机械工程材料

作者：于津伟, 汪舟, 马蓉, 王晓丽, 林博, 汤盈, 刘家文, 赵圆圆, 冯祎彤, 李柳全

关键词：重载行星齿轮, 渗碳淬火, 有限元仿真, 相变模拟二次开发

以20CrMoH钢重载行星齿轮为研究对象，利用Abaqus有限元软件及其二次开发功能，建立多场耦合渗碳淬火有限元模型并进行了验证，采用该模型对渗碳淬火（碳势1%，渗碳温度880 ℃，淬火油温度110 ℃）时齿轮残余应力、硬度、碳含量、物相以及变形量分布进行预测和分析。结果表明：渗碳淬火后齿轮的残余应力和硬度模拟结果与测试结果的相对误差均在10%以内，证明建立的多场耦合渗碳淬火有限元模型可靠；渗碳淬火后齿轮表面轴向应力为残余拉应力，约为430 MPa，心部为残余压应力，约为126 MPa；碳含量自表面向心部逐渐降低，渗碳层深度约为1.1 mm；齿轮自表面至心部的马氏体含量均最高，表面马氏体体积分数接近100%；渗碳淬火过程中，齿轮x，y，z方向变形量变化趋于一致，在齿轮完全奥氏体化且温度达到880 ℃时，变形量达到最大，x，y，z方向分别约为0.239，0.025，0.206 mm，渗碳淬火结束后，x，y，z方向变形量分别约为0.117，0.017，0.089 mm。

来源：2025年第7期

《机械工程材料》期刊编辑部

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