IF钢多道次热变形流变应力的模拟

利用模拟多道次轧制，研究了IF钢在奥氏体区、两相区和铁素体区的热变形行为，通过对奥氏体区和铁素体区流变抗力的比较，发现IF钢在铁素体区变形时发生了动态回复，没有动态再结晶发生。铁素体高温区的流变应力与单相奥氏体的流变应力大致相当甚至更低，说明工业上IF钢在铁素体区变形时流变应力不会成为其限制因素。     

AerMet100钢热压缩过程流变应力的神经网络预报

本文研究了变形温度、应变速率和应变量对固溶和轧制态的AerMet100钢热压缩变形过程流变应力的影响规律.结果表明:变形温度、应变速率和应变量对流变应力有显著影响,预处理方式对流变应力的影响不大.基于人工神经网络原理,建立了流变应力与变形温度、应变速率和应变量的数学模型,由此预报的AerMet100钢热压缩过程流变应力与实测结果相吻合.     

复杂断面型钢热轧过程的综合数值分析

通过模拟高温下金属的塑性变形过程,利用实验所得流变应力数据,建立能准确反映应变速率和流变应力的整体流变应力模型.并提出基于网格重构的数值分析方法,用于分析H型钢多道次热轧过程中轧件的微观组织演变过程,腹板处奥氏体晶粒较小,比较均匀;翼缘处奥氏体晶粒较大,不均匀.为轧制规程的制定提供依据.     

先进高强DP980钢动态再结晶行为

在Gleeble 3500多功能热模拟试验机上,对高强DP980钢进行了单道次压缩实验,研究了该钢在1323～1423 K和0. 05～10 s-1变形条件下的热变形行为,分析了变形温度和变形速率对流变应力曲线的影响,揭示了变形软化机制,分析了在热变形过程中微观组织的演变规律,分阶段建立了热压缩变形抗力本构模型。结果表明:流变应力对变形温度和应变速率都很敏感,随变形温度的增加和变形速率的减小而减小,低应变速率下呈动态再结晶型软化机制;应变速率ε· 0. 1 s-1时,呈动态回复型软化机制。同一变形温度下,低应变速率易于该钢中奥氏体再结晶的启动;同一变形速率下,变形温度越高,奥氏体再结晶现象越明显。分阶段所建立的本构模型预测值与实验值的相关系数达到0. 9978,平均相对误差绝对值为2. 67%,证明此模型具有较高精度。     

50Cr5MoV轧辊钢的静态再结晶行为北大核心CSCD

在Gleeble-3500热模拟机上采用双道次热压缩试验,研究50Cr5MoV轧辊钢高温变形道次间隔时间内的静态软化行为,通过应力补偿法计算静态再结晶体积分数,分析热变形温度、应变速率、变形程度以及初始奥氏体晶粒尺寸对静态再结晶体积分数的影响,并建立50Cr5MoV轧辊钢的静态再结晶动力学模型,获得静态再结晶激活能191.85 k J/mol。结果表明:变形温度、应变速率、变形程度和道次间隔时间对静态再结晶体积分数影响较大,而初始奥氏体晶粒尺寸对静态再结晶体积分数影响很小;将静态再结晶动力学模型的预测值与实测值进行比较,二者吻合较好。     

Fe-25Mn-3AlTWIP钢等温压缩的变形行为

在变形温度800~1100℃,变形速率0.01~5 s-1范围内,利用Gleeble-1500D热模拟试验机,采用等温压缩实验研究了Fe-25Mn-3Al高锰奥氏体TWIP钢的热变形行为。结果表明,Fe-25Mn-3Al钢流变应力曲线出现一个明显的流变应力峰值,峰值之后流变应力逐渐降低,主要为稳态流变特征。双曲正弦形式的Arrhenius模型可以较好地描述Fe-25Mn-3Al钢热变形流变应力,钢的热变形激活能Q为365.2 kJ/mol。动态再结晶机制为Fe-25Mn-3Al钢热变形过程中最主要的动态软化机制。     

50Cr5MoV轧辊钢的静态再结晶行为

在Gleeble-3500热模拟机上采用双道次热压缩试验,研究50Cr5MoV轧辊钢高温变形道次间隔时间内的静态软化行为,通过应力补偿法计算静态再结晶体积分数,分析热变形温度、应变速率、变形程度以及初始奥氏体晶粒尺寸对静态再结晶体积分数的影响,并建立50Cr5MoV轧辊钢的静态再结晶动力学模型,获得静态再结晶激活能191.85 k J/mol。结果表明:变形温度、应变速率、变形程度和道次间隔时间对静态再结晶体积分数影响较大,而初始奥氏体晶粒尺寸对静态再结晶体积分数影响很小;将静态再结晶动力学模型的预测值与实测值进行比较,二者吻合较好。     

