| 摘要 | 第6-8页 |
| ABSTRACT | 第8-10页 |
| 目录 | 第11-16页 |
| 第1章 绪论 | 第16-32页 |
| 1.1 前言 | 第16-17页 |
| 1.1.1 国外中厚板热处理行业现状 | 第16页 |
| 1.1.2 国内中厚板热处理行业现状及存在问题 | 第16-17页 |
| 1.2 中厚板淬火设备及工艺技术的发展 | 第17-25页 |
| 1.2.1 中厚板淬火设备的发展 | 第17-20页 |
| 1.2.1.1 国外辊式淬火机介绍 | 第18-19页 |
| 1.2.1.2 国内辊式淬火机的发展 | 第19-20页 |
| 1.2.2 中厚板淬火工艺技术的发展 | 第20-25页 |
| 1.2.2.1 冷却介质和冷却方式的发展 | 第20-22页 |
| 1.2.2.2 淬火工艺自动化的发展 | 第22-25页 |
| 1.2.2.3 淬火过程数值模拟的发展 | 第25页 |
| 1.3 中厚板淬火技术存在的问题 | 第25-28页 |
| 1.3.1 淬火过程自动控制 | 第26页 |
| 1.3.2 淬火过程数学模型精度 | 第26-27页 |
| 1.3.2.1 与温度有关的非线性参数计算 | 第26-27页 |
| 1.3.2.2 淬火过程参数测量 | 第27页 |
| 1.3.3 淬火机喷水系统精确控制 | 第27-28页 |
| 1.3.4 淬火过程模拟 | 第28页 |
| 1.4 本文研究的背景、目的及主要内容 | 第28-32页 |
| 1.4.1 本文研究背景及目的 | 第28-29页 |
| 1.4.2 本文研究主要内容 | 第29-32页 |
| 第2章 以射流冲击换热为主的水冷模型的建立 | 第32-77页 |
| 2.1 高效喷水系统喷水规律及参数计算 | 第32-44页 |
| 2.1.1 辊式淬火机基本喷水规律 | 第32-33页 |
| 2.1.2 淬火机供水模型的建立 | 第33-41页 |
| 2.1.2.1 供水管路水力模型 | 第33-39页 |
| 2.1.2.2 供水管路水锤现象分析 | 第39-41页 |
| 2.1.3 水元法计算射流出流参数 | 第41-44页 |
| 2.2 冲击射流强化换热机理 | 第44-46页 |
| 2.3 冲击射流传热特性 | 第46-52页 |
| 2.3.1 Re及Pr计算 | 第46-47页 |
| 2.3.2 Nu计算及射流换热特性分析 | 第47-52页 |
| 2.4 射流冲击综合换热系数模型的建立 | 第52-57页 |
| 2.4.1 基于Nu分布的局部换热系数建模 | 第52页 |
| 2.4.2 基于反传热法的综合换热系数建模 | 第52-57页 |
| 2.4.2.1 淬火机各冷却段温降测定 | 第53页 |
| 2.4.2.2 综合换热系数影响因素分析 | 第53-56页 |
| 2.4.2.3 综合换热系数模型最终形式 | 第56-57页 |
| 2.5 射流冲击换热模型的建立 | 第57-62页 |
| 2.5.1 导热方程及边界条件 | 第57页 |
| 2.5.2 有限元模型与求解方法 | 第57-60页 |
| 2.5.2.1 二维有限单元模型 | 第58-59页 |
| 2.5.2.2 有限单元网格划分 | 第59页 |
| 2.5.2.3 时间步长确定 | 第59-60页 |
| 2.5.3 相变潜热处理 | 第60-62页 |
| 2.5.4 水冷冷却策略的制定 | 第62页 |
| 2.6 模型计算精度影响因素研究 | 第62-73页 |
| 2.6.1 氧化铁皮对钢板表面换热的影响 | 第63-66页 |
| 2.6.2 热物性参数模型的建立 | 第66-73页 |
| 2.6.2.1 钢种分类 | 第66-67页 |
| 2.6.2.2 热物性参数计算模型的建立 | 第67-73页 |
| 2.7 射流冲击换热模型的应用 | 第73-76页 |
| 2.7.1 模型实验室验证 | 第73-74页 |
| 2.7.2 现场测试验证 | 第74页 |
| 2.7.3 生产现场应用情况 | 第74-76页 |
| 2.8 本章小结 | 第76-77页 |
| 第3章 汽雾冷却两相参数计算及换热模型建立 | 第77-97页 |
| 3.1 汽雾冷却系统概述 | 第77-78页 |
| 3.2 气液两相流耦合计算模型 | 第78-88页 |
| 3.2.1 气相分布规律及参数计算 | 第78-82页 |
