热轧H型钢腹板波浪质量攻关

针对马鞍山钢铁股份有限公司H型钢厂轧制H700mm×300mm系列H型钢存在腹板波浪问题,从冷却和轧制工艺上进行了原因分析,从而提出了预防措施,使腹板波浪产品数量下降90%。     

H型钢残余应力控制研究

建立成品规格为200 mm×200 mm×8 mm×12 mm的H型钢连轧模型,利用大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA对H型钢的连轧过程进行模拟,分析了H型钢万能轧制过程中腹板和翼缘的延伸不均匀、断面温差等对残余应力的影响。并通过金相观测实验,分析轧件有残余应力时微观组织与无残余应力时的不同。从有限元分析和实验结果可以看出,合理分配腹板和翼缘的压下量及控制冷却速度降低断面温差,可以降低H型钢残余应力。     

降低H型钢残余热应力的三维有限元仿真分析

借助于LS—DYNA仿真软件，在H型钢轧制全程的热力耦合仿真分析结果的基础上，完成了对轧后H型钢翼缘外侧强制冷却及改善终轧H型钢断面温度分布情况下的H型钢残余热应力状态的三维热力耦合仿真分析。针对述及的热轧H型钢产品，根据仿真结果分析得到：采用轧后强制冷降翼缘外侧的方法，可改变H型钢断面残余应力的分布状态，降低H型钢腹板部位的压应力；同时，可改善H型钢终轧断面的温度分布，降低终轧断面温差，使轧后H型钢残余应力得到改善，其中残余拉、压状态的应力值均可降低。     

热轧H型钢腹板偏心原因分析及改进措施

分析了马鞍山钢铁股份有限公司H型钢厂热轧H型钢腹板偏心缺陷产生的原因，并提出了相应的改进措施。经实际应用，H型钢腹板偏心现象得到较好的控制。     

H型钢热轧过程金属流动的数值模拟

用热力耦合弹塑性有限元方法模拟了 Ｈ 型钢万能孔型热轧过程金属流动方式, 建立了能反映 Ｈ 型钢万能轧制的边界约束模型。结果显示, 变形区内横截面应变分布非常复杂, 腹板和翼板间的金属交换在不同变形区域内发生方向变化。     

弹簧钢淬火残余应力模拟

对AISI 5160H弹簧钢圆柱试样在不同温度的25％水溶性聚(亚烷基)二醇UCONHT淬火液和Arco521淬火油中淬火产生的残余应力及畸变进行了对比性研究。试棒的直径分φ20．56mm(0．81 inches)和φ13．45mm(0．53 inches)两种。先用INC-PHATRAN代码计算出试样随时间变化的传热系数，并用ABAQUSA际准有限元软件估算热处理过程中的残余应力和畸变。在试样中心放置热电偶，测出冷却曲线，根据所测的冷却曲线，用INC-PHATRAN解决了伴随相变时的逆向热传导问题。试验了这两种淬火介质，力图将热处理畸变和开裂减少到最少,并得出了颇有价值的结论。     

磨球残余应力的数值模拟及分析

通过铸造数值模拟软件ProCAST模拟了磨球铸态下的残余应力分布情况,同时通过X射线衍射仪,测定了热处理后磨球试样上应力分布状态.结果表明,磨球金属型部位先凝固,砂型部位后凝固,磨球内部组织致密、无缺陷;铸态下在磨球内有大量的残余应力,热处理后可以消除一定的铸造残余应力,但仍有大量残余应力存在.     

H型钢质量缺陷成因分析及控制策略

采用异形坯轧制的H型钢表面存在腹板裂纹、腹板凹坑、翼缘烂钢和R角裂纹等缺陷,通过金相显微镜组织观察、SEM观察及能谱测定、异形坯开坯后温度场ANSYS数值模拟等手段对裂纹形成机制分析。认为H型钢腹板裂纹形成主要与异形坯R角附近纵裂有关,腹板麻面形成主要与皮下气泡和加热炉加热制度有关,翼缘烂钢主要与保护渣卷渣有关,R角裂纹主要与BD-Ur-E-Uf轧制过程温度场梯度大导致应力差异性大有关。针对成因提出了改进措施。     

热轧H型钢生产中的几个关键问题

介绍了鞍山第一轧钢厂Ｈ型钢生产线的工艺及设备状况,提出了热轧Ｈ型钢生产中存在的炉温控制、异型坯尺寸控制和万能轧机调整３个关键问题,及相应的解决办法     

H型钢万能轧制的数值模拟

为了解决H型钢轧制缺陷问题,优化工艺方案,借助于有限元分析软件MSC.Marc2003,建立H型钢的轧制模型,模拟轧制过程,并分析了轧件的变形和金属流动情况和翼缘的等效总应变的分布。其模拟结果与实测数据基本吻合。     

热轧钢轨残余热应力有限元分析

本文采用热力耦合的计算方法,计算了热轧钢轨冷却过程温度场以及残余热应力场.详细分析了钢轨横截面上的残余热应力分布规律及其产生的原因,提出了降低残余热应力的控制冷却方法.     

