清潔熱處理
關注創建者：化工設備人 創建時間：2022-09-05
清潔熱處理的視頻教程
熱傳導模擬教程（涉及固體傳熱、對流換熱、輻射換熱設置以及后處理操作）
該算例是針對前面熱傳導模擬算例中，有部分學員提出關于一些設置為何需要那么設置的講解，該算例以一個簡單立方體模型進行講解。該模擬中考考慮了固體換熱、輻射換熱、空氣自然對流換熱等。在該視頻中詳細講解了從前處理的每一步操作設置，以及后處理的相關操作方法，并附帶有相關的講解。通過該案例，將有助于ABAQUS軟件學習者掌握傳熱模擬的基本設置。
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建模+后處理：ABAQUS基于CEL算法的熱流固耦合金屬板（JC本構）高速摩擦生熱模型
使用ABAQUS有限元模型，利用CEL的熱力流固耦合技術模擬了，兩倍音速下部件的摩擦生熱分析，模型分為兩個分析步，首先是轉盤高速旋轉發生損傷現象，其次是旋轉逐漸停止階段，可用于分析材料損傷、溫度傳遞、應力分析等。
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清潔熱處理的實例教程
清潔熱處理
熱處理生產形成的廢水、廢氣、廢鹽、粉塵、噪聲及電磁輻射等均會對環境造成污染。解決熱處理的環境污染問題，實行清潔熱處理（或稱綠色環保熱處理）是發達國家熱處理技術發展的方向之一。為減少SO2、CO、CO2、粉塵及煤渣的排放，已基本杜絕使用煤作燃料，重油的使用量也越來越少，改用輕油的居多，天然氣仍然是最理想的燃料。
燃燒爐的廢熱利用已達到很高的程度，燃燒器結構的優化和空-燃比的嚴格控制保證了合理燃燒的前提下，使NOX和CO降低到最低限度；使用氣體滲碳、碳氮共滲及真空熱處理技術替代鹽浴處理以減少廢鹽及含CN-有毒物對水源的污染；采用水溶性合成淬火油代替部分淬火油，采用生物可降解植物油代替部分礦物油以減少油污染。
精密熱處理
精密熱處理有兩方面的含義：一方面是根據零件的使用要求、材料、結構尺寸，利用物理冶金知識及先進的計算機模擬和檢測技術，優化工藝參數，達到所需的性能或最大限度地發揮材料的潛力；另一方面是充分保證優化工藝的穩定性，實現產品質量分散度很小（或為零）及熱處理畸變為零。
節能熱處理
科學的生產和能源管理是能源有效利用的最有潛力的因素，建立專業熱處理廠以保證滿負荷生產、充分發揮設備能力是科學管理的選擇。在熱處理能源結構方面，優先選擇一次能源；充分利用廢熱、余熱；采用耗能低、周期短的工藝代替周期長、耗能大的工藝等。
少無氧化熱處理
由采用保護氣氛加熱替代氧化氣氛加熱到精確控制碳勢、氮勢的可控氣氛加熱，熱處理后零件的性能得到提高，熱處理缺陷如脫碳、裂紋等大大減少，熱處理后的精加工留量減少，提高了材料的利用率和機加工效率。真空加熱氣淬、真空或低壓滲碳、滲氮、氮碳共滲及滲硼等可明顯改善質量、減少畸變、提高壽命。
展開 熱處理發展歷程
(1)清潔熱處理
熱處理生產形成的廢水、廢氣、廢鹽、粉塵、噪聲及電磁輻射等均會對環境造成污染。解決熱處理的環境污染問題，實行清潔熱處理(或稱綠色環保熱處理)是發達國家熱處理技術發展的方向之一。為減少SO2、CO、CO2、粉塵及煤渣的排放，已基本杜絕使用煤作燃料，重油的使用量也越來越少，改用輕油的居多，天然氣仍然是最理想的燃料。
