步进式加热炉内管材温度场模拟试验与有限元模拟

TG156.1; 采用试验及三维有限元数值模拟的方法研究了4140合金钢管材在步进式加热炉内的加热过程,分析了管材的温度变化与温度分布.结果表明,先入炉的钢管头部温度比中尾部高30～50℃,沿钢管周向存在受热不均的现象,当温度超过800℃时,管材各部分温差逐渐减小,整体温度趋于均匀;在奥氏体化温度以下,钢管升温速率由0.35℃/s逐渐减低至0℃/s,相变完成之后小幅升高后再次降低;钢管头尾端部温度高于中部,影响区在200 mm以内,400℃左右与端面温差达到最大117℃,计算终了温差逐渐减小至2℃以内;模型计算结果与实测温度吻合较好,当钢管内表面按绝热边界处理时,对温度影响较小,在精度允许的条...

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Published in特殊钢 Vol. 44; no. 6; pp. 89 - 95
Main Authors 徐乐天, 刘良勇, 李云龙, 徐耀文, 万五霞
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 武汉科技大学材料科学与工程学院,武汉 430081%大冶特殊钢有限公司钢管研究所,黄石 435001 2023
Subjects
管材
模拟
温度场
Finite Element Method
Simulation
加热炉
有限单元法
Reheating Furnace
Pipe
Temperature Field
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ISSN1003-8620
DOI10.20057/j.1003-8620.2023-00073

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Summary:TG156.1; 采用试验及三维有限元数值模拟的方法研究了4140合金钢管材在步进式加热炉内的加热过程,分析了管材的温度变化与温度分布.结果表明,先入炉的钢管头部温度比中尾部高30～50℃,沿钢管周向存在受热不均的现象,当温度超过800℃时,管材各部分温差逐渐减小,整体温度趋于均匀;在奥氏体化温度以下,钢管升温速率由0.35℃/s逐渐减低至0℃/s,相变完成之后小幅升高后再次降低;钢管头尾端部温度高于中部,影响区在200 mm以内,400℃左右与端面温差达到最大117℃,计算终了温差逐渐减小至2℃以内;模型计算结果与实测温度吻合较好,当钢管内表面按绝热边界处理时,对温度影响较小,在精度允许的条件下可以以此简化模型.
ISSN:1003-8620
DOI:10.20057/j.1003-8620.2023-00073