In this study, a simulation was used to derive an optimal process of heat treatment with carburizing, and compared the derived result with SCr420HB helical gear in heat treatment with carburized quenching process about a change of the quenching method. The optimal carburizing process time is derived by the simulation with the theoretical time. The process has been performed by oil quenching and salt quenching method. Through the comparison of the results from the simulation(Hardness, effective case depth hardened by carburizing treatment and deformation) and the actual process, analyzed the error value of each quenching. And it verified the applicability of the simulation.
Micro Cellular Plastics create a sensation at polymer industrial for lowering product cost & overcoming a lowering of mechanical intensity. Reduction of MCPs cell size increases the intensity of MCPs. This research based on the experiment about cell size reduction method. At this study, Quenching & Pressure foaming process are introduced to one of methods. Conclusion of study is that Quenching process is the simplest process for nano cell formation.
In hot press forming process, the desired high strength can be obtained through quenching process after cold forming of product. The quenching process, however, accompanies undesired distortion due to the volume change during the phase transformation as well as by thermal contraction. In this study the numerical simulation with DEFORM3D-Microstructure is used to predict the deformed shape during the quenching for the quenching fixture design.
Recently, ultra high strength products can be manufactured by the hot press forming process of Boron steel in automotive and electronics industries. In order to get high strength, the hot press forming should be accompanied by quenching process inducing phase transformation. There are several types of the hot press forming processes according to the quenching method, water quenching and die quenching, etc. In the study, the process was numerically and physically simulated to compare the two types of quenching processes, and then the strength, hardness and dimensions of the products were compared with try-outs.
In this study, the direct water quenching technique is applied to validate the applicability of direct water quenching as a cooling method in the hot stamping process of 3.2 mm thick boron steel sheet. Cooling performance of conventional die quenching and direct water quenching is compared. Higher cooling rate is obtained by hot stamping with direct water quenching compared to die quenching. As the flow rate of cooling water increases, the cooling rate increases, and a high cooling rate of 71 ℃/s is achieved under flow rate conditions of 0.8 L/min. Through direct water quenching, the cooling time required for sufficient cooling of the sheet is reduced. Full martensitic microstructure is obtained under flow rate condition of 0.8 L/min. Hardness increases with increasing flow rate. From these results, it is verified that the direct water quenching is applicable to the hot stamping of thick boron steel sheet.
The influences of cooling pressure of quenching process on the mechanical properties such as hardness, impact endurance and anti-thermal fatigue behaviour of STD61 steel were investigated. The specimens were heat-treated using a vacuum furnace in which they were austenitized at $1,030^{\circ}C$ for 1hour under the pressure of $10^{-3}$ torr and cooled with quenching gas of various pressure, i.e. 1, 2 and 6 bar. According to the observation on the specimens prepared with quenching from austenizing temperature, the mechanical properties of the samples with higher quenching pressure were better than those of prepared at lower quenching pressure. The samples prepared with high quenching pressure showed the more homogeneous microstructure with finer carbides. The size of carbides such as VC and (Fe, Cr)C in quenched specimens decreased with increasing gas quenching pressure. It is considered that the rapid cooling with pressure may restrict the formation and growth of carbide.
To improve and control the mechanical properties of low alloy steel, the influence of quenching and tempering process conditions was investigated. In the case of quenching heat treatment, a comparison was made between the conventional method of heating to the austenite region followed by single quenching and a method involving double quenching, followed by high-temperature tempering. It was observed that specimens subjected to double quenching exhibited significantly finer tempered microstructures compared to those subjected to conventional quenching, resulting in noticeably higher hardness. Additionally, a study was conducted to investigate the variation in hardness with changes in tempering temperature and time after the same conventional quenching treatment. As expected, an increase in tempering temperature or time led to a decrease in hardness, and the correlation between hardness and the Hollomon-Jeffe Parameter was confirmed. It was also observed that during high-temperature tempering, the size of carbides significantly increased.
It has already been known that quenching effect is influenced greatly by stirring and changing coolant's temperature on quenching. But according to the past investigations its effect has not been taken into consideration quantitatively in the cooling process. The purpose of this study is that the influence of flow rate and temperature on the quenching effect of cooling water as quenching medium is quantitatively examined by using the open channel. The stream of water in this study is turbulent flow. The temperature of the specimen made of pure copper is measured by CA thermocouple in the vicinity of the surface and recorded by an automatic recorder during the quenching process in city water. The results obtained are as follows; 1. The quenching effect of cooling water generally increases with Reynolds Number(characteristic length; specimen diameter)as shown in the experimental formula; but at the realm of Reynolds Number from 1.2 * 10$^{4}$ to 9.2 * 10$^{4}$, the increasing rate of quenching effect shows little increase. 2. The increasing rate of quenching effect was increased under the flow rate of 221 cm/sec. On the other hand, it was decreased below this flow rate. 3. The quenching effect was influenced by the water temperature and the flow rate. But it was rather dependent upon the former than the latter. 4. Although the quenching effect appeared loosely in the water temperature of 50.deg. C, it was shown that the quenching effect increased in the low flow rate of 31 cm/sec. comparing with the still water. 5. It is desirable to design the quenching system to be over 1.2 * 10$^{4}$ in Reynolds Number or over, 3000$cm^{-1}$ / in V/v in order to increase the quenching effect of the system using open channel.annel.
It is well-known that the analysis of temperature distribution is substantilly important in optimal design of quenching process. The unsteady state temperature gradients generated during the quenching process were numerically calculated by the Finite Element Method(F. E. M.). Formulations of F. E. M. based weighted residural method were presented for the analysis of the two dimensional heat conduction problem. In the process of calculation, the temperature dependency of physical properties of the material was in consideration. At early stage of the quenching process, the abrupt temperature gradient has been shown in the surface of the carbon steel(SM45C).
Complicated residual stress distributions occur in the vicinity of a deposited region via directed energy deposition (DED) process owing to the rapid heating and cooling cycle of the deposited region and the substrate. The residual stress can cause defects and premature failure in the vicinity of the deposited region. Several heat treatment technologies have been extensively researched and applied on the part deposited by the DED process to relieve the residual stress. The aim of this study was to investigate the residual stress characteristics of a specimen fabricated by DED and a quenching process using thermomechanical analyses. A coupled thermomechanical analysis technique was adopted to predict the residual stress distribution in the vicinity of the deposited region subsequent to the quenching step. The results of the finite element (FE) analyses for the deposition and the cooling measures show that the residual stress in the vicinity of the deposited region significantly increases after the completion of the elastic recovery. The results of the FE analyses for the heating and quenching stages further indicate that the residual stress in the vicinity of the deposited region remarkably increases at the initial stage of quenching. In addition, it is observed that the residual stress for quenching is lesser than that after the elastic recovery, irrespective of the deposited material.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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