400 MPa超级钢热连轧过程中再结晶及流变应力的预测

开发了描述低碳钢软化行为的再结晶模型，并对奥氏体再结晶动力学和微观组织演变进行了模拟计算。在此基础上建立了计算机精轧过程应力-应变模型，根据现场数据预测了400MPa级超级钢细晶化轧制的轧制力，预测结果与实验值吻合，这项研究可广泛用于钢种开发，轧制规程设定和优化以及轧制过程的在线控制。     

低碳钢低温区流变应力的预测

在Sellars-Tegart方程的基础上确立了低温区的ε，ε’与T的关系。针对SS400钢，建立了在低温区预测流变应力的数学模型。该模型由两个基本方程组成，它们确立了应力与应变，温度，应变速率的数学关系，成功地预测了动态回复型，动态再结晶型应力－应变曲线，以及应变诱导相变对该曲线的影响，利用上述模型对400MPa级超级钢结晶化工业轧制实验的轧制力进行了预测，其结果与实验值吻合良好。     

高速线材生产过程组织性能预测模型仿真

 采用计算机对高速线材生产过程进行模拟，开发出具有较高准确度同时具有对不同轧制工艺有较好通用性的高线生产仿真系统。利用有限元方法计算了线材在待轧、轧制、水冷及风冷过程的温度场；通过对再结晶动力学模型的解析，得到了静态再结晶、动态再结晶的分数以及奥氏体晶粒在轧制过程中的变化情况；通过组织演变模型和温度模型的耦合计算，模拟出斯太尔摩风冷线上线材的组织变化过程；建立了利用初始化学成分和组织组成预测高线产品力学性能的BP神经网络模型，通过生产过程数据的训练，实现了对线材力学性能的预测。仿真计算的结果对线材控轧、控冷工艺的改进有一定的指导意义。     

热连轧带钢温度场有限元分析和平均流变应力的预测

通过热连轧带钢温度场的有限元分析以及带钢热连轧过程的再结晶动力学和应变累积的研究，建立了精轧过程平均流变应力模型：静态再结晶平均流变应力σk=k1 exp{0．126-1．75[C] 0．594[C]^2 (2851 2968[C]-1120[C]^2)/T/ε^0.21ε^0.13，其中T-再结晶温度/K，ε-应变，ε-应变速率/s^-1，k1-系数；动态再结晶平均流变应力σD=9．8σB(1-Xdyn) 1．14σBB Xdyn，其中Xdyn-动态再结晶率，σBB-动态再结晶进入稳态时应力。X46级管线钢(％：0．07C-0．97Mn-0．33Si-0．018Nb)工业轧制时轧制压力的实测数据与该模型预测数据吻合良好。     

400 MPa级C-Mn钢控轧控冷生产过程组织-性能的预测

建立了C－Mn钢在控制轧制和控制冷却生产中微观组织演变和力学性能预测的物理冶金模型，模型包括加热、再结晶、相变和力学性能四部分，分别描述了带热轧及冷却过程中的物理冶金现象，根据现场数据，计算了轧制过程奥氏体晶粒尺寸和再结晶分数的演变，预测了在不同工艺条件下连续冷却转变各相的体积分数和铁素体的晶粒尺寸等显微组织参数和相关的力学性能，预测结果和实测值吻合较好。     

X46级管线钢热连轧过程中温度场及平均流变应力的预测

采用有限元计算模型和实测轧件温度以及精轧各道次的轧制压力值，对不同边界条件下的传热系数和塑性功转热率进行了优化计算，得到了轧件断面温度场。在此基础上考虑了再结晶等因素，建立了计算精轧过程中应力一应变曲线的流变应力模型，并利用该模型对X46级管线钢精轧各道次的流变应力进行了预测。结果表明：该模型的计算结果与用Sims法计算的结果吻合较好，能真实反映工业生产的实际情况。     

中厚板生产过程中组织性能的预报

建立了C-Mn钢在控制轧制和控制冷却生产中微观组织演变和力学性能预测的物理冶金模型。模型包括加热、再结晶、相变和力学性能四部分，分别描述了中厚板热轧及冷却过程中的物理冶金现象。根据现场数据，计算了轧制过程奥氏体晶粒尺寸和再结晶分数的演变，预测了在不同工艺条件下连续冷却转变各相的体积分数和铁素体的晶粒尺寸等显微组织参数和相关的力学性能，预测结果和实测值吻合较好。     

中厚板生产过程中组织性能的预报

本文建立了C-Mn钢在控制轧制和控制冷却生产中微观组织演变和力学性能预测的物理冶金模型。模型包括加热、再结晶、相变和力学性能四部分，分别描述了中厚板热轧度冷却过程中的物理冶金现象。根据现场数据，计算了轧制过程奥氏体晶粒尺寸和再结晶分数的演变，预测了在不同工艺条件下连续冷却转变各相的体积分数和铁素体的晶粒尺寸等显微组织参数和相关的力学性能，预测结果和实测值吻合较好。     

TSCR生产X65管线钢过程的再结晶研究和MFS预测

在有限元差分法模拟温度场基础上,预测了管线钢TSCR过程的组织演变及断面分布规律,建立了考虑晶粒尺寸和再结晶影响的平均流变应力模型,提出了细晶轧制的工艺窗口.随着温度降低,精轧后几道次几乎没有再结晶发生;加大精轧区前两个道次压下量或者降低精轧入口温度可实现奥氏体晶粒细化;模型预测值与工业实测数据吻合良好.     