燃燒爐的廢熱利用已達到很高的程度，燃燒器結構的優化和空—燃比的嚴格控制保證了合理燃燒的前提下，使NOX和CO降低到最低限度；使用氣體滲碳、碳氮共滲及真空熱處理技術替代鹽浴處理以減少廢鹽及含CN-有毒物對水源的污染；采用水溶性合成淬火油代替部分淬火油，采用生物可降解植物油代替部分礦物油以減少油污染。
(2)精密熱處理
精密熱處理有兩方面的含義：一方面是根據零件的使用要求、材料、結構尺寸，利用物理冶金知識及先進的計算機模擬和檢測技術，優化工藝參數，達到所需的性能或最大限度地發揮材料的潛力；另一方面是充分保證優化工藝的穩定性，實現產品質量分散度很小(或為零)及熱處理畸變為零。
(3)節能熱處理
科學的生產和能源管理是能源有效利用的最有潛力的因素，建立專業熱處理廠以保證滿負荷生產、充分發揮設備能力是科學管理的選擇。在熱處理能源結構方面，優先選擇一次能源；充分利用廢熱、余熱；采用耗能低、周期短的工藝代替周期長、耗能大的工藝等。
(4)少無氧化熱處理
由采用保護氣氛加熱替代氧化氣氛加熱到精確控制碳勢、氮勢的可控氣氛加熱，熱處理后零件的性能得到提高，熱處理缺陷如脫碳、裂紋等大大減少，熱處理后的精加工留量減少，提高了材料的利用率和機加工效率。真空加熱氣淬、真空或低壓滲碳、滲氮、氮碳共滲及滲硼等可明顯改善質量、減少畸變、提高壽命。
展開 惡劣的天氣會影響人體的熱舒適性，導致中暑、皮膚損傷，甚至死亡。雖然已開發出各種主動熱管理系統，如空調等能源密集型產品，但其不方便便攜式使用。因此，開發被動式高性能熱管理紡織品尤為重要，它既能提高個人的熱舒適度，又能滿足節能減排的需求。
02
成果掠影
近期，東南大學趙東亮教授團隊制備了一種具有改進的隔熱和輻射熱管理功能的分層納米纖維(HNF)紡織品，用于在高溫下有效的個人熱管理。該紡織品由輻射冷卻層、中間保溫層和輻射加熱層組成，其中多孔木質纖維素氣凝膠膜(LCAM)作為中間層，導熱系數低(0.0366 W/(m·K))，在寒冷天氣下保證較少的熱量損失，在炎熱天氣下阻擋外界熱量。聚二甲基硅氧烷(PDMS)的引入提高了大氣窗口輻射冷卻層的熱輻射率(90.4%)，并賦予其完美的自清潔性能。戶外測試表明，HNF紡織品在炎熱環境下比白棉可實現降溫7.2℃，在寒冷環境下比黑棉保暖高達12.2℃。相關研究成果以“A Hierarchically Nanofibrous Self-Cleaning Textile for Efficient Personal Thermal Management in Severe Hot and Cold Environments”為題發表于《ACS Nano》。
展開 二氧化釩（VO2）是一種具有熱致相變特性的過渡金屬氧化物，在68℃附近可發生由金屬態到半導體態的可逆相變，同時伴隨著光學、電學等性質的突變，因而在智能窗、激光防護膜、信息存儲、溫度傳感器以及光轉換器件等諸多領域存在應用價值。近年來，節能技術受到越來越多的關注，因而VO2薄膜作為一種無需消耗其它能量，僅根據溫度變化就可控制太陽光透過率的智能窗鍍膜材料，成為領域內的研究熱點。從實際應用角度講，智能窗用VO2薄膜還存在一系列問題，主要有薄膜可見光透過率較低、太陽能調節率不理想、本征的棕黃色在實際使用過程中視覺效果較差等。
