学研究》文中进行了进一步梳理针对目前均质Ti(C,N)基金属陶瓷硬度与强韧性难以兼顾的矛盾,以及涂层材料易脱落等问题,本文利用物质传输的原理,提出了在一个完整的烧结热循环中制备梯度结构金属陶瓷的新方法,以期制备出表面富含耐磨的硬质相和内部富含强韧的粘结相的Ti(C,N)基金属陶瓷。采用热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、电子探针(EPMA)、透射电镜(TEM)等现代材料分析测试手段,系统研究了梯度结构Ti(C,N)基金属陶瓷的制备工艺、组织结构和力学性能之间的内在关系。本文首先综述了Ti(C,N)基金属陶瓷发展概况和研究进展;总结了Ti(C,N)基金属陶瓷的成分和烧结技术对金属陶瓷组织和性能的影响;归纳了梯度结构金属陶瓷的研究现状;然后简述了经典的梯度结构硬质合金的制备原理及梯度形成动力学模型。在此基础上指出了本文研究的目的和意义。研究了碳添加量对金属陶瓷的致密化行为、组织结构演化和力学性能的影响规律,为在一个完整的热循环中采用负压渗碳法制备梯度结构金属陶瓷打下基础。得出如下结论:当C添加量≤1wt%时,随着C含量的增加,Ti(C,N)基金属陶的致密化温度点基本保持不变,为1340℃;而当C添加量>1wt%,达到1.5wt%时,其致密化温度点明显降低到1280℃。并且发现C添加量的变化基本不影响其升温过程中金属陶瓷物相的变化规律,但会明显影响碳化物在金属陶瓷中的溶解析出过程,最终影响显微组织结构。随着C添加量的增加,内环形相厚度逐渐增加,而外环形厚度逐渐降低。当C添加量为0wt.%时,Ti(C,N)基金属陶的综合力学性能较佳:抗弯强度为2070MPa,硬度为88.3HRA,适合进行梯度烧结。研究了负压渗碳主要工艺参数对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响。结果表明:渗碳后Ti(C,N)基金属陶瓷粘结相呈梯度分布,表层贫粘结相,致使其硬度得到明显的提高,但对抗弯强度影响较小。其中液相渗碳处理可获得较厚的梯度层,但表面贫粘结相幅度较小;三相区渗碳能提高表层贫粘结相幅度,但梯度层相对较薄;两步渗碳处理后,能很好的综合上述两种渗碳处理的优势,即梯度层厚度和表层贫粘结相幅度均提高。当金属陶瓷经两步渗碳处理后,表层贫粘结相层厚度和表面贫粘结相幅度分别为800μm和38.2%;金属陶瓷的抗弯强度为2084MPa,表面显微硬度为1913HV。渗碳过程中粘结相梯度的形成是液相压力差以及碳元素与其它合金元素的亲和力存在差异共同作用的结果。研究了烧结不同阶段氮化处理对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织结构和性能的影响,为在一个完整的热循环中利用氮化处理技术制备表面细晶梯度结构金属陶瓷奠定基础。得出如下结论:整个阶段、升温阶段及终烧阶段通入氮气制得的试样,由于高的氮势的存在,造成环形相消失,硬质相颗粒团聚长大现象严重,致使孔隙率均较高,最终导致力学性能明显下降;冷却阶段氮化处理的试样孔隙率较低,表层形成了约10μm的富TiN硬质相层,明显提高了表面硬度。冷却阶段氮化处理过程中,表面富硬质相层是由表面高的氮活度驱使内部的Ti原子向外迁移与N原子发生反应形成的。当氮化处理温度超过1240℃时,试样表层析出了WC、Mo2C,且随着时间的增加,析出物颗粒形貌呈长大趋势。研究了冷却阶段较低温度下氮化处理主要工艺参数对Ti(C,N)基金属陶瓷细晶梯度层形成的影响。当金属陶瓷经1200℃氮化处理30h时,表面高的氮活度造成环形相在粘结相中逐渐溶解,并以不同的形式析出,明显改变了距表面约6.6μm区域的硬质相形貌,主要由细小的TiN颗粒和近球形的芯壳结构硬质相颗粒组成,使材料的表面显微硬度得到极大的提高。在同一时间下,细晶梯度层厚度随氮化处理温度的升高而增厚;在同一氮化处理温度下,时间越长,形成的梯度层越厚。细晶梯度层的生长受合金元素迁移控制,但其生长速率不遵循抛物线规律。因此建立了金属陶瓷在较低温度下氮化处理时,表面细晶梯度层形成的动力学方程。根据该方程计算了不同氮化处理工艺下表面细晶梯度层厚度,所得结果与实验测试结果基本吻合。