铝合金多道次热轧流变应力的研究

采用 Gleeble 1 50 0热模拟机轴对称压缩试验 ,对 51 82铝合金高温流变应力进行了研究。通过对幂指数应力函数中系数 A和 β与应变关系的分析 ,以及采用平均软化法考虑前一道次变形的残余应变对后一道次变形的影响 ,建立了 51 82铝合金多道次热变形流变应力方程。     

18Mn-18Cr-0.5N奥氏体钢热变形抗力的热/力模拟

用GLEEBLE-1500热模拟试验机研究了热变形条件对18Mn-18Cr-0.5N钢流变应力的影响,建立了数学模型,并近似计算了护环毛坯的变形抗力。     

0.15C-0.14Si-0.2Mn-0.04Nb钢的静态再结晶行为研究

在Gleeble-3500热/力模拟试验机上,采用双道次压缩试验研究了0.15C-0.14Si-0.2Mn-0.04Nb钢在高温压缩变形后的静态软化行为,分析了道次停留时间、变形温度、应变速率以及应变量对静态再结晶行为的影响。并通过2%应力补偿法结合流变应力曲线计算出了静态再结晶软化率。研究表明,在其他条件不变的情况下,再结晶软化率随着道次停留时间的延长、变形温度的升高、应变速率的增大以及变形量的增大而增大。还建立了试验钢的静态再结晶动力学模型,获得静态再结晶激活能为188.986 k J/mol。     

热轧工艺对20MnMoB钢奥氏体晶粒度的影响

研究了热轧工艺对20MnMoB钢奥氏体晶粒度的影响,结果表明,试验用钢的奥氏体晶粒粗化温度随压下率增大而降低,热轧温度对试验用钢的奥氏体晶粒粗化度影响较小。     

基于Deform高线粗轧奥氏体晶粒细化研究

本文结合GCr15再结晶模型, 根据轧线实际孔型参数、轧线布置与轧制程序, 采用刚塑性有限元法, 利用模拟软件Deform对轴承钢线材GCr15粗轧进行了三维有限元模拟, 分析总结了粗轧过程中轧件温度场、等效应变和应变速率的变化规律, 得出粗轧过程动态、亚动态和静态再结晶的百分数和对应晶粒尺寸, 揭示了轧件在粗轧过程中再结晶规律及奥氏体晶粒细化规律, 并且证实了初始晶粒尺寸对粗轧过程奥氏体晶粒细化的影响规律。     

Effect of grain size on strain-induced martensitic transformation start temperature in an ultrafine grained metastable austenitic steel

Tensile tests were used to investigate the effect of grain size on the strain-induced martensitic transformation start temperature in metastable austenitic steel with special attention to ultrafine grain size. The austenite grains were refined to submicron size by the strain-induced martensite and its reverse transformations (SIMRT), which occurred during a conventional cold rolling and annealing process. The start temperature of the straininduced martensitic transformation was linearly lowered with a decrease in austenite grain size, even down to submicron grain sizes. This result is due to the decrease in grain size causing an increase in the temperature dependency of the strain-induced martensitic transformation and higher austenite stability brought about by grain refinement.     

轧制冷却工艺对低合金超高强钢Q1300组织性能的影响

以开发屈服强度大于1 300MPa低合金超高强结构钢为目的,采用不同的轧制及冷却工艺并进行再加热淬火和回火处理,研究了轧制冷却工艺对低合金超高强钢组织性能的影响规律。结果表明,试验钢经控制轧制后奥氏体晶粒被拉长成扁条状,水冷至600℃后再空冷至室温所得到的粒状贝氏体组织较直接空冷至室温的组织细小,高温连续轧制后空冷至室温得到的组织为粒状贝氏体+板条贝氏体;相比高温热轧工艺,采用控轧控冷工艺能增大轧态组织的原奥氏体晶界面积,能有效细化再加热原始奥氏体晶粒,晶粒尺寸可减小3.5μm;经控轧控冷及调质热处理后,钢板具有较好的强韧性,屈服强度为1 345MPa,抗拉强度为1 590MPa,-40℃冲击功为44J,各项性能指标均达到相关标准要求。     

孔型对H型钢开坯轧制成形的影响及优化

采用弹塑性有限元方法,依托ABAQUS软件中显式计算的方法,对不同规格H型钢的往复开坯轧制进行仿真分析。应用ALE网格自适应技术解决了多道次的网格畸变问题。引入现场测试的温度数据作为模型的温度边界条件。通过对不同规格H型钢使用相同坯料的轧制过程进行模拟分析发现,孔型对开坯轧制最终成形有较大影响。分析结果表明,当采用展宽孔型轧制大规格型钢时,最终道次稳定段的轧件断面不能充满孔型,造成翼缘内侧缺肉现象;采用箱型孔预轧制小规格型钢时,这一现象则不是很明显。采用实测尺寸对H700×300规格H型钢的断面尺寸进行了对比验证。针对上述缺陷对H700×300规格的H型钢粗轧孔型进行优化,改善了翼缘缺肉现象。研究结果对于制定BD轧制规程具有指导意义。     

