文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
低压转子加热过程模拟及工艺优化
姓名:雷雪
申请学位级别:硕士
专业:材料科学与工程
指导教师:顾剑锋
20090201
上海交通大学硕士论文摘要

低压转子加热过程模拟及工艺优化

摘要
随着计算机技术的迅速发展,热处理过程的计算机模拟越来越受到
人们的重视,已经成为当前热处理过程研究和工艺设计中必不可少的重
要部分。大锻件作为重要的装备零件,其质量和性能的要求越来越高。
为满足需要,必须提高大锻件的热处理质量。由于大锻件的尺寸结构原
因,传统以经验、定性方式制订热处理工艺过程已不能很好的满足需求。
为节省人力物力财力,热处理的数值模拟作为一种新的工艺预测和制订
方式出现在人们的眼前。对于大锻件,热处理过程的模拟对提高工件性
能,降低变形和开裂倾向有着重要的意义。
本文在充分考虑加热过程中瞬态问题、相变潜热问题、热物性参数
与温度的关系以及温度场、组织场相互作用的情况下,运用
有限元软件建立加热过程的有限元计算模型,并根据淬火温度组织要求,
设定了工艺优化原则,并对原有工艺进行的模拟分析。通过改变加热工
艺中的升温速度、中间保温温度和保温时间等工艺参数,对不同尺寸的
30Cr2Ni4MoV 低压转子进行工艺优化。
借助于计算机模拟,本文分析了阶梯加热过程中各工艺参数对加热
过程中组织转变、均温情况和热应力大小的影响。结果表明:阶梯加热
过程中的第一次升温速度能有效降低低压转子加热过程中产生的第一次
最大温差和弹性状态下的最大热应力;中间保温温度的降低能降低第一
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上海交通大学硕士论文摘要

次最大温差和最大热应力,但效果不甚明显;但其升高能有效降低第二
次最大温差,减小表心部开始奥氏体化的时间间隔;第二次升温阶段的
升温速度的增加会降低表面奥氏体化的时间,但对心部奥氏体化时间影
响很小,同时会增加低压转子的均温时间。
根据模拟获得的各工艺参数对加热过程的影响,本文分别对φ1768 mm
和φ2826 mm 低压转子进行了加热工艺优化。优化后的工艺,总加热时间
上分别增加了和 60 小时,能保证加热结束时转子表心部温差不超过
10℃,基本达到均温转子全部奥氏体化,并有效降低了加热过程中产生
的最大热应力值。
关键词:低压转子加热工艺工艺优化数值模拟
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上海交通大学硕士论文 Abstract
Simulation and optimization of LP rotor heating process

Abstract
With the rapid development puter technology, heat treatment
computer simulation is receiving increasing attention, and has e an
essential part in the process study and design of current heat treatment
technology. As important equipment parts, the demand of large forgings’
quality and performance are increasingly higher. To meet the needs, the heat
treatment process of large forgings, a method to improve the forges
performance, has to be improved. It is difficult to make out the proper heat
treatment process by traditional empirical and qualitative method for the large
forgings. So, in order to save resources, heat treatment simulation technology
has appeared as a new solution way. For large forgings, heat treatment process
is of great significance in improving the workpiece performance and reducing
the deformation and crackin