宋学镜,李凤海[5](2016)在《可控气氛渗碳的发展及应用》文中提出通过渗碳及相应的热处理工艺手段,可使低碳钢、低碳合金钢在保持心部有较高的强韧性的同时,表面获得高的强度、硬度和耐磨性。而可控气氛渗碳能够有效控制渗碳层深度、碳含量、硬度和金相组织,避免零件氧化和脱碳,大幅提高热处理质量,减少材料的浪费,提高生产效率,降低成本,稳定产品性能,延长使用寿命。因此,可控气氛渗碳已广泛应用于井式渗碳炉、密封箱式多用炉、连续炉、网带炉及转底炉等,针对不同机械零

李其龙,徐伟,张东[6](2016)在《粉末冶金用网带热处理炉的碳势控制》文中进行了进一步梳理铁基粉末冶金零件网带热处理炉的碳势控制,相对比较复杂,它的影响因素很多。本文总结了影响淬火碳势稳定的多种因素,包括碳势控制中重要部件碳势控制仪和氧探头;并从企业生产实际出发,对碳势控制中的关键因素气氛和烧碳进行系统的论述。

刘博勋[7](2016)在《渗碳淬火过程浓度场与组织场的模拟研究》文中研究指明渗碳淬火处理是钢件表面强化的一种常用手段,可以保持工件心部强韧,同时提高工件表面的耐磨性和疲劳强度,广泛应用于重载齿轮、高速轴承等对表面性能要求较高的零部件中。随着计算机技术的发展,对渗碳过程和淬火过程的数学模型的研究也日趋深入,但在计算模型的通用性、边界条件的可靠性及渗碳-淬火过程的模型衔接上还有许多有待进一步探索的问题。本文对渗碳淬火模型及模拟过程中的关键参数进行了研究,期望通过对渗碳-淬火全工艺流程的模拟,实现渗碳淬火浓度场与组织场的精确预测,为实际渗碳淬火处理的工艺设定、参数选择及现场控制提供合理的决策依据,提高渗碳水平和渗碳件的服役寿命,推动智能热处理向前发展。本文提出了一种计算气体渗碳过程中碳传递系数的方法,结合钢箔渗碳试验获得了精确的碳传递系数,并评价了碳扩散系数经验公式的合理性。结果表明,渗碳过程中碳传递系数与表面碳浓度的变化有关,并随着表面碳浓度的增大而减小;碳扩散系数是渗碳温度和碳浓度的函数。采用热处理模拟软件Thermal Prophet预测了G20CrNi2Mo钢在渗碳处理后的碳浓度分布并通过渗碳实验验证了模型及参数的合理性;综合考虑了由渗碳引起的碳浓度梯度对后续淬火过程中温度场和相变场的影响,对相变动力学参数及热物性参数进行线性插值,实现了渗碳模型和淬火模型的有效衔接,并预测了20CrMo钢在渗碳淬火后的碳浓度分布、硬度分布与组织分布。最后通过渗碳淬火实验验证了模拟结果的准确性。

陈茂涛[8](2016)在《船用燃烧重油柴油机18CrNi8针阀体热处理工艺研究》文中认为本文针对一些企业生产中存在的燃烧重油柴油机18Cr Ni8针阀体质量不稳定问题,调查研究了针阀体的制造、使用和失效情况,根据针阀体的具体设计技术要求指标,研究了18CrNi8材料制成的船用燃烧重油针阀体渗碳、淬火、冷处理以及回火等工艺,对试验结果进行了讨论分析,得到如下的主要结果:1.船用燃烧重油针阀体适合采用真空渗碳工艺,渗碳温度为920℃,脉冲数为810个脉冲,表面碳浓度为1.0%C,最大碳浓度为1.1%C,最低碳浓度为0.8%C。按此工艺渗碳,经淬火后的零件表面硬度可以达到730HV,硬度梯度较平缓,渗碳层深度符合技术要求。2.针阀体渗碳后可采用高压气体淬火、真空油淬、多用炉油淬三种淬火方式,针阀体座面硬度均可以达到720HV以上。18CrNi8船用燃烧重油针阀体经845℃10bar高压氮气淬火的硬度梯度比采用835℃油淬的要略平缓一些。3.采用真空油淬处理后中孔的变化趋势是涨大,涨大量为0.01mm-0.03mm之间。采用10bar高压气淬的零件中孔的变化趋势也是涨大,涨大量略小于真空油淬件,在0-0.025mm之间。真空油淬处理的18CrNi8针阀体外径的缩小量在0.05-0.08mm之间,高压氮气淬火的缩小量在0.05-0.06mm之间。上述淬火方式使针阀体长度均有缩短的趋势,淬火方式对座面跳动量变化值的影响不大。针阀体经高压气体淬火后的内径、外径的变形量小于油中淬火。4.船用燃烧重油柴油机18CrNi8针阀体采用渗碳后直接淬火工艺,再经-80℃深冷后,残余奥氏体可以达到20%左右;采用二次加热淬火后再经-80℃-120℃深冷处理,残余奥氏体含量可以降到10%以下。深冷处理的温度一般应控制在-120℃以内,时间在12个小时左右。5.船用燃烧重油18CrNi8针阀体淬火后的回火温度在180-200℃左右,经此温度回火后其硬度及金相组织符合技术要求。经过回火处理后的稳定化温度设定为120150℃左右,时间应在10小时以上。6.船用燃烧重油的18CrNi8针阀体进过本文所研究的渗碳、淬火、回火和稳定化热处理工艺处理后,进行了台架试验和模拟柴油机工况试验,试验后针阀体的喷油状态正常,雾化效果良好,没有出现异常的情况。将按此工艺处理后的船用燃烧重油18CrNi8针阀体批量配成偶件,经用户装机使用,从用户处反馈的信息表明针阀体质量总体稳定,性能可靠,使用良好,达到了较高的水平。