| 3.2.1.1 气体管内流动基本规律 | 第78-79页 |
| 3.2.1.2 管内流速变化影响因素 | 第79-80页 |
| 3.2.1.3 供气管路压力计算 | 第80-81页 |
| 3.2.1.4 喷嘴气体出流计算 | 第81-82页 |
| 3.2.2 液相参数计算关联式 | 第82-83页 |
| 3.2.3 气液两相耦合计算 | 第83-88页 |
| 3.2.3.1 喷射角影响因素分析及计算模型建立 | 第83-85页 |
| 3.2.3.2 二级参数计算模型 | 第85-88页 |
| 3.3 基于大容器膜态沸腾的汽雾冷却换热机理研究 | 第88-90页 |
| 3.4 汽雾冷却综合换热系数模型建立 | 第90-93页 |
| 3.4.1 钢板表面气液膜厚度计算 | 第90页 |
| 3.4.2 汽雾冷却综合换热系数理论修正计算 | 第90-91页 |
| 3.4.3 汽雾冷却综合换热系数分布规律 | 第91-93页 |
| 3.5 汽雾冷却温降模型的建立 | 第93-96页 |
| 3.5.1 汽雾冷却策略 | 第94页 |
| 3.5.2 汽雾冷却温降模型的应用 | 第94-96页 |
| 3.6 本章小结 | 第96-97页 |
| 第4章 空冷室强制风冷换热模型及空冷温度模型的建立 | 第97-125页 |
| 4.1 强制风冷技术简介 | 第97-100页 |
| 4.1.1 气体射流冲击技术概述 | 第97-98页 |
| 4.1.2 空冷室强制风冷系统概述 | 第98-100页 |
| 4.2 空冷室高速射流供风系统参数计算 | 第100-105页 |
| 4.2.1 强制风冷过程离散化分析 | 第100-101页 |
| 4.2.2 供风参数初始化计算 | 第101-103页 |
| 4.2.3 气体喷射温度计算 | 第103-105页 |
| 4.3 气体射流冲击换热系数的研究 | 第105-112页 |
| 4.3.1 Nu分布规律及对流换热系数理论计算 | 第105-110页 |
| 4.3.1.1 单喷嘴射流冲击换热实验结果及分析 | 第106-108页 |
| 4.3.1.2 多喷嘴射流冲击换热研究 | 第108-110页 |
| 4.3.2 集总参数法计算对流换热系数 | 第110-112页 |
| 4.3.2.1 集总参数法适用条件 | 第110-111页 |
| 4.3.2.2 对流换热系数经验模型的建立 | 第111页 |
| 4.3.2.3 变量处理 | 第111-112页 |
| 4.4 空冷室强制风冷换热模型的建立及应用 | 第112-116页 |
| 4.4.1 换热模型的建立 | 第112-113页 |
| 4.4.2 换热模型应用情况 | 第113-116页 |
| 4.5 空冷过程传热方式及传热特性 | 第116-121页 |
| 4.5.1 非接触空冷温降模型 | 第116-117页 |
| 4.5.2 对流换热系数计算方法 | 第117-119页 |
| 4.5.2.1 辐射换热系数替代法 | 第117页 |
| 4.5.2.2 热边界层法 | 第117-119页 |
| 4.5.3 辐射及对流换热影响因子 | 第119-120页 |
| 4.5.4 基于半无限体非稳态导热的接触空冷温降模型 | 第120-121页 |
| 4.6 空冷温降模型的应用 | 第121-124页 |
| 4.6.1 汽雾冷却前空冷温降计算 | 第121-122页 |
| 4.6.2 亚共析钢淬前空冷参数计算 | 第122-124页 |
| 4.6.2.1 模型的建立 | 第122-123页 |
| 4.6.2.2 模型验证及应用 | 第123-124页 |
| 4.7 本章小结 | 第124-125页 |
| 第5章 典型钢种淬透层深度预测及固溶处理性能研究 | 第125-147页 |
| 5.1 中厚板淬透层深度定义 | 第125-126页 |
| 5.2 中低碳钢淬火过程组织演变规律 | 第126-127页 |
| 5.3 基于修正GROSSMANN法的中低碳钢淬透性预测模型 | 第127-132页 |
| 5.3.1 淬透性预测模型的建立 | 第127-131页 |
| 5.3.1.1 原始模型描述 | 第127页 |
| 5.3.1.2 基本临界直径的修正 | 第127页 |
| 5.3.1.3 单一合金元素的影响 | 第127-129页 |
| 5.3.1.4 合金元素交互作用影响 | 第129-131页 |
