锅炉管高频熔覆中感应加热机理及实验研究

摘要

高频熔覆技术近年来在国内外逐渐受到关注，成为表面工程技术研究领域的一个新的方向。作为一门新型的技术，该技术尚处在发展初期，许多基础理论和技术问题需要进行深入地研究，如感应加热机理研究、高频熔覆工艺及设备开发、高频熔覆中温度场检测控制等，这些问题在很大程度上限制了高频熔覆技术的推广应用。
　　本文针对锅炉管高频熔覆开展了研究，详细说明了锅炉管高频熔覆原理，并采用高频熔覆系统设备进行了实验研究，主要做了如下研究工作:
　　1)基于感应加热原理和傅里叶导热定律，建立了锅炉管感应加热数理模型;采用有限元分析方法对高频熔覆中锅炉管壁温度场进行了分析，研究了感应加热电源频率、熔覆电流、预置合金层厚度等工艺参数变化对高频熔覆效率和管壁热影响区深度和宽度的影响。
　　2)采用高频熔覆系统开展不同工艺参数下的锅炉管预置粉末式高频熔覆实验，该熔覆系统由高频感应加热电源、简易机床、水冷设备、变压器和熔覆工作头等组成。
　　3)采用电子显微镜和冷场发射电子显微镜分析了高频熔覆试件的显微组织和成分，并对试样的硬度进行了测试分析。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 锅炉管高频感应熔覆

1．1．1 熔覆处理技术

1．1．2 锅炉管高频熔覆技术

1．1．3 锅炉管高频熔覆研究意义

1．2 国内外研究现状

1．3 课题来源和主要研究内容

1．3．1 课题来源

1．3．2 主要研究内容

第二章 高频感应加热机理

2．1 感应加热基础知识

2．1．1 电磁感应与电磁感应定律

2．1．2 毕奥—萨法尔定律

2．1．3 趋肤效应和透入深度

2．2 锅炉管高频感应加热数理模型

2．2．1 锅炉管瞬态感应加热数理模型

2．2．2 热传导偏微分方程理论

2．2．3 稳态加热数理模型

2．3 小结

第三章 锅炉管高频熔覆温度场数值模拟与研究

3．1 数值计算

3．2 数值模拟计算结果与分析

3．2．1 锅炉管高频熔覆中温度场分析

3．2．2 高频熔覆频率的影响

3．2．3 高频熔覆电流的影响

3．2．4 合金层厚度的影响

3．3 小结

第四章 锅炉管高频感应熔覆设备系统

4．1 锅炉管高频熔覆系统结构

4．2 高频感应加热电源

4．3 高频熔覆控制系统

4．4 小结

第五章 锅炉管高频熔覆实验研究

5．1 材料预处理

5．1．1 实验材料

5．1．2 基体材料预处理

5．2 锅炉管高频熔覆实验

5．2．1 高频熔覆实验装置

5．2．2 实验结果

5．3 试样组织测试分析

5．3．1 金相试样制备

5．3．2 熔覆层显微组织测试分析

5．3．3 熔覆层和基体成分测试分析

5．3．4 试样硬度测试分析

5．4 小结

第六章 结论及进一步发展方向

参考文献

发表论文和参加科研情况

致谢