深冷处理温度场和组织场的有限元模拟与实验验证

摘要

结合低温材料参数以及液氮浴沸腾换热系数,基于金属-热-力耦合理论建立深冷处理数值分析模型,再现新型冷作模具钢Cr8Mo2SiV（SDC99）的深冷处理过程。同时,通过设计深冷处理温度快速测量装置验证模拟结果的准确性。结果表明,深冷处理过程中试样心表温差和冷却速度的差异较大。这种温度和冷却速度的剧烈变化主要集中于从试件表面至心部的1/3厚度内。经过深冷处理后,试样内残余奥氏体将继续向马氏体转变,其最终体积分数减小为2.3%。模拟结果与实验结果非常吻合,这表明采用的数值分析方法能准确地捕捉试件在深冷处理过程中温度场和组织场的变化规律,能为深冷处理工艺的合理制定提供理论依据和借鉴。