回火工艺对热轧低碳马氏体高强钢板残余应力的影响

用盲孔法对不同回火工艺下热轧低碳马氏体高强钢板进行了残余应力的测试。结果表明,450 ℃回火后,钢板的残余应力没有明显的降低,热应力的改变是影响此温度回火后残余应力分布的主要因素。500 ℃和550 ℃回火时,随着回火时间的延长,钢板的残余应力变得更加均匀。这是因为此温度下发生了组织转变,组织应力在回火过程中逐渐减小、均匀化。该钢种最佳回火工艺为回火温度500~550 ℃,保温时间3 h。     

热轧高强钢残余应力调控技术的研究现状及展望

残余应力是导致材料畸变、应力腐蚀以及疲劳性能降低的主要因素。其影响因素复杂,力学加工、温度变化和组织转变都能够直接改变材料内的应力分布并影响其服役性能,因此,残余应力一直以来都是材料研发、制备及应用领域极具挑战性的重要研究方向。受残余应力表征技术的制约,钢铁行业在该领域的研究相对滞后,使畸变、应力腐蚀等成为游离于钢铁产品质量管控体系之外的不可控因素。从残余应力三维表征技术出发,围绕残余应力问题最为突出的热轧板带生产流程,探讨了组织转变和力学冶金过程的塑性行为及其对残余应力的影响,展望了残余应力调控的工艺优化方向和技术发展趋势。     

焊接残余应力下氢扩散的数值模拟

利用有限元软件ABAQUS,开发了一个焊接残余应力作用下氢扩散的耦合有限元计算程序,对湿硫化氢环境下16MnR钢液化石油气球罐焊接接头焊态残余应力诱导氢扩散的分布规律进行数值模拟,并与无应力状态下的氢扩散进行了比较,为掌握焊接接头氢致开裂的判据打下基础.结果表明,在焊接残余应力作用下,氢向高应力区富集,经过一段时间后,达到稳定.在热影响区附近,形成一个氢浓度低谷,两侧分别形成浓度梯度界面和应力梯度界面,能够诱导氢向高应力区长程扩散.     

超细晶Q460钢多层多道焊接头残余应力的数值模拟

依据热弹塑性理论,建立了超细晶Q460钢多层多道焊三维热力学有限元模型.利用ANSYS有限元分析软件对超细晶钢多层多道焊接头残余应力场进行了模拟计算,并对其分布特征进行了分析.结果表明,焊接过程中每层焊缝表面的纵向应力峰值逐渐减小.焊接结束后,焊缝及其近缝区域表现出较高的纵向残余拉应力,应力峰值与材料屈服强度相近.焊根处横向残余拉应力明显较高,但应力峰值小于屈服强度.Von-mises等效应力在起弧及熄弧端较大,达到屈服强度,其余位置均小于屈服强度.     

转向架构架标准焊接接头残余应力数值模拟

直接测试是获取焊接结构残余变形和残余应力的主要方法。以南京浦镇车辆有限公司的转向架构架为研究对象,利用有限元分析软件SYSWELD,对构架上面的T型接头和对接接头进行热-弹塑性有限元分析,得出残余应力大小和分布规律,并将模拟结果与实测结果进行对比,发现两者趋势吻合。     

焊接残余应力数值模拟研究技术的现状与发展

在焊接过程中产生的动态应力应变及随后形成的残余应力，是导致焊接裂纹和接头性能下降的重要因素。因此，焊接残余应力一直是人们关注的热点问题。结合焊接残余应力的研究方法与手段。介绍近年来固内外关于焊接残余应力的研究现状与发展。     

炸药截面尺寸对爆炸消除焊接残余应力效果的影响及数值模拟

通过对爆炸消除焊接残余应力过程中炸药爆炸产生的冲量进行理论分析,解释了在相同炸药参数及布药方式条件下,条状布药的药条宽度比药条厚度对爆炸消除焊接残余应力效果影响更大的现象;同时确定了药条宽度与药条厚度之间的关系,给出了药条宽度的计算式。在对焊接温度场和应力场进行间接耦合求解焊接残余应力的基础上,利用ANSYS/LS-DYNA非线性有限元分析软件对不同药条截面尺寸炸药爆炸消除焊接残余应力的过程进行数值模拟,模拟结果表明,当条状布药的药宽相同且大于两倍的药厚时,随着药厚的增加,爆炸产生的冲量不变,焊接残余应力消除量基本相同;当条状布药的药厚相同时,随着药宽的增加,爆炸产生的冲量增加,焊接残余应力消除量增加。     

坯料尺寸对热轧H型钢生产的影响

针对津西钢铁集团公司热轧H型钢产线加热炉能力不足以及粗轧道次时间较长,难以发挥精轧机组的生产能力的问题,采用不同坯料尺寸进行了生产探索。通过对比采用230 mm×350 mm方坯(F₂坯料)和320 mm×410 mm方坯(F₃坯料)时生产工艺参数、产品组织性能以及各项经济指标,得到如下结论：津西H型钢产线采用F₂坯料可缩短加热时间,降低加热温度,降低精轧温度;采用F₂坯料生产的H型钢具有更细的晶粒、更高的强度和良好的冲击韧性;采用F₂坯料较F₃坯料具有更好的经济指标。