金属热处理

作者：陈素明, 杨平, 任树锋, 罗贤, 王文博

单位：1.中航西安飞机工业集团股份有限公司, 陕西 西安 710089;；2.西北工业大学 材料学院, 陕西 西安 710072

关键词：30CrMnSiNi2A钢,感应热处理,数值模拟,电源参数,线圈结构,温度场

利用Comsol软件对30CrMnSiNi2A钢的感应回火进行了模拟,利用控制变量法研究了感应加热过程中电源频率、电流以及线圈的结构和尺寸参数对工件内部温度均匀性的影响。结果表明,电流强度和电源频率越大,工件在感应加热过程中的升温速率越大,最终平衡温度越高,但其径向/轴向温差越大。线圈的匝数越多,工件的升温速率和径向/轴向温差越大,最终平衡温度越高。线圈半径的变化仅会对工件端部的升温速率产生影响,线圈半径越小,工件端部的升温速率越快,轴向温差越小。线圈截面外径和壁厚的变化对工件感应加热过程中的温度场没有影响。根据模拟结果的对比分析,提出了一种采用分段加热法与增设导磁体相结合的方法,对感应回火系统进行了优化。通过优化设计可使工件在感应加热过程中的径向温差基本消除,使轴向温差小于10 ℃。

来源：2023年第4期

《金属热处理》期刊编辑部

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