21%Cr铁素体不锈钢成型性能和表面起皱研究

以21%Cr铁素体不锈钢为研究对象,研究了热轧退火及冷轧润滑对带钢中织构和晶粒簇的影响.结果表明:热轧退火再结晶不完全时,成品带钢中心处的晶粒簇明显,且带钢厚度方向上织构梯度很大,使得带钢在成型过程中表面起皱和各向异性明显;冷轧过程不进行润滑时,与采用冷轧润滑的成品带钢相比,带钢厚度方向上的织构梯度增加,γ纤维织构的强度降低,使得带钢的成型性能恶化;当热轧退火使带钢发生完全再结晶,并在冷轧过程中进行充分润滑时,则可使成品带钢同时获得较好的成型性能和抗表面起皱性能.     

数值模拟板料轧制形变累积的研究

板料轧制形变累积有利于细化晶粒组织,而多道次轧制能增大轧制板料的等效应变与等效应力,实现细化晶粒的目的.以低碳低合金钢AISI-4140板料为研究对象,应用数值模拟软件,仿真轧制过程.通过板料厚度t=4mm轧制为2mm;厚度t=4mm轧制为3mm,再进一步轧制为2mm.对比分析板料的等效应变、等效应力分布,表明在同样变形量条件下,多道次轧制比一道次变形应力大,细化微观组织作用也大.另外,轧制跟踪点的等效应变与应力值在靠近上、下轧辊比中间区域数值大,该区域的晶粒细化明显.     

TA1/Q235钢累积叠压变形特性及界面组织

采用累积叠轧压方法,研究了TA1/Q235钢累积叠压变形特性及界面组织.研究结果表明:随着总应变的增加,TA1与Q235钢的变形程度的差别增大,当真应变大于1.0时二者的变形差基本上维持在1.0左右.TA1的应变在850～900℃范围内发生突变,并伴随着径向变形差值增大.当变形温度小于850℃时,在Q235钢侧,呈现出非常明显的垂直于压缩方向的变形组织;当复合变形温度为850～950℃时,在Q235钢侧出现了明显的铁素体柱状晶组织,晶粒排列整齐,几乎都垂直于界面,并且随着温度升高,铁素体晶粒粗化.当累积变形量小于1.5、变形温度为850℃时,金属间化合物的厚度为0.7～1μm,当累积变形量为2.0时厚度约1.7μm.当累积变形量为1.0时,在700～850℃条件下压制,界面化合物层厚度变化不大,为0.8～1μm,900℃时其厚度增加了1倍多,950℃时达到约2.3μm.     

18MnHP冷轧板晶粒超细问题研究

利用光学金相显微镜观察比较了１８ＭｎＨＰ冷轧板的原始坯料及在系列退火温度下的铁素体晶粒度。对其晶粒超细进引了分析研究，考虑了冷形变量、退火工艺和原始晶粒对成品材晶粒度的影响；结果表明，板坯厚度所决定的冷轧变形量是主要因素。并就钢板出现１０级超细晶未对制瓶冲压产生不利影响作了报道     

大棒材热轧工艺的数值模拟

大棒材轧制属于高温大变形塑性成形过程,为了研究轧制过程中轧件温度场、应变场及微观组织演变的规律,在热模拟实验的基础上建立了大棒材初轧道次热-力-组织耦合的有限元模拟模型.模拟结果显示,轧制过程中轧件由于发生再结晶使晶粒得到细化,初轧完成后,轧件平均晶粒尺寸由芯部到表层逐渐减小;由于大棒材初轧过程中轧件芯部变形量较小,不利于轧件芯部孔隙性缺陷的压实,因此提高热轧连铸坯的芯部致密度是改善大棒材芯部质量的重要措施之一.     

热轧带钢的冷却参数与翘曲关系

针对卷取温度为500℃的12 mm厚X70管线钢热轧带钢,利用MARC有限元软件建立层流冷却过程中的热-力-相变耦合的数学模型,计算两种下上冷却水比时层流冷却过程中温度场、应力、应变、相变体积分数和翘曲度随时间的变化.结果表明:1.25水比的冷却过程中,厚度方向上各面的冷却速度不一致,导致水冷前期带钢上下表面应变不同,带钢会产生向上的翘曲,冷却过程中边部最大的翘曲量达到21.84mm;水冷后期带钢板形会逐渐恢复平直,但由于水冷过程中发生塑性变形,终冷时厚度方向上贝氏体含量的差异,卷取时带钢边部依然有-9 mm的翘曲量.上下表面的不均匀冷却是引起翘曲的根本原因.在保证X70管线钢性能条件下,采用1.58的下上水比工艺,卷取时边部翘曲量仅为-0.58 mm,合适的下上水比能大幅度减小层流冷却过程中带钢的横向翘曲.     

