真空高压气淬炉中淬火气体压力 流速和类型对工件冷却性能影响的数值模拟

（张志军 供稿）电话：024- 83683447联系方式：E- HYPERLINK "mailto:xch1940@126.com"mail:xch1940@126 . com《真空设备选型与采购指南

6 期 4 8 第 卷 第 Vol.48,No. 6 真空 V A C U U M 2 0 1 1 1 1 年 月 Nov. 2 0 1 1 真 空 高 压 气 淬 炉 中 淬 火 气 体 压 流 速 和 类 型 对 工 件 力 、 * 冷却性能影响的数值模 拟 , 王志尚晓 坚 峰 6 1 1 0 1 3 ） （ ， 沈阳航空航天大学机电工程学院辽沈 宁阳 F UN L ET 进 摘口 、 ： ， ， 要 本 文 运 软 件 通 过 大 量 的 计 算 机 模 拟 研 究 了 真 空 高 压 气 淬 炉 中 淬 火 气 体 压 用 力 P P P P M M M M a a 0 . 0 . 1 . a 1 . a 速 气 体 类 型 对 工 件 冷 却 性 能 的 影 通 过 对 比 氮 气 度 响 在 、 、 、 。 45605 淬火 和压 P M 0 . a 。 6 ， ， 力下工件的冷却速度量化了淬 火压力对工件冷却速度的影响程氮气下将气体速度 度在由 / / m m s s 2 7 3 . % ， ， 工 件 冷 却 速 度 提 但 风 机 功 率 增 倍 高 加 。 40604 增 由于气体体积流量一定的情况下， 至 ， 淬火气体比热和密度的协同影响了换热系数的大小通过计算机模拟了四种淬火气体氢氦氮气 气 和 气 、、 >> 气氦 氢 ， ， ： 氩 气 对 工 件 冷 却 速 度 的 影 响 得 出 在 相 同 气 体 压 力 和 流 量 下 四 种 气 体 的 冷 却 能 力 是 氮 气 > ；，， 氩气在消耗相同的风机功率下密度小比热大的气体冷却能力高四种气 气 体的冷却能力依次是氢 >>> 氦氮氩 气 气气气 。 ：； ；； 关键词真空高压气淬温度场流场冷却速度 G T 1 5 5 . ： 中 图 分 类 号 1 A ： 文献标示码 1 2 - - - 1 0 0 2 0 3 2 2 0 1 0 6 0 0 7 6 （ ） ： 文 章 编 号 05 l Numericalsimuationoftheofandtypeofquenchinggason e p r e s s u r , s p e e d e f f e c t s t h e l cooinginvacuumgasquenching h - e e e p r e s s u r f u r n a c e w o r k p i e c p e r f o r m a n c h i g A WNG,feng A - - S H N G X i a o Z h i j i a n l ( S c h o o l M e c h a n i c a of g S h e n y a n g ) S h e n y a n g A e r o s p a c e y , 1 1 0 1 3 6 C h i n a E n g i n e e r i n U n i v e r s i t andElectrical,, ii ,nlettypethenthe i i f i l o s p e e d a n d g a s q u e n c h n g g a s s s u r e c o o n n g p e r o r m a n c e p r e w o r k p e c e A t t r a c b s f f E e c t s o f : the i s g a v a c u u m h g h p r e s s u r e i bynumberwththe i i f i i i f t l s o o a l a r g e c o q u e n c h n g u r n a c e w a s s t u d e d n a t w a o f r e m p u t a s m u l a t o n i i i f f i i i r l s o o r a t e s c o c o m p a n g o f 6 M P a d e r e n t n t r o g e n q u e n c h n g p r e s s u r e o f 4 5 M P a w o r k p e c e T n 0 . 0 . F L U E N .Bytheunder,, if 0MPa,thenluencetherate.Whenthe i i i i l o w a s o c o d e g r e e o f q u e n c h n g p r e s s u r e o n n g n e a n d 5 M P a b t a w o r k p e c e 1 . 1 . d if thenletromto,therateby, i i i i l s s s e a o w a s s p e e d q u e n c h n g p r e s s u r e w a s c o v e n g 6 M P a a n d m p r o n c r e 4 0 m 6 0 m 0 . d d 2 7 % / / i i i i f f i f f f i t s s e a s p e m e g a s v o l u m n l o w w a s c e a n p o w e r h e a t a n d d e n s t y a e c t e d n c r e r t a c d 3 . n c butthe4.Whenthe,boththethe i i i f f f i f i i i f f i t l l e e o g e c o c o n a h e n g h e a t t r a n s e r e e c t s o f n t r o g e n a n d a r g o n o u r q u e m p u t a u m s m u l a t o n o f h y d r o n n t n c h c .Bythe,, i i i i f i f l l s s o e o g a s e s o n w o s a m e p r e s s u r e a n d c o c e w e k n e w w c o n g n g c a p a c t y o f o u r g a s e s o f l o r k p therate,thatunderthe,the i i i i f i i f i i i l l - - s s a g e g e a o o g s p e m e c o w h e w h e n n g r g a n p o w e r u m c a p a c t y o f d e n s t y a n d h y d r o t r o c n n n h l o > > > n h c ,butthethe,the i i i i i f i i l l s s g o g e g e a o h e a t g a s c o h e n g c a p a c t y o f o u r g a s e s h e a n d r g u m h y d r o t r o n n n > > > r h n ,the. w i l i l l i e e a c i e s s a e c i t e e a t a c t v g g f f o o m g o r s e u u m h h - p r u r e s q u n h n ; p r u r e r d d n g d l fo Key:;w; ， 工件冷却速度的因素很多 影响高压气淬 主 十世纪七八十年代国外研究较多的问题如何 使 。 高压 气淬炉的能力发挥到最高而制造和操作的 要 有 炉 子 参 数 如 淬 火 气 体 压 力 、 淬火气体类 型 、 成本又最低是众所关注的本文通过计算机模拟 。 气体流气体流动 型式和换热器换热能力等， 速 、 ， 工 计算研究淬火气体压力流速和 类型在气淬 、 还要受到装炉时工件 的装炉工件截面尺寸和 量 、 ， ， 达 艺中的重要性掌握各参量的影响 程度从而 工件摆放方式等的影响其中对冷却速度影响最 。 ， 到优化淬火的工艺参 数使炉子设计改进到使用 ， 为显著的因素是淬火 气体的压力和流速也是二 31 - - 2 0 1 1 0 8 ： 收 稿 日 期 1 9 7 4 - （ 坚 ： 作 者 简 介 王 志 ） ，，，， 女河南省安阳市人博士副教 授 。 F * 2 6 4 - 1 1 - （ 目 ： 基 金 项 目 沈 阳 市 科 技 计 划 项 6 5 ） ； 沈阳航空航天大学博士启动基 金 。