針對VO2熱致變色薄膜存在的問題，中國科學院理化技術研究所微納材料與技術研究中心設計并制備了一種可高效精準控制合成的SiO2/TiO2/VO2三層空心納米球（TLHNs）和基于TLHNs的多功能涂層。其中內層氧化硅具有良好的減反性能，中層的氧化鈦具有光催化自清潔的性能，最外層的氧化釩具有良好的熱致變色效果。TLHNs涂層的低溫積分透光率為74%，太陽能調控效率為12%，在同類型多功能薄膜中為性能最優。此外，研究人員還提出了一種巧妙的計算模型，可以快速獲得復雜納米粒子組裝涂層的有效折射率(neff)。計算和實驗結果表明，相較致密平整的VO2涂層，該工作提出的三層空心結構能夠顯著降低涂層在可見光區域的折射率（600 nm處由2.25降低至1.33）和反射率（平均反射率由22.3％降低至5.3％）。
(a) VO2和SiO2/TiO2/VO2 TLNHs涂層的高低溫透光率曲線，(b)/(c) TLNHs涂層的節能效果測試圖
這項工作為制備同時具有減反增透、自清潔和熱致變色三功能的復合涂層提供了新思路。
展開 3) 4Cr3Mo2W4VTiNb (GR)鋼:該鋼是在鎢鑰系熱作模具鋼中加人少量妮，而獲得高回火穩定性和高的熱強性。其耐熱疲勞性、熱穩定性、耐磨性及高溫強度明顯高于3Cr2W8V鋼。該鋼經1160一1200℃油淬，630一600℃回火2次，每次lh的處理，其硬度可達50一55HRC，抗拉強度可達188OMPa，沖擊韌度為17J/cm2。該鋼的淬透性、冷熱加工性均好，適于制造熱徽、精鍛、高速鍛等熱鍛模具。
4)基體鋼基體鋼中有多個鋼種可以兼作冷作模具用鋼和熱作模具用鋼，如6W8Cr4VTi (LM1 ), 6Cr5Mo3W2VSiTi (LM2)和6Cr4Mo3Ni2WV (CG-2)等，其中5Cr4Mo3SiMnVAI (012A1)鋼較多地用于熱擠壓模具，如軸承熱擠壓沖頭、傳動桿熱徽模等，其使用壽命比傳統熱作模具鋼3Cr2W8V有較大幅度的提高。
3.熱擠壓模具及中、小型機鍛模的材料選用
選擇熱擠壓模具加工材料時，主要應根據被擠壓金屬的種類及其擠壓溫度來決定，其次也應考慮到擠壓比、擠壓速度和潤滑條件等因素，以提高模具的使用壽命。表3一所示為熱擠壓模具加工材料的選用情況。中、小型機鍛模具的選材主要考慮鍛壓材料種類和生產批量，其次也要考慮模具尺寸、變形速度和潤滑條件對模具壽命的影響。
4.熱擠壓模及中、小機鍛模的熱處理
這類模具的制造工藝路線一般為:下料*鍛造、預先熱處理*機械加工成形，淬、回火、精加工。
下面分析各熱加工工序的工藝特點。
(1)鍛造工藝熱擠壓模及中、小機鍛模用鋼多為高合金鋼，所以模坯需經良好的鍛造，尤其是含鋁的熱作模具鋼，要注意鍛造加熱溫度和保溫時間的控制，以避免嚴重脫碳導致模具早期失效。
(2)預備熱處理
1)退火。
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連桿作為發動機曲柄連桿機構中的關鍵受力件，對強度、硬度、組織一致性以及尺寸穩定性要求極高，一旦模鍛流線、殘余應力或淬火冷卻控制不當，極易在后續機加工和裝配過程中暴露出質量波動問題，影響裝機一致性與批量交付穩定性。
從 1200℃ 模鍛到 850℃ 水淬，如何系統降低硬度離散、組織異常與淬火變形？
在很多工業人眼里，鑄鐵平臺是“硬骨頭”般的存在—強度、抗重壓、耐磨損，怎么看都和“嬌氣”不沾邊。可老法師卻常說：“鑄鐵平臺看著結實，實則比豆腐還嬌氣，尤其是在熱處理車間，每一步都得小心翼翼，稍有不慎就會‘報廢’”。今天，就帶大家走進熱處理車間，揭秘鑄鐵平臺從一塊鑄鐵毛坯，到合格成品的“奇幻漂流記”，看看它為何如此“嬌氣”，又如何在嚴苛考驗中“涅槃”。
很多人不解，鑄鐵本身硬度高、韌性足
01 概述 OVERVIEW