张一坤,王鹏飞[9](2015)在《渗碳炉碳势常见问题分析及控制》文中认为本文简要介绍了渗碳热处理过程中碳势控制的必要性,阐述了碳势控制中常用方法,对渗碳过程存在的碳势异常问题进行了分析,提出了碳势控制的切实可行的方法。

谢尚剑[10](2015)在《基于嵌入式的金属表面热处理智能控制系统》文中研究指明热处理是现代制造业特别是装备制造业的重要组成部分之一,是保证金属制品内在力学、物理、化学等使用性能和形状尺寸稳定的关键工序。渗碳是热处理中非常重要的工艺,根据工件性能的不同要求,渗碳后工件表面含碳量为0.8%-1.2%,工件内部碳势呈梯度分布,使表面拥有较高硬度、耐磨性和抗疲劳性,同时心部仍保持较高韧性。渗碳是一个发生多个物理化学反应的复杂过程,碳势控制的精度将直接影响热处理质量。本文总结了目前我国热处理碳势控制的发展现状,设计了基于嵌入式的表面热处理智能控制系统,综合应用了热处理技术、嵌入式技术、传感器技术、网络通信技术和模糊PID控制算法等知识,主要从应用嵌入式技术进行温度和气氛参数的采集、渗碳层浓度分布的实时仿真、模糊PID控制算法、无线网远程监控等几个关键问题展开研究,响应工信部提出的两化融合的号召,对旧式碳势控制系统进行信息化改造,本文的主要研究内容有:1、综合了市场上微机碳势控制系统和单片机碳势控制仪的优点,提出新的设计方案,设计嵌入式系统平台,保证性能的前提下降低成本,以ARM11处理器为控制核心,搭载嵌入式Linux多任务操作系统,集成高精度AD、触摸屏、PWM、WIFI网卡等功能接口,实现氧势、温度的实时采集处理。2、建立碳势控制数学模型,实现工件渗层碳势分布的模拟仿真,采用Qt设计人机界面,实时显示碳势变化曲线和渗层碳势分布模拟曲线。3、研究采用模糊PID算法替代旧式渗碳控制系统采用的增量式PID算法,通过PID参数的在线调节,使碳势的控制具有更小的超调量,更优的稳定性和控制精度。实现复杂的渗碳过程的智能控制,碳势控制精度小于等于+0.05%C,温度控制精度达±2℃。4、系统通过无线WIFI模块构建远程无线碳势监控系统,开发网络通信程序,设计通信接口和数据帧格式,实现热处理生产的信息化管理,包括远程设置工艺、监控碳势温度、数据共享分析。上位机软件可在任何支持Socket通信的平台上独立开发,为上位机软件开发提供更多的选择。

二、混合碳势控制法渗碳(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、混合碳势控制法渗碳(论文提纲范文)

