使用直接接觸熱源的熱成型淬火技術實現高強度鋼奧氏體化

熱成型淬火技術是制造車用超高強度鋼的一個重要的熱處理工藝。它需要將鋼材加熱到1153K，保持一段時間以保證鋼材中的微觀結構完全轉化為奧氏體。在此之后需要進行快速冷卻來保證鋼鐵內部完成奧氏體向馬氏體的轉化。鋼材強度的增強，使得汽車可以使用更薄的鋼材，以此來降低整個車輛的凈重并提高車輛的燃油經濟性而不犧牲安全性能。

目前鋼體的奧氏體化主要是使用輥底式爐，這一過程需要很多的能量消耗。為了減少加熱時間，可以使用直接接觸式的加熱方式。先前有人使用小型的原型機可以在25秒內，來生成奧氏體，使用線條狀小型的結構來對鋼材表面進行加熱，可是盡管與線條狀結構接觸的鋼材表面是等溫的，可是由于鋼材內部的各項異性，沒有接觸的部位溫度的一致性并不理想，因此鋼材中生成的奧氏體并不均勻。

本文在前人的基礎上設計一種電加熱式直接接觸的鋼材加熱方式。鋼材被放置在鋼材淬火平臺上，平臺與鋼材之間有一個轉化裝置。同時設計出一個FEM仿真模型來模擬此直接加熱式的加熱平臺。模型內部包含了一個可對加熱過程和奧氏體動力學進行模擬的子模型。使用熱電偶測量鋼材在加熱過程中的數據以及對成形鋼材的冶金學和微觀結構分析來對仿真模型進行校模。研究結果表明，本文所提出來的加熱方法加熱效果較好，生成的奧氏體也比較均勻，加熱時間及加熱所需要的能量都明顯減少。本文所建立的模型還可以對未來的鋼材的優化提供支持。