采用大变形弹塑性有限元法对带材异步冷轧过程的数值模拟

此文采用纠正的拉格朗日列式和基于弹塑性乘法分解的超塑性本构关系，对铝带在不同轧制条件下的异步冷轧过程了大变形弹塑性有限元模拟。结果表明，在异步轧制时，轧制力对工作辊辊径的变化表现出非敏感性，而且由于搓轧区的存在，使得变形区内静水物绝对值比同步轧制时要小得多。     

板坯连铸大辊径大压下及低压缩比轧制特厚板

 近年来,国内外科研工作者开发的连铸凝固末端重压下技术在改善连铸坯的疏松、偏析等方面取得了良好效果,但仍存在扇形段小辊径压下厚铸坯时,应变难以渗透到铸坯芯部、不利于中心疏松改善等不足。以高效率、低成本、低能耗获得高质量厚铸坯,并实现低压缩比轧制高质量厚规格产品,仍需要进一步探索。为了更加有效地解决厚铸坯连铸凝固过程产生的中心疏松及偏析问题,提出一种全新的宽厚板坯连铸大辊径大压下(BRHR)技术并研制了BRHR设备,在宽厚板坯连铸生产线上安装、调试并运行两年多,同时配套开发了宽厚板坯连铸工艺过程预测与控制系统、二冷水工艺优化控制技术。结果表明,开发的BRHR装备与技术有利于压下应变渗透到铸坯芯部,在连铸生产线上利用凝固末端或刚完全凝固(固相分数f_s=1.0)形成的大于500 ℃或大于400 ℃的大梯度温度场实施大直径辊大压下,可以显著改善宽厚板坯中心缺陷。生产实践证明,采用BRHR装备与技术使厚度为400 mm的宽厚板连铸坯缩孔、疏松及偏析得到显著改善,结合轧制工艺优化以1.90~2.53的极低压缩比轧制生产出厚度为150~200 mm的高质量特厚板,这对低成本、短流程生产高质量特厚规格产品及节能减排意义重大。     

高强耐候钢相变组织变化规律研究

进行了400MPa级高强耐候钢的成分设计和试验室冶炼，通过热模拟试验，分析了不同工艺条件下奥氏体晶粒的变化规律；并进一步测定了试制钢的动态、静态CCT曲线，对其相变规律进行了初步研究。结果表明：动态连续冷却转变温度略高于静态转变，动态连续转变γ＋α两相区的温度区间在100℃以上，静态连续冷却转变两相区的温度区间在70～90℃之间；冷却转变的显微组织为大量铁素体和部分珠光体。     

半固态下1Cr18Ni9Ti钢轧制过程中的组织演变

对用电磁搅拌装置制备的半固态奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti钢进行了直接轧制成形试验。轧制前后微组织的分析结果表明：半固态1Cr18Ni9Ti钢具有球形或近球形的初生固相颗粒，并大多呈聚集状态；轧制变形后，液固相发生分离，产生液相偏析；只有当固相率达到50％时，初生固相颗粒在轧制过程中才会发生塑性变形，同时初生固相颗粒内部的δ相由多边形状转变为板条形状。     

用有限变形弹塑性有限元法对金属塑性成形工艺的分析和优化

建立了一种基于中间构形及热力学第二定律的超弹性塑性本构关系，并由空间描述的弱平衡方程经一致转换得到了纠正的拉格朗日描述下的平衡方程，同时经线性化处理给出了非线性平衡方程组的Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒｅｐｈｓｏｎ迭代求解格式。以线材通过锥形模的拉拨成形为例进行了全面的有限元擞值模拟，从而检验了有限变形弹塑性有限无法在模具设计、工艺优化以及产品缺陷分析等方面的有效性。     

轧制过程弹性辊三维热力耦合仿真分析

为得到轧制过程中轧辊、轧件的应力、温度分布，采用有限元软件LS-DYNA，通过三维热力耦合弹塑性有限元方法，在轧辊为弹性体的条件下，对钢材的平辊热轧过程进行了仿真分析。详细介绍了有限元模型的建立，材料参数、边界条件及载荷的定义。仿真分析结果表明：轧制过程中接触弧内轧辊表面受三向压应力的作用，在垂直于轧辊轴线的平面内剪应力呈现交变现象；同时得到了轧辊表面温度呈周期性变化的结果。     

1Cr18Ni9Ti不锈钢半固态浆料的制备和轧制

研究了1Cr18Ni9Ti不锈钢半固态浆料的制备和轧制规律，结果表明：在本实验条件下，当搅拌时间为2—3min时，可以获得尺寸大小为10m-200μm、固相率为50％—60％的球状初生奥氏体的半固态浆料，便于从搅拌室底孔中放出，浆料可以实现顺利轧制，但球状初生固相颗粒与液相发生了分离，球状初生固相颗粒集中在轧材的心部，而液相偏聚在轧材的四周；经过一道次轧制，1Cr18Ni9Ti不锈钢半固态浆料轧制板材的常温强度比常规热轧板材的强度高，但延伸率下降。     

半固态钢铁材料轧制产品的力学特性

将弹簧钢（60Si2Mn)和不锈钢（1Cr18Ni9Ti)在半固态下1道次轧制成形，对轧制产品进行拉伸实验，研究其在室温条件下的力学性能，并对拉伸变形过程中的塑性变形机理进行了分析，研究结果表明：不同的固相率对轧制产品的力学性能有明显的影响，在研究范围内随着固相率的提高，其力学性能亦提高，半固态轧制过程中所产生的液固相分离，导致半固态轧制产品组织分布差异，使轧制产品不同区域的力学性能不同，同时由于半固态轧制产品特有的球形固相颗,其伸拉时的塑性变形机理也有自身的特点。     

半固态60Si2Mn弹簧钢浆料直接轧制研究

研究了60Si2Mn弹簧钢半固态浆料的直接轧制.结果表明在试验条件下,当搅拌时间为2 min时,可以获得尺寸大小为100～300 μm、固相率为50%～60%的球状初生奥氏体的半固态浆料,这样的半固态浆料便于从搅拌室底孔中放出;60Si2Mn弹簧钢半固态浆料可以实现顺利轧制,但球状初生固相颗粒与液相发生了分离,球状初生固相颗粒集中在轧材的心部,而液相偏聚在轧材的四周.     

FTSR薄板坯连铸连轧SS400钢板的组织与性能

研究了唐钢薄板坯连铸连轧线(FTSR)生产的4种不同厚度SS400钢板的显微组织和力学性能，井测定了钢板的应变硬化指数。实验结果表明：随钢板厚度的减小，其晶粒尺寸呈现出减小的趋势，该钢板具有较为优良的综合力学性能及较好的成形性。另外，通过对5．75mm厚SS400钢板的系列温度冲击实验发现，该钢板在-60℃时仍具有较好的韧性。