(1)18CrNiMo7-6合金钢渗碳淬火的数值模拟及试验研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究的目的及意义
    1.2 渗碳淬火工艺的研究现状及意义
        1.2.1 渗碳工艺的研究现状
        1.2.2 淬火工艺的研究现状
        1.2.3 渗碳淬火工艺研究意义
    1.3 热处理数值模拟的研究进展
        1.3.1 热处理模拟国内外发展现状
        1.3.2 热处理数值模拟主要存在问题
    1.4 论文主要研究内容
2 18CrNiMo7-6 合金钢渗碳工艺的数值模拟及实验验证
    2.1 渗碳模拟的基本原理
        2.1.1 温度场的基本理论
        2.1.2 奥氏体化的数学模型
        2.1.3 渗碳工艺的基本理论
    2.2 奥氏体化参数的实验测量
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 实验仪器及方法
        2.2.3 实验结果分析
    2.3 渗碳仿真参数的数学模形
        2.3.1 扩散系数的数学模型
        2.3.2 传递系数的模型
    2.4 实验与仿真结果及其分析
        2.4.1 仿真软件DEFORM-HT的介绍
        2.4.2 有限元模型及工艺参数
        2.4.3 仿真结果与实验结果对比
    2.5 本章小结
3 18CrNiMo7-6 渗碳钢淬火过程渗碳层参数的试验研究
    3.1 淬火工艺数值模拟的计算模型
        3.1.1 马氏体转变的数学模型
        3.1.2 应力场的计算模型
    3.2 马氏体转变的相变动力学参数
        3.2.1 实验方法
        3.2.2 实验结果分析
    3.3 不同渗层处碳含量的试样制备
        3.3.1 实验材料
        3.3.2固体渗碳实验
        3.3.3真空扩散实验
        3.3.4 油淬和深冷处理
    3.4 淬火应力场的性能参数
        3.4.1 实验方法
        3.4.2 马氏体的应力应变曲线
        3.4.3 奥氏体的应力应变曲线
        3.4.4 热应变和相变应变
        3.4.5 相变塑性
    3.5 本章小结
4 18CrNiMo7-6 渗碳后淬火过程的数值模拟及实验验证
    4.1 渗碳淬火钢的硬度计算模型
        4.1.1 淬火仿真模型的建立
        4.1.2 硬度的计算模型
        4.1.3 残余奥氏体硬度的计算模型与实验验证
    4.2 组织体积分数和残余应力的测量
        4.2.1 组织体积分数的测量
        4.2.2 残余应力的测量
    4.3 淬火与残余应力的仿真结果及实验验证
        4.3.1 组织的模拟结果及实验验证
        4.3.2 残余应力的模拟结果及实验验证
        4.3.3 内应力的演化过程分析
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 创新点
    5.3 研究展望
参考文献
个人简历、在校期间发表学术论文及研究成果
致谢

(2)高速机车齿轮渗碳淬火工艺及其畸变的数值模拟研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 引言
    1.1 课题背景及意义
    1.2 齿轮渗碳淬火工艺原理与过程
    1.3 齿轮渗碳淬火畸变的种类和影响因素
    1.4 国内外发展现状
    1.5 数值模拟现状
    1.6 主要研究内容
第二章 研究对象和软件平台
    2.1 畸变试样和齿形试样
    2.2 机车齿轮的参数和结构
    2.3 齿轮材料和特点
    2.4 软件平台
第三章 数值模拟方程
    3.1 渗碳工艺微分方程
    3.2 温度场分析方程
    3.3 组织场分析方程
    3.4 硬度场分析
        3.4.1 体积分数法
        3.4.2 端淬曲线法
    3.5 应力应变场方程
第四章 盐浴换热系数计算及其分级淬火模拟
    4.1 换热系数计算
        4.1.1 含水量对换热系数的影响
        4.1.2 不同盐浴温度对换热系数的影响
        4.1.3 搅拌速度对换热系数的影响
    4.2 油浴和盐浴分级淬火分析
        4.2.1 分析模型与工艺设计
        4.2.2 渗碳结果
        4.2.3 温度场结果
        4.2.4 马氏体转变结果
        4.2.5 畸变结果
    4.3 结论
第五章 渗碳淬火硬度场分析
    5.1 实验模型
    5.2 分析模型
    5.3 拟合端淬硬度曲线
    5.4 拟合冷却时间
    5.5 结果与讨论
        5.5.1 碳层分布结果
        5.5.2 硬度场分析结果
    5.6 结论
第六章 机车齿轮材料畸变特性分析
    6.1 分析模型与工艺设计
    6.2 试样碳含量和组织场结果
    6.3 畸变过程分析
    6.4 正交实验
    6.5 结论
第七章 齿圈渗碳淬火及其变形分析
    7.1 实验模型和方法
    7.2 渗碳层和相变结果
    7.3 畸变结果
    7.4 齿圈盐浴分级淬火及其畸变分析
        7.4.1 盐浴与油浴组织转变
        7.4.2 盐浴畸变结果
    7.5 结论
第八章 齿轮轴的渗碳淬火及其变形分析
    8.1 渗碳结果
    8.2 相变和温度结果
    8.3 畸变结果
第九章 齿轮渗碳淬火畸变控制
    9.1正交实验
        9.1.1 渗碳工艺对畸变的影响
        9.1.2 淬火工艺对畸变的影响
        9.1.3 各因素影响程度和优化方案
    9.2 工装优化
第十章 总结与展望
    10.1 研究结论
    10.2 展望
参考文献
致谢
在学期间发表的学术论文和参加科研情况
作者简介

