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本文利用有限元仿真软件，采用数值模拟方法，针对P20(即3Cr2Mo)模具钢扁钢的预硬化工艺，对其控冷方式、工艺参数进行了研究。采用喷水冷却和气雾冷却相结合，水冷与空冷复合间歇冷却方式对模具钢扁钢进行轧后控制冷却，分析喷嘴组距L、喷嘴组数N、空冷返温时间T、气体体积分数W对扁钢各特征点冷却效果的影响规律。得到了以下主要结论：
1.喷嘴组距、喷嘴组数、气体体积分数对表心温差、表面最大冷速影响均较大。当空冷返温时间超过20s时，扁钢表面温度随时间变化不大。喷嘴组距、气体体积分数对扁钢1/4厚度、心部处的冷却速率的影响较大；喷嘴组数、空冷返温时间对扁钢1/4厚度、心部处的冷却速率的影响很大。且各工况条件下1/4厚度处与心部冷却速率相差均很小，可知控冷后扁钢沿厚度方向硬度相差不大。
2.根据3Cr2Mo模具钢的控冷工艺要求，采用单一喷水冷却和气雾冷却或两者结合的方式。采用气雾冷却方式时，气体体积分数应大于0.3。采用喷水冷却方式，可调整空冷返温时间以满足3Cr2Mo模具钢的控冷工艺要求。采用两种冷却方式复合控冷时，喷水冷却用于对扁钢在860℃～500℃温度范围内进行强冷，在500℃～300℃温度区间内应采用气雾冷却，气体体积分数应大于0.3。
3.提供了不同喷嘴组距、喷嘴组数、空冷返温时间、气体体积分数情况下扁钢各特征点的冷却效果。由于不同模具钢导热系数相差不大，故仿真数据具有普遍适用性，可为实际模具钢控冷提供参考。