金属热处理

作者：徐戎, 李落星

单位：1.湖南文理学院 机械工程学院, 湖南 常德 415000;；2.湖南大学 机械与运载工程学院, 湖南 长沙 410082

关键词：风冷淬火,界面换热,淬火初始温度,表面介质流量密度,表面粗糙度

基金：湖南省教育厅科研项目(20B406);湖南省自然科学基金(2018JJ2274);湖南省高等学校省特色学科(湘教通〔2018〕469);湖南省高等学校科技创新团队(湘教通[2019]379

通过一系列风冷淬火试验,研究了气体高速冲击金属热表面的换热过程,采用反传热法对界面热流密度 (q) 和界面传热系数 (h)进行了求解,探究了试样的表面粗糙度和淬火初始温度、试样表面的冷却介质流量密度对换热过程的影响。结果表明:试样淬火初始温度对风冷淬火界面换热有显著影响,当其从470 ℃增大到520 ℃时,q 和h的最大值增大约50%,淬火表面温度下降到200 ℃的平均冷却速率增大约43%。随试样表面介质流量密度增大,界面热交换呈现出先增大后减小的趋势,即存在一个与最高界面换热效率对应的临界试样表面介质流量密度,且喷射角度越接近90°,该临界值越小。随试样表面粗糙度增大,界面换热不断减小,这可能归因于越粗糙的表面对边界层内流体的钉扎作用越明显,越不利于提高界面换热效率。此外,在250~380 ℃区间,界面换热系数随表面温度变化曲线普遍存在一个凹陷区域,这可能与铝合金淬火冷却过程中二次相的析出有关。

来源：2021年第12期

《金属热处理》期刊编辑部

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