(3)热处理密封箱式多用炉的工艺参数优化研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 热处理工艺的意义及发展现状
    1.2 可控气氛热处理的发展现状
    1.3 计算机技术在热处理方面的发展
    1.4 化工过程模拟
    1.5 本文研究的目的及基本方法
    1.6 文章的内容安排
第二章 可控气氛的渗碳原理及渗碳流程模拟
    2.1 可控气氛热处理概述
    2.2 金属零件的渗碳
        2.2.1 渗碳反应和渗碳过程
        2.2.2 碳势的测量与控制
        2.2.3 渗碳方法
    2.3 超级渗碳技术
        2.3.1 超级渗碳气氛简述
        2.3.2 超级渗碳气氛的碳势
        2.3.3 超级渗碳气氛的特点
    2.4 可控气氛热处理设备
        2.4.1 密封箱式多用炉
        2.4.2 密封箱式多用炉的控制
    2.5 实际工艺参数的采集
    2.6 基于ASPEN PLUS建立模拟流程
        2.6.1 物性方法的选择
        2.6.2 渗碳工艺流程的模拟
        2.6.3 模型数据的录入情况
    2.7 ASPEN PLUS流程模拟结果的验证
    2.8 本章小结
第三章 基于遗传算法和ASPEN的工艺参数优化及设备改进
    3.1 基本遗传算法
        3.1.1 遗传算法的概述
        3.1.2 遗传算法的基本流程
    3.2 基于遗传算法的工艺参数优化
        3.2.1 目标函数
        3.2.2 编码和初始种群
        3.2.3 适应度评价
        3.2.4 遗传算子
        3.2.5 整体算法流程
        3.2.6 遗传算法的计算结果
    3.3 ASPEN PLUS流程模拟的优化及遗传算法的验证
        3.3.1 Aspen plus的参数优化
        3.3.2 遗传算法的验证与工艺优化结果
    3.4 基于优化结果的热处理设备改进
        3.4.1 热处理设备改进方案制定
        3.4.2 硬件的改进优化
        3.4.3 可编程控制器PLC程序的开发
    3.5 本章小结
第四章 热处理密封箱式多用炉工艺控制软件的仿真验证
    4.1 仿真验证的软硬件配置
        4.1.1 仿真验证使用的设备及材料
        4.1.2 仿真试验软件的配置
    4.2 仿真工艺软件程序的设定
    4.3 仿真工艺流程的结果
    4.4 本章小结
第五章 结论
    5.1 主要结论及创新点
    5.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文

