1、T8钢圆柱体油淬过程温度场模拟摘要：钢作为一重要的工程材料，按化学成分可以分为碳素钢，合金钢两类。T8钢属于碳素工具钢，淬硬型塑料模具用钢。淬火回火后有较高硬度和耐磨性，但热硬性低、淬透性差、易变形、塑性及强度较低。用作需要具有较高硬度和耐磨性的各种工具，如形状简单的模子和冲头、切削金属的刀具、打眼工具、木工用的铣刀、埋头钻、斧、凿、纵向手用锯、以及钳工装配工具、铆钉冲模等工具1。淬火是实现工件组织结构优化的一个重要手段，也是机械行业的一项重要基础技术，它对于提高和控制材料的性能，充分发挥材料的性能潜力，节省原材料，减少能耗，提高产品的可靠性，延长其使用寿命，并提高生产单位的经济效益等都具有十
2、分重要的意义。研究T8钢就是要让其将自己的最大性能发挥出来，为人们的日常生活中，工作中发挥其优点，使人类生活更加完善。 随着计算机技术的迅速发展，淬火过程的计算机模拟越来越受到人们的重视，已成为当今淬火过程研究和淬火工艺设计中必不可少的重要方法。热处理过程计算机模拟具有速度快、效率高、结果形象逼真、能综合全面反映热处理过程中各种变化规律的特点。与试验研究相结合，可以极大地拓展实测数据提供的信息，完成试验研究很难做到甚至不能做到的工作。国内的许多专家和学者运用CAE软件如MARc、ANSYS等对现实中热处理过程进行了模拟，而且取得了一系列令人满意的成果，并将模拟的结果指导于生产实践之中2。 我们
3、通过了解T8钢的基本结构，基本性能以及淬火工艺，根据学习了解Ansys软件，了解Ansys软件的操作，假设模拟出T8钢圆柱体油淬过程的温度场模拟，从而更深层次的了解T8钢的性能，让它更好的投入到人类生产中去。关键词：T8钢，Ansys模拟，温度场，热处理 T8 steel cylinder oil quenching temperature field simulation Abstract: Steel as an important engineering material, according to the chemical composition can be divided into
4、 carbon steel, alloy steel. Type belongs to carbon tool steel T8 steel, hardened plastic mold steel. Heat quenching tempering has higher hardness and wear resistance, but low hardness, low hardenability and low, easy to deformation, plasticity and strength. Used as a need to have high hardness and w
5、ear resistance of various tools, such as shape simple mould and punch, cutting of metal cutting tools, drilling tools, woodworking cutter, countersink, axe, chisel, longitudinal hand saws, and fitter assembly tools, riveting die, etc. Quenching is implementation artifacts in optimizing the structure
6、 of the organization is an important means, is also the machinery industry is an important basic technology, it is to improve and control the performance of the material, give full play to the potential material performance, save raw materials, reduce energy consumption and improve the reliability o
7、f products and prolong its service life, and improve the economic benefits of production units and so on all has the very vital significance. Study of T8 steel is to let it play out their biggest performance, for Peoples Daily life, work in the play to its advantages, make human life more perfect. W
8、ith the rapid development of computer technology, computer simulation of quenching process of more and more get peoples attention, has become a current research on quenching process and the essential important method in the design of quenching process. Computer simulation of heat treatment process w
9、ith high speed, high efficiency, the image is clear and comprehensive reflection of the characteristics of various change law in the process of heat treatment. Combined with experimental study, can greatly expand the information provided by the measured data, complete experimental study hard cant ev
10、en do that work. Many domestic experts and scholars using CAE software, such as MARc, ANSYS in reality such as heat treatment process is simulated, and a series of satisfactory results, and the simulation results of guidance to the production practice. We through understanding the basic structure of
11、 T8 steel, basic performance and the quenching process, according to the understanding of Ansys software, understand the operation of the Ansys software, assuming that simulate the temperature field of T8 steel cylinder oil quenching process simulation, thus a deeper understanding of T8 steel perfor
12、mance, to make it better into the human production. keywords : T8 steel, Ansys, The temperature field，Heat treatment 目 录1 绪 论12 T8钢的基本结构和淬火工艺基础22.1 T8钢的基本结构22.2 淬火工艺基础22.3 淬火后组织分析62.3.1 马氏体62.3.2 贝氏体73 ANSYS10.0热分析83.1 ANSYS软件介绍83.2 热分析的目的83.3 热分析的基本理论83.3.1 基本符号与单位83.3.2 热传递的方式103.3.3 热力学第一定律103.3.
13、4 热传导控制微分方程113.4 ANSYS稳态热分析113.4.1 热载荷和边界条件的类型113.4.2 稳态热分析基本步骤133.5 ANSYS瞬态分析143.5.1 瞬态热分析特性143.5.2 时间步长设置154 T8钢圆柱体热分析164.1 问题描述164.2 求解步骤18结果与分析25参考文献30致 谢31附件321 绪 论计算机模拟淬火过程在生产产品和分析产品性质上日益突出其优。人们普遍使用计算机有限元法来计算某些极其复杂的产品的稳态和瞬态方面的问题。随着计算机技术的发展，很多有限元分析软件得到普及，其中最普遍的anasys准确性较高，实用性较强，得到很多方面的使用3。本文通过综
14、合考虑材料热物性参数、界面换热系数随温度的非线性变化对温度场的影响，对T8钢淬火过程三维温度场变化进行了模拟计算。利用计算机辅助设计的强大计算能力和存储能力以及对图形的解读能力，在对一些工程和某些产品零件的分析上取得理想的成果和效益。它是以计算机及其系统软件作为基础，包括方案设计、优化设计、有限元设计、仿真模拟及产品数据管理等内容。CAD技术的应用很广，其设计包括：机械设计、机械制图、机械分析等领域，产生了巨大的经济成果及社会效益，有着广泛的应用空间4。Ansys软件是融结构，流体，电磁场，声场，耦合场分析于一体的大型通用有限元分析软件。软件主要包括：前处理模块，分析计算模块，后处理模块。分析
15、计算模块主要是结构分析，流体动力学，电磁场分析，声场分析，压电分析，模拟多种物理介质的相互作用5。利用数值模拟符合生产实际且运算速度快，节省生产的试验成本，优于传统的人工测量和经验判断的方法。有限元分析的主要目的是检查结构或构件对一定载荷条件的响应。因此，在分析中指定合适的载荷条件是关键的一步。在ANSYS程序中，可以用各种方式对模型加载，而且借助于载荷步选项，可以控制在求解中载荷如何使用。2 T8钢的基本结构和淬火工艺基础2.1 T8钢的基本结构 钢铁是以铁和碳为主要组成元素的合金材料。钢铁材料是工业中应用最广、用量最多的金属，其品种繁多、性能各异。T8钢是淬硬型塑料模具用钢。淬火回火后有较高硬度和耐磨性，但热硬性低、淬透性差、易变形及强度较低。用作需要具有较高硬度和耐磨性的各种工具，比如形状简单的模子和冲头、切削金属的刀具、打眼工具、木工用的铣刀、埋头钻、斧、凿、纵向手用锯、以及钳工装配工具、铆钉冲模等次要工具6。化学成份：7 T8碳素工具钢 碳 C ：0.750.84 硅 Si：0.35 锰 Mn：0.40 硫 S ：0.030 磷 P ：0.035 铬 Cr：允许残余含量0.25、
