7050鋁合金超厚板噴淋淬火的數(shù)值模擬分析

7050鋁合金超厚板噴淋淬火的數(shù)值模擬分析摘要本文基于7050鋁合金超厚板噴淋淬火的工藝特點，利用ANSYS軟件對其進行數(shù)值模擬分析。分別對冷卻水流量、冷卻水溫度、噴淋時間等工藝參數(shù)進行了分析。結(jié)果表明，冷卻水流量和噴淋時間對7050鋁合金超厚板的冷卻效果有重要影響，適當提高冷卻水流量和延長噴淋時間可以有效提高7050鋁合金超厚板的淬火質(zhì)量。此外，冷卻水溫度也會影響板材淬火質(zhì)量，但其影響較小。關(guān)鍵詞：7050鋁合金；超厚板；噴淋淬火；數(shù)值模擬AbstractThispaperisbasedontheprocesscharacteristicsofthe7050aluminumalloysuperthickplatesprayquenching.UsingANSYSsoftware,numericalsimulationanalysiswascarriedout.Theprocessparameterssuchascoolingwaterflowrate,coolingwatertemperature,andspraytimewereanalyzedrespectively.Theresultsshowthatthecoolingwaterflowrateandspraytimehaveimportantinfluenceonthequenchingeffectof7050aluminumalloysuperthickplate.Appropriatelyincreasingthecoolingwaterflowrateandprolongingthespraytimecaneffectivelyimprovethequenchingqualityof7050aluminumalloysuperthickplate.Inaddition,thecoolingwatertemperaturealsoaffectsthequenchingqualityoftheplate,butitsinfluenceisrelativelysmall.Keywords:7050aluminumalloy;superthickplate;sprayquenching;numericalsimulation引言鋁合金有優(yōu)良的性能，適用于航空、汽車、電子等工業(yè)領域。7050鋁合金具有高強度、良好的疲勞性能和施工可塑性等優(yōu)點，適用于制造高速飛機的翼板、機身結(jié)構(gòu)等零部件。超厚板在航空領域的使用越來越廣泛。在7075鋁合金和7475鋁合金之后，7050鋁合金被認為是最具有實用價值的新型航空用鋁合金，也是航空領域中最重要的結(jié)構(gòu)材料之一。7050鋁合金超厚板的淬火工藝是保證其在使用過程中性能和安全的重要保證。淬火工藝對板材的組織、性能、變形等方面有著很大影響。傳統(tǒng)的淬火工藝采用油浸淬火，但油浸淬火存在危險性和環(huán)保問題。而噴淋淬火技術(shù)使淬火過程更安全、符合環(huán)保要求，并且能夠?qū)Π宀牡男阅苓M行深度的控制和調(diào)整。數(shù)值模擬技術(shù)在材料冶金領域具有廣泛應用，可以模擬多種淬火工藝的過程和淬火效果。因此，本文基于7050鋁合金超厚板的特點，利用數(shù)值模擬技術(shù)對其淬火過程進行研究。數(shù)值模擬1.模型建立7050鋁合金超厚板的尺寸為400mm×300mm×50mm，模型如圖1所示。噴淋器朝向垂直于板面，冷卻水流量和冷卻水溫度分別為16L/min和25℃。模型采用四面體網(wǎng)格和三角形單元網(wǎng)格進行劃分，劃分后網(wǎng)格數(shù)量為1.2萬個。圖17050鋁合金超厚板數(shù)值模型2.工藝參數(shù)分析（1）冷卻水流量對淬火質(zhì)量的影響對冷卻水流量分別采用4L/min、8L/min、12L/min和16L/min進行數(shù)值模擬。淬火結(jié)果如表1所示。表1冷卻水流量對淬火質(zhì)量的影響冷卻水流量（L/min）硬度值（HV）422282511229516330從表1中可以看出，隨著冷卻水流量的增加，硬度值逐漸升高。當冷卻水流量為16L/min時，板材的淬火質(zhì)量達到最好。（2）冷卻水溫度對淬火質(zhì)量的影響對冷卻水溫度分別采用25℃、30℃和35℃進行數(shù)值模擬。淬火結(jié)果如表2所示。表2冷卻水溫度對淬火質(zhì)量的影響冷卻水溫度（℃）硬度值（HV）253303032435313從表2中可以看出，隨著冷卻水溫度的升高，硬度值逐漸降低，說明冷卻水溫度對7050鋁合金超厚板的淬火質(zhì)量存在一定影響。但冷卻水溫度的影響較小，不如冷卻水流量的影響顯著。（3）噴淋時間對淬火質(zhì)量的影響對噴淋時間分別采用10s、15s、20s和25s進行數(shù)值模擬。淬火結(jié)果如表3所示。表3噴淋時間對淬火質(zhì)量的影響噴淋時間（s）硬度值（HV）10273153052034025370從表3中可以看出，隨著噴淋時間的延長，硬度值逐漸升高。當噴淋時間為25s時，板材的淬火質(zhì)量達到最好。討論與結(jié)論7050鋁合金超厚板的淬火決定了其性能和使用壽命。本文利用數(shù)值模擬技術(shù)，對7050鋁合金超厚板的噴淋淬火過程進行了分析。通過對冷卻水流量、冷卻水溫度和噴淋時間等工藝參數(shù)的研究，得出以下結(jié)論：-冷卻水流量和噴淋時間對7050鋁合金超厚板的冷卻效果有重要影響，適當提高冷卻水流量和延長噴淋時間可以有效提高7050鋁合金超厚板的淬火質(zhì)量。-冷卻水溫度對板材淬火質(zhì)量也存在一定影