| 5.3.2 淬透性预测模型的验证 | 第131-132页 |
| 5.4 淬火临界冷却速率模型 | 第132-138页 |
| 5.4.1 基于CCT曲线的冷却速率计算 | 第133-134页 |
| 5.4.1.1 修正Maynier法 | 第133-134页 |
| 5.4.1.2 Eldis法 | 第134页 |
| 5.4.2 等温曲线法 | 第134-136页 |
| 5.4.3 临界冷却速率计算模型验证 | 第136-138页 |
| 5.5 辊式淬火机淬后淬透层深度计算 | 第138-140页 |
| 5.6 奥氏体不锈钢固溶处理性能影响因素研究 | 第140-145页 |
| 5.6.1 碳化物析出影响因素 | 第140-142页 |
| 5.6.1.1 化学成分对碳化物析出的影响 | 第140页 |
| 5.6.1.2 临界冷速对碳化物析出的影响 | 第140-142页 |
| 5.6.2 奥氏体不锈钢固溶处理对晶间腐蚀的影响 | 第142-145页 |
| 5.6.2.1 奥氏体不锈钢晶间腐蚀机理及合金元素的影响 | 第142-143页 |
| 5.6.2.2 加热温度及加热时间对晶间腐蚀的影响 | 第143-144页 |
| 5.6.2.3 冷却速率对晶间腐蚀的影响 | 第144-145页 |
| 5.7 本章小结 | 第145-147页 |
| 第6章 中厚板辊式淬火机自动控制系统的建立 | 第147-174页 |
| 6.1 淬火机控制系统的构成 | 第147页 |
| 6.2 基于FUZZY-PID的淬火机喷水精确控制 | 第147-157页 |
| 6.2.1 淬火机PLC系统功能概述 | 第147-148页 |
| 6.2.2 现有系统传递函数计算 | 第148-150页 |
| 6.2.3 淬火机水量Fuzzy-PID控制 | 第150-157页 |
| 6.2.3.1 水量PID控制算法 | 第150-152页 |
| 6.2.3.2 水量模糊控制策略 | 第152-157页 |
| 6.3 自动淬火功能的实现 | 第157-168页 |
| 6.3.1 数据传递及功能触发的自动实现 | 第157-165页 |
| 6.3.1.1 淬火机自动通讯功能 | 第157-161页 |
| 6.3.1.2 淬火机精确跟踪功能 | 第161-165页 |
| 6.3.2 数据存取与自动收发功能的实现 | 第165-168页 |
| 6.4 淬火机过程控制系统的设计与实现 | 第168-173页 |
| 6.4.1 过程控制系统概述 | 第168页 |
| 6.4.2 过程控制系统结构 | 第168-171页 |
| 6.4.2.1 各模块函数构成 | 第169-170页 |
| 6.4.2.2 系统层次及功能分配 | 第170-171页 |
| 6.4.3 过程控制系统功能设计及实现 | 第171-173页 |
| 6.4.3.1 规程设定计算及在线修正功能 | 第171-172页 |
| 6.4.3.2 过程控制系统自学习 | 第172-173页 |
| 6.5 本章小结 | 第173-174页 |
| 第7章 中厚板辊式淬火机模型及控制系统应用 | 第174-185页 |
| 7.1 RAL中厚板辊式淬火机设备技术参数 | 第175-176页 |
| 7.2 模型及控制系统实际使用效果 | 第176-183页 |
| 7.2.1 模型及控制系统考核结果 | 第176页 |
| 7.2.2 淬后钢板板型控制效果 | 第176-178页 |
| 7.2.3 淬火过程钢板温度控制效果 | 第178-180页 |
| 7.2.3.1 温度均匀性控制效果 | 第178-179页 |
| 7.2.3.2 温度模型计算精度 | 第179-180页 |
| 7.2.4 钢板淬后组织性能控制效果 | 第180-183页 |
| 7.2.4.1 性能测试结果 | 第180-182页 |
| 7.2.4.2 组织分析 | 第182-183页 |
| 7.3 中厚板辊式淬火机过程控制系统界面 | 第183-184页 |
| 7.4 本章小结 | 第184-185页 |
| 第8章 结论 | 第185-187页 |
| 参考文献 | 第187-195页 |
| 附图及附表 | 第195-202页 |
| 致谢 | 第202-203页 |
| 攻读博士学位期间完成的工作 | 第203-205页 |
| 作者从事科学研究和学习经历的简介 | 第205页 |