對于齒輪的感應加熱熱處理過程，本文通過循環對稱齒輪模型的感應加熱案例簡單介紹Marc的相變熱處理仿真方法和流程。
循環對稱模型仿真須滿足模型結構和邊界條件都遵循循環對稱條件，從而在很大程度縮減模型規模、簡化模型，減少求解時間和內存需求，實現更精細的網格，更詳細地研究模型。
在整體齒輪簡化為循環對稱的模型后，進行感應加熱，淬火連續工藝過程仿真，發現齒輪淬火導致奧氏體向馬氏體的轉換
在許多激光器或放大器設備中，熱透鏡起著重要的作用，因此應該在數值模擬中加以考慮。
在本文中，我首先簡要描述了熱透鏡的來源，然后向您展示如何在我們的軟件中處理這種效應。
什么是熱透鏡？
當激光增益介質(例如激光晶體)被泵浦時，通常會產生一些熱量，這些熱量隨后需要通過熱傳導帶走。因此不可避免地會在增益介質中形成溫度梯度。形成激光的熱透鏡效應與以下物理機制相關:
折射率與溫度相關
近年來，熱成形鋼在汽車白車身中的應用逐年增加，為進一步改善該鋼的強塑性，微合金化處理被廣泛應用于熱成形鋼中。
Nb元素對熱成形鋼的組織性能調控作用顯著，可以有效細化原始奧氏體晶粒，形成的納米第二相會釘扎位錯，同時提高材料的強度與塑性。
LIANGJ等研究了Nb微合金化對商用38MnB5鋼組織性能的影響，發現添加Nb后，尺寸為20~50 nm的(Nb,Ti)c均勻分布在基體上
精彩直播預告
金屬塑性加工工藝是一種常用的零部件成形制造工藝，常見的成形工藝有鍛造、沖壓、拉拔、軋制等等，這些工藝廣泛應用于各行各業。在以往，成形工藝的制定、創新，以及模具的設計都需要依靠大量的工程試錯進行迭代，從而優化工藝參數
摘 要：帶內螺紋的精密零件在經歷淬火-低溫回火的熱處理后發生了輕微的畸變，但是對于精密工程而言(如火箭發動機等),這些輕微畸變將會導致后續在裝配過程出現無法裝配的嚴重后果。使用有限元軟件及其子程序，考慮了應力影響相變和相變塑性，計算得到了熱處理過程中的溫度場、應力應變場，以及熱處理后的殘余應力分布和零件畸變，該畸變與生產過程中的裝配結果所顯示的畸變基本一致。針對裝配困難問題，結合數值模擬分析結果
前處理 (Pre-processing)
基本流程
進階熱澆道模塊的主要特色將會在此章節進行說明。首先，Moldex3D進階熱澆道模塊支持eDesign與Solid項目。進階熱流道分析的流程與傳統射出分析相似，因此相關基本功能的操作說明請參考前面章節內容。在前處理階段，需加入熱澆道系統中的三類型組件：
1. 熱澆道金屬：例如襯套、熱流板、熱嘴、閥針…
摘要：為了實現承壓設備總裝環縫局部熱處理，基于中頻感應加熱技術，研究了超厚板在感應加熱過程中的溫度分布規律及溫度均勻性。熱處理過程中均溫區的溫度均勻性是保證局部熱處理效果的關鍵。以馬鞍形厚板為研究對象，進行感應加熱試驗，利用布置在不同深度的熱電偶測量感應加熱過程中沿壁厚方向的溫度演化曲線。同樣，將感應加熱應用于加氫反應器筒體，測量感應加熱過程中沿軸向方向的溫度演化曲線。結果表明：馬鞍形厚板在整個感應加熱過程中沿壁厚方向最大溫差在
來源 | ACS Nano
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背景介紹
隨著化石燃料燃燒產生的溫室氣體迅速增加，近年來，全球極端天氣越來越頻繁。惡劣的天氣會影響人體的熱舒適性，導致中暑、皮膚損傷，甚至死亡。雖然已開發出各種主動熱管理系統，如空調等能源密集型產品，但其不方便便攜式使用。因此，開發被動式高性能熱管理紡織品尤為重要，它既能提高個人的熱舒適度