A new approach to predicting partial recrystallization in the multi-pass hot rolling process

An exploratory approach to handling partial recrystallization in multi-pass hot rolling where the heterogeneity of steel microstructures is inherent is presented. The proposed model is based on a modification of the conventional model in which the microstructure of deformed austenite at each pass is simply taken as homogeneous during the multi-pass rolling. The usefulness of the modified model is demonstrated by applying it to a four-pass oval-round (or round-oval) rod rolling sequence. The pass-by-pass recrystallized fraction and austenite grain size (AGS) computed from the modified model are compared with those from the conventional model. The result showed that in multi-pass rolling at higher rolling speed, the recrystallization behavior and evolution of the austenite grain size at a given pass was strongly influenced by the modeling method of the partial recrystallization attributed to microstructural heterogeneity.     

热轧花纹H型钢轧制工艺的开发

热轧花纹H型钢是一种绿色环保钢材,可以大大降低钢结构加工成本,马钢在其大H型钢生产线上对热轧花纹H型钢进行了开发。介绍了马钢大H型钢生产线的工艺装备及流程,以Q355B牌号244 mm ×252 mm×11 mm ×11 mm规格花纹H型钢的开发为例,介绍了钢坯加热制度,开坯、万能轧制工艺和孔型设计,以及矫直工艺。该产品的开发在现有大H型钢产线装备条件下,经过孔型和压下规程的合理设计,采用X-H轧制方法,在万能轧机组最后一道次轧制翼缘外侧花纹,花纹符合标准要求、清晰度优良。与国外轧制工艺进行了对比,降低了对设备精确度的要求,轧制方法更加简便,尺寸调整手段更加多样化,为国内热轧型钢产品开发提供了技术支撑。     

小型H型钢全轧程数值模拟及斜轧孔型轧制力模型研究

本文运用有限元方法对HW100mm×100mm、HW150mm×150mm两种规格小型H型钢全轧程进行了三维热力耦合数值模拟,介绍了小型H型钢轧制的有限元模型和模拟参数设置。针对模拟结果,详细分析了典型道次轧件的金属流动状况、有效塑性应变和温度变化规律,并对数值模拟结果进行了验证。本文还建立了小型H型钢斜轧孔型的轧制力模型,计算了各道次轧制力解析结果,并将轧制力解析结果、数值模拟结果与轧机实际负荷电流趋势进行了对比,规律性吻合较好。     

节镍型奥氏体不锈钢组织性能及控制机理研究

节镍型奥氏体不锈钢生产中合理控制其C、N含量和Cr、Ni当量,使其冷加工硬化小,拉深成形性能优异,形变诱导马氏体量少,时效开裂风险小,室温下奥氏体组织稳定是其生产应用的关键技术难点。为此,研究了不同化学成分节镍型奥氏体不锈钢在热轧、退火、冷轧退火后的金相组织及力学性能,分析了奥氏体稳定性和冷轧形变诱导马氏体相变的控制规律。结果表明:试验钢在热轧后奥氏体组织呈未完全再结晶状态,退火后奥氏体组织再结晶充分,晶粒尺寸为12～14 μm,且低的碳含量有利于改善碳化物的析出情况;试验钢冷轧变形过程中马氏体转变受奥氏体稳定性的影响,即受M_d30/50温度控制及化学成分的影响,M_d30/50温度值越高,镍当量越小,奥氏体稳定性越差,形变诱导马氏体含量越高,冷轧变形抗力越大,在退火过程越容易发生马氏体向奥氏体的逆转变,形成晶粒尺寸呈“双峰”状分布的混晶组织。因此,化学成分设计是实现节镍型奥氏体不锈钢性能的基础;同时,将本试验钢冷轧退火温度从1 080 ℃提高到1 100 ℃,且降低退火工艺速度,以延长带钢在退火炉内的时间,使奥氏体晶粒充分长大,控制晶粒尺寸为8.0～9.0级,才能保证钢卷获得良好的使用性能。     

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 论述了H型钢SM490YB的冶炼、轧制工艺。分析研究了轧制工艺对SM490YB的影响。研究表明，晶粒过大和带状组织严重是造成轧件性能不合格的主要原因。通过优化轧制工艺，保证了SM490YB的各项力学性能；同时能减少合金加入量，降低生产成本。