(4)梯度结构Ti(C,N)基金属陶瓷制备及表面细晶层形成动力学研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 Ti(C,N)基金属陶瓷的研究进展
        1.2.1 概述
        1.2.2 Ti(C,N)基金属陶瓷的成分设计
        1.2.3 Ti(C,N)基金属陶瓷烧结技术
    1.3 梯度结构金属陶瓷研究现状
        1.3.1 构造法
        1.3.2 传输法
    1.4 经典的梯度结构硬质合金制备原理及动力学模型研究现状
        1.4.1 表面贫Co芯部含η相的梯度结构硬质合金
        1.4.2 表面贫Co无η相的梯度结构硬质合金
        1.4.3 表面富粘结相的梯度结构硬质合金
    1.5 本文的研究目的和研究内容
第二章 试验材料的制备及分析测试方法
    2.1 引言
    2.2 实验原料
    2.3 Ti(C,N)基金属陶瓷成分配方
    2.4 Ti(C,N)基金属陶瓷的制备工艺过程
    2.5 测试与分析
        2.5.1 开口孔隙率测试
        2.5.2 致密试样孔隙率测试
        2.5.3 抗弯强度测试
        2.5.4 硬度测试
        2.5.5 差示扫描量热分析
        2.5.6 物相分析
        2.5.7 显微组织分析
第三章 碳含量对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响
    3.1 引言
    3.2 试验方法
    3.3 金属陶瓷混合粉料的热分析
    3.4 C添加量对金属陶瓷的致密化行为的影响
    3.5 C添加量对金属陶瓷相成分演化的影响
    3.6 C添加量对金属陶瓷显微组织演化的影响
    3.7 C添加量对金属陶瓷力学性能的影响
    3.8 本章小结
第四章 负压渗碳制备梯度结构Ti(C,N)基金属陶瓷
    4.1 引言
    4.2 试验方法
        4.2.1 试样制备
        4.2.2 测试与分析
    4.3 液相渗碳制备梯度结构Ti(C,N)基金属陶瓷
        4.3.1 工艺参数的确定
        4.3.2 液相渗碳后Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织结构特点
        4.3.3 液相渗碳时间对Ti(C,N)基金属陶瓷梯度结构形成的影响
        4.3.4 液相渗碳对Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能的影响
        4.3.5 液相渗碳处理Ti(C,N)基金属陶瓷梯度结构形成机理
    4.4 三相区渗碳制备梯度结构Ti(C,N)基金属陶瓷
        4.4.1 工艺参数的确定
        4.4.2 三相区渗碳后Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织结构特点
    4.5 两步渗碳制备梯度结构Ti(C,N)基金属陶瓷
        4.5.1 工艺参数的确定
        4.5.2 两步渗碳后Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织结构特点
    4.6 不同渗碳工艺对Ti(C,N)基金属陶瓷力学性能的影响
    4.7 本章小结
第五章 氮化处理对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响
    5.1 引言
    5.2 试验方法
        5.2.1 试样制备
        5.2.2 测试与分析
    5.3 烧结不同阶段氮化处理对金属陶瓷组织和性能的影响
        5.3.1 外观
        5.3.2 孔隙率
        5.3.3 显微组织
        5.3.4 力学性能
    5.4 冷却阶段氮化处理主要工艺参数对Ti(C,N)基金属陶瓷表面显微组织结构的影响
        5.4.1 氮化处理温度对Ti(C,N)基金属陶瓷表面显微组织结构的影响
        5.4.2 氮化处理时间对Ti(C,N)基金属陶瓷表面显微组织结构的影响
    5.5 本章小结
第六章 氮化处理制备表面细晶梯度结构Ti(C,N)基金属陶瓷
    6.1 引言
    6.2 实验方法
        6.2.1 试样制备
        6.2.2 测试与分析
    6.3 氮化处理后Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能特点
        6.3.1 外观
        6.3.2 相组成
        6.3.3 显微组织和成分分布
        6.3.4 力学性能
    6.4 氮化处理温度和时间对Ti(C,N)基金属陶瓷细晶梯度层形成的影响
    6.5 本章小结
第七章 Ti(C,N)基金属陶瓷表面细晶梯度层的形成动力学
    7.1 引言
    7.2 表面细晶梯度层的形成动力学模型建立
    7.3 氮、钛原子在氮化处理过程中的扩散系数及有效扩散因子的计算
    7.4 本章小结
第八章 结论与展望
    8.1 主要结论
    8.2 全文主要创新点
    8.3 展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文及取得的研究成果

(5)可控气氛渗碳的发展及应用(论文提纲范文)

一、常用可控气氛渗碳
    1. 载气+富化气渗碳气氛
        (1)甲醇+富化气
        (2)吸热性气氛+富化气吸热式气氛
        (3)氮基气氛+富化气
    2. 直生式渗碳气氛
二、气氛控制方式
三、氮基气氛的控制要点
四、氧探头的使用注意事项

(6)粉末冶金用网带热处理炉的碳势控制(论文提纲范文)

