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《热加工工艺》2018年2月第47卷第4期

WCp增强钢基复合材料淬火后残余应力模拟分析

张婉婷，陈华辉，吴迎飞

(中国矿业大学(北京)材料科学与工程系，北京100083)

摘要：采用数值模拟的手段，对碳化钨(WC)颗粒增强钢基复合材料的淬火过程进行了弹塑性有限元分析。用X

射线衍射的方法测量了复合材料淬火后的表面残余应力，并与模拟数据进行了对比。结果表明：淬火后的wc颗粒增强的

钢基复合材料表面受压应力。立方体颗粒增强的复合材料表面应力的模拟值与实验值更接近。在增强颗粒分布形式相

同时，立方体颗粒增强的复合材料最大应力幅值比球形颗粒高出约0．5倍，正八面体颗粒增强的复合材料最大应力幅

值比球形颗粒高出约0．4倍。球形颗粒增强的复合材料内部产生裂纹的几率和加Tl硬化程度均小于其他两种形状。

关键词：碳化钨；钢基复合材料；残余应力；数值模拟

DOI：10．14158／j．cnki．1001-3814．2018．04．049

中图分类号：TB333．11文献标识码：A文章编号：1001-3814(2018)04-0199—05

ResidualStressesSimulationofWC。Reinforced

SteelMatrixCompositesafterQuenching

ZHANGWanting．CHENHuahui。WUYingfei

(DepartmentofMaterialsScienceEngineering，ChinaUniversityofMiningTechnologyBeijing，Beijing100083，China)

Abstract：Thequenchingprocessoftungstencarbideparticlesreinforcedsteelmatrixcompositeswereanalyzedbyusing

elastic-plasticfiniteelementmethod．Thesurfaceresidualstressofthecompositesafterquenchingweremeasuredbymeans

OfX-raydiffractionmethod．andtheexperimentalresultswerecomparedwihtthesimulationdaat．Theresul~showhtathte

srtessonthesurfaceofthecompositesafterquenchingiscompressive．Thesimulatedvalueofresidualstressesonsurfaceof

thecubicparticlesreinforcedcompositeisclosertotheexperimenatldaat．Inhtecaseofsameparticledistributionform，the

maximumfirstprincipalsrtessampliutdeofhtecubicparticlesreinforcedcompositesisabout0．5timeshigherthanhtatofhte

sphericalparticlesreinforcedcomposites，whilehtemaximumfirstprincipalsrtessampliutdeoftheregularocathedralparticles

reinforcedcompositeisabout0．4timeshihgerhtnathatofhtesphericalparticlesreinforcedcomposites．Thecracking

probabiliytandworkhradeningdegreeofhtesphericalparticlesreinforcedcompositeissmallerhtnahtatofhtecomposites

wihthteothertw