非调质冷镦钢减定径轧制过程中组织演变的仿真分析

为预测非调质冷镦钢的组织性能,在有限元软件MSC.Marc的基础上进行二次开发,建立了非调质冷镦钢减定径轧制的有限元模型。开发了非调质钢组织演变子程序,研究了非调质钢在减定径机组轧制过程中组织性能的变化规律。研究结果表明:在减定径阶段只发生了静态再结晶,再结晶晶粒大小从表面到中心逐渐增大。     

Prediction of Rolling Load, Recrystallization Kinetics, and Microstructure During Hot Strip Rolling

 The recrystallization kinetics and grain size models were developed for the C Mn and niobium containing steels to describe the metallurgical phenomenon such as softening, grain growth, and strain accumulation. Based on the recrystallization kinetics equations, the mean flow stress and the rolling load of each pass were predicted and the optimum rolling schedule was proposed for hot strip rolling. The austenite grain refinement is associated with the addition of niobium, the decrease of starting temperature of finish rolling, and the reduction of finished thickness. The mean flow stress curve with a continuous rising characteristic can be usually observed in the finish rolling of niobium containing steel, which is formed as a result of the heavy incomplete softening and strain accumulation. The predicted rolling loads are in good agreement with the measured ones.     

Slab Analysis of Large Cylindrical Shell Rolling

Considering the characteristics of large cylindrical shell rolling, such as double driving rolls, asymmetrical rolling and huge workpiece, a slab method was developed to establish the rolling force model. In this model, the non- uniform normal and shear stresses and the upper and lower surface temperatures of the workpiece were taken into ac- count. Moreover, the flow stress model, considering the dynamic recovery and dynamic recrystallization behaviors of the material, was established. The rolling pressure distribution, the rolling force, the rolling torque and the neutral points could be calculated quickly and easily by the roiling force model. The predicted results were shown to be in good agreement with the measured values, which indicated that the model can satisfy the requirement of industrial application.     

X70管线钢热连轧过程奥氏体再结晶、晶粒尺寸和平均流变应力的预测

在考虑动态、亚动态再结晶及静态再结晶的基础上,建立了X70管线钢的物理冶金模型,并应用于板带钢热连轧过程奥氏体再结晶、晶粒尺寸和流变应力的预测.结果表明,在合理的温度和压下条件下,应变累积可导致在精轧过程出现动态 亚动态再结晶行为,促进奥氏体晶粒的进一步细化.终轧温度的降低可引起奥氏体晶粒的粗化和残余应变的显著提高.建立了考虑晶粒尺寸和残余应变影响的平均流变应力(MFS)的人工神经网络预测模型,大大提高了热连轧过程MFS预测精度.     

C-Mn钢高温变形过程再结晶及位错密度的研究

利用Gleeble 15 0 0热力模拟机 ,通过双道次压缩试验 ,计算了C -Mn钢SS4 0 0的热变形激活能 ,建立了静态再结晶模型。模拟计算了因热力学行为的演变引起的静态、动态再结晶以及位错密度等物理冶金现象的变化。研究结果表明 :动态再结晶易在温度较高、应变速率较低的条件下发生 ;静态再结晶在前几道次发生的比较充分 ;粗轧阶段细化晶粒的效果比精轧阶段明显。     

再结晶软化程度对C-Mn钢变形抗力的影响

利用带钢热连轧的实测条件研究了再结晶软化程度对C-Mn钢变形抗力的影响。结果表明，根据金属的再结晶规律得到的实质应变，比计算“残留应变率”法不但与实测更为接近，而且更符合理论结果；考虑再结晶软化程度对变形抗力的影响后使轧机负荷的预报精度得到明显提高；给出的C-Mn钢静态再结晶模型所得结果与实测符合得较好，从而为控制产品的组织性能提供了奥氏体再结晶的定量化依据。     

热变形制度对09CuPTiRE钢热变形组织行为的影响

通过热模拟试验和金相组织观察，具体研究了变形温度、平均应变速率和道次间隔时间对09CuPTiRE钢的热变形组织行为及其常温组织状态的影响。结果表明：变形温度的影响最大，动态再结晶的发生程度随其降低而减小；平均应变速率和道次间隔时间的影响相对较小，随着平均应变速率增加，动态再结晶的发生程度减小，静态再结晶的软化效果减弱；随着道次间隔时间延长，静态再结晶发生更加充分。