1 碳势控制
2 气氛控制
3 烧碳
    3. 1 氧探头烧碳
    3. 2 网带炉的烧碳
4 总结

(7)渗碳淬火过程浓度场与组织场的模拟研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 渗碳工艺的发展与应用
    1.3 渗碳淬火过程模拟发展现状
        1.3.1 计算机技术在热处理中的应用与发展
        1.3.2 渗碳过程计算机模拟现状
        1.3.3 淬火过程计算机模拟现状
        1.3.4 渗碳淬火过程浓度场与组织场模拟研究的意义
    1.4 热处理模拟软件Thermal Prophet简介
    1.5 本文主要研究内容
第二章 碳传递系数和碳扩散系数的确定
    2.1 引言
    2.2 渗碳过程中的物质传递与扩散
    2.3 碳传递系数的计算方法与常用公式
        2.3.1 碳传递系数影响因素
        2.3.2 传统计算方法
        2.3.3 常用公式
    2.4 基于钢箔渗碳的碳传递系数的精确测定
        2.4.1 计算方法概述
        2.4.2 试验材料与方法
        2.4.3 测定结果
        2.4.4 公式对比
        2.4.5 分析与讨论
    2.5 碳扩散系数的计算方法与常用公式
        2.5.1 碳扩散系数影响因素
        2.5.2 扩散偶法
        2.5.3 钢箔定碳法
        2.5.4 稳态法
        2.5.5 方法对比
        2.5.6 碳扩散系数常用公式
    2.6 碳扩散系数的确定
    2.7 本章小结
第三章 G20CrNi2Mo钢渗碳淬火浓度场的模拟与验证
    3.1 引言
    3.2 渗碳浓度场计算模型
    3.3 渗碳过程数值模拟
        3.3.1 有限元建模
        3.3.2 网格划分
        3.3.3 模拟参数与求解设置
        3.3.4 模拟结果
    3.4 实验验证
        3.4.1 试验材料及工艺
        3.4.2 剥层分析
        3.4.3 碳浓度场验证
    3.5 本章小结
第四章 20CrMo钢渗碳淬火浓度场及组织场的模拟与验证
    4.1 引言
    4.2 渗碳淬火过程计算模型
        4.2.1 温度场计算模型
        4.2.2 组织场计算模型
        4.2.3 硬度场计算模型
    4.3 试验材料与工艺
    4.4 有限元建模与网格划分
    4.5 模拟参数及求解设置
        4.5.1 扩散及传质参数
        4.5.2 热物性参数
        4.5.3 相变动力学参数
        4.5.4 换热系数
    4.6 模拟结果
    4.7 实验验证与讨论
        4.7.1 表征方法
        4.7.2 浓度场验证
        4.7.3 组织场验证
        4.7.4 硬度场验证
    4.8 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文

(8)船用燃烧重油柴油机18CrNi8针阀体热处理工艺研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 结论
    1.1 船用燃烧重油用柴油机及针阀体情况介绍
    1.2 当前针阀体热处理技术发展情况及现状
        1.2.1 目前国内国际上针阀体渗碳工艺现状
        1.2.2 针阀体渗碳后的淬火技术现状
    1.3 渗碳淬火后的冷处理技术发展情况及现状
    1.4 学位论文的研究内容及意义
        1.4.1 针阀体在燃烧重油柴油机中的作用及要求
        1.4.2 本课题研究的意义以及主要内容、方法
第2章 燃烧重油柴油机计阀体的制造、使用和失效情况
    2.1 船用燃烧重油柴油机介绍
    2.2 燃烧重油柴油机喷油器总成介绍
    2.3 燃烧重油针阀偶件及针阀体介绍以及零件简图
    2.4 船用燃烧重油柴袖机针阀体服役条件分析
    2.5 船用燃烧重油柴油机针阀体易出现的问题分析
    2.6 船用燃烧重油柴油机针阀加工工艺方案分析
    2.7 船用燃烧重油柴油机针阀体国内外所用材料方案及发展情况分析
第3章 船用燃烧重油柴油机18CrNi8针阀体渗碳工艺研究
    3.1 渗碳方案的确定
    3.2 18CrNi8针阀体密封箱式多用炉内固外气法气体渗碳试验方案
        3.2.1 多用炉内固外气法渗碳试验过程
        3.2.2 船用燃烧重油18CrNi8针阀体多用炉内固外气法渗碳试验结果及分析
    3.3 船用燃烧重油18CrNi8针阀体真空渗碳试验
        3.3.1 船用计阀体真空渗碳工艺现状及其发展趋势
        3.3.2 船用燃烧重油18CrNi8计阀体真空渗碳方案的确定
        3.3.3 船用燃烧重油18CrNi8计阀体单空真空渗碳炉渗碳式验
        3.3.4 单室真空渗碳炉二次加热淬火试验结果及分析
        3.3.5 复合式真空渗碳生产线试验
        3.3.6 复合式真空渗碳生产线试验结果及分析
        3.3.7 两种真空渗碳方案的对比分析
    3.4 本章小结
第4章 船用燃烧重油柴油机18CrNi8针阀体淬火试验
    4.1 船用18CrNi8针阀体渗后的淬火方法及设备
        4.1.1 船用18CrNi8计阀体的淬火方法及设备
        4.1.2 船用18CrNi8计阀体渗碳后的淬火试验工艺
    4.2 船用18CrNi8计阀体淬火试验结果及讨论分析
        4.2.1 淬火后的试样检测结果
        4.2.2 淬火试验后的结果及分析
    4.3 淬火后的变形情况与分析
    4.4 本章小结
第5章 船用燃烧重油柴油机18CrNi8计阀体的深冷处理
    5.1 船用18CrNi8计阀体冷处理工艺方案的选取
    5.2 船用18CrNi8计阀体冷处理工艺试验方案
    5.3 船用18CrNi8计阀体冷处理试验结果及分析
    5.4 本章小结
第6章 船用燃烧重油柴油机18CrNi8计阀体的回火处理
    6.1 船用18CrNi8计阀体回火的目的及试验方案
    6.2 船用18CrNi8计阀体回火试验结果及讨论分析
    6.3 本章小结
第7章 船用燃烧重油柴油机18CrNi8计阀体偶件的试验及试用
    7.1 船用燃烧重油18CrNi8针阀体台架试验
    7.2 模拟柴油机的试验模式进行工况试验
    7.3 试验后的情况及在用户处的使用情况
    7.4 本章小结
第8章 结论
致谢
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果

(10)基于嵌入式的金属表面热处理智能控制系统(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
目录
CONTENTS
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
        1.1.1 选题背景
        1.1.2 研究背景
        1.1.3 研究意义
    1.2 热处理技术的研究动态
        1.2.1 热处理工艺
        1.2.2 热处理技术的发展状况
        1.2.3 嵌入式技术在热处理中的应用的现状和趋势
    1.3 论文研究内容和组织结构
        1.3.1 本文研究内容
        1.3.2 本文组织结构
    1.4 本章小结
第二章 基于嵌入式的渗碳控制系统的构成与原理
    2.1 滴注式气体渗碳原理
    2.2 碳势的测量与控制
        2.2.1 碳势的测量方法
        2.2.2 碳势的控制原理与方法
    2.3 数学模型的建立
    2.4 碳势控制系统的构成
    2.5 本章小结
第三章 系统硬件设计与实现
    3.1 处理器模块设计
    3.2 测量采集模块设计
        3.2.1 AD模块电路设计
        3.2.2 热电偶测温电路设计
    3.3 人机交互模块设计
    3.4 输出模块设计
    3.5 通讯模块设计
    3.6 本章小结
第四章 系统软件设计与实现
    4.1 嵌入式Linux多任务操作系统
        4.1.1 嵌入式Linux操作系统构成
    4.2 Linux驱动移植和设计
        4.2.1 AD7705驱动程序设计
        4.2.2 WIFI驱动程序设计
    4.3 模糊PID控制算法及实现
        4.3.1 模糊自适应整定PID
        4.3.2 控制效果仿真
        4.3.3 程序设计实现
    4.4 通信系统软件设计
        4.4.1 TCP/IP协议
        4.4.2 TCP和UDP
        4.4.3 Socket网络通信程序设计
    4.5 人机界面程序设计
    4.6 本章小结
第五章 系统测试与分析
    5.1 系统调试及分析
        5.1.1 系统校准及补偿值的计算
        5.1.2 氧势温度碳势的对照计算
        5.1.3 系统测试运行
    5.2 系统性能指标
    5.3 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读学位期间发表的论文
致谢

四、混合碳势控制法渗碳(论文参考文献)

  • [1]18CrNiMo7-6合金钢渗碳淬火的数值模拟及试验研究[D]. 张玉芳. 郑州大学, 2019(06)
  • [2]高速机车齿轮渗碳淬火工艺及其畸变的数值模拟研究[D]. 王鑫. 机械科学研究总院, 2019(02)
  • [3]热处理密封箱式多用炉的工艺参数优化研究[D]. 姜燕. 上海交通大学, 2019(06)
  • [4]梯度结构Ti(C,N)基金属陶瓷制备及表面细晶层形成动力学研究[D]. 赵毅杰. 南京航空航天大学, 2018(01)
  • [5]可控气氛渗碳的发展及应用[J]. 宋学镜,李凤海. 金属加工(热加工), 2016(23)
  • [6]粉末冶金用网带热处理炉的碳势控制[J]. 李其龙,徐伟,张东. 粉末冶金技术, 2016(01)
  • [7]渗碳淬火过程浓度场与组织场的模拟研究[D]. 刘博勋. 上海交通大学, 2016(03)
  • [8]船用燃烧重油柴油机18CrNi8针阀体热处理工艺研究[D]. 陈茂涛. 重庆理工大学, 2016(04)
  • [9]渗碳炉碳势常见问题分析及控制[A]. 张一坤,王鹏飞. 第十一次全国热处理大会论文集, 2015
  • [10]基于嵌入式的金属表面热处理智能控制系统[D]. 谢尚剑. 广东工业大学, 2015(10)

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渗碳混合碳势控制方法
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