拉伸轴与孪晶界角度对纳米孪晶材料变形行为的影响

基于纳米孪晶材料独特的微结构及其内部变形机制,建立了相交于孪晶界剪切变形和平行于孪晶界剪切变形的几何模型,采用有限元模拟的方法分析拉伸轴与孪晶界角度对纳米孪晶材料变形行为的影响。等效塑性应变演化过程表明:即使是相邻的晶粒,它们的应变分布也有很大不同,这都是因为拉伸轴与孪晶界角度的影响。通过合理调整角度,可以有效地延迟剪切带的出现。但是随着孪晶片层厚度的减小,角度的影响越来越薄弱。     

7056铝合金厚板轧制变形不均匀性的实验研究与数值模拟

采用金相显微镜、织构分析、力学拉伸以及DEFORM有限元技术等分析测试方法研究7056铝合金厚度为20 mm板在厚度方向的组织、织构、性能以及轧制变形规律,重点揭示厚度方向1/4处轧制变形与织构和性能的关系。研究结果表明:从厚板表层到芯部再结晶程度逐渐增加;厚板芯部的轧制织构(Brass{011}?211?,S{123}?634?,Copper{112}?111?)体积分数最大,厚板表层的再结晶织构Cube{001}?100?体积分数最小,剪切织构(r-Cube{001}?110?,{112}?110?)主要分布在厚板的表层和1/4层,且在1/4层的体积分数最大;板材强度沿厚度方向呈"W"型分布,在厚度方向1/4处强度最低。其主要原因是轧制过程中厚板1/4层的剪切应力显著比表层与芯部的大,且该层的应变、应变速度和金属流动速度比表层的高,引起轧制变形不均匀。     

钢热轧时的摩擦

一、引言钢在热轧时由于轧辊和轧件之间的摩擦而发生变形,如图1所示。热轧时在正常情况下(具有滑动摩擦时)入口侧带钢运动比轧辊慢;出口侧比轧辊快。接触区内存在一中性点 O,该点处带钢速度与轧辊速度相等。入口处与中性点之间作用的摩擦力其方向与轧辊间的带钢运动方向相同;而中性点与出口侧之间作用的摩擦力其方向与轧制方向相反。该摩擦力差为轧制提供所需之能,因此任何压下量都需要有一定的摩擦力;然而摩擦力过大会造成轧制力和力矩变高。     

工艺润滑对热轧镍铬钢力能参数的影响

镍铬钢与碳素结构钢相比,具有高的变形抗力,低的塑性和窄的压力加工温度范围。热轧耐蚀钢及合金薄钢带时,这些因素给变形条件带来很大困难。众所周知,热轧碳素钢和变压器薄钢带时,工艺润滑可降低变形区内接触摩擦力,减少轧制力能参数和轧辊磨损以及改善热轧带钢质量,从而提高生产技术经济指标。     

不锈钢冷连轧板带的表面粗糙度建模

针对不锈钢冷连轧生产工艺的特点,在引入转印率和遗传因子概念的基础上,通过深入的理论分析,推导出带钢表面粗糙度理论模型.首先通过SUS430不锈钢冷轧润滑实验进行表面粗糙度研究,定量分析压下率、来料厚度、带钢变形抗力和乳化液工艺参数等对转印率和遗传因子的影响,给出了轧辊粗糙度衰减函数方程,并对末机架入口带钢表面粗糙度进行近似求解,最终建立了不锈钢冷连轧成品板面粗糙度数学模型,并将其应用到冷连轧生产实践中.统计结果表明,粗糙度模型计算值与实测值的相对误差小于634%,该模型具有较高的精度和较好的泛化能力.     

胶印机咬纸牙在往复冲击载荷作用下的塑性变形

为了探究胶印机咬纸牙排中的牙垫材料在咬纸过程中高频往复击打条件下的变形规律,本文采用低应力多次冲击碰撞试验来模拟咬纸牙的咬纸过程,采用坐标网格法研究了40Cr硬质合金在多次冲击载荷下的宏观塑性变形效应,并建立了累积塑性应变关于冲击次数和层深的经验公式。结果表明,累积变形量随冲击次数的增加而呈非线性增大,在试样表层的应变达到最大值,并随层深的增加而近似线性减小。     

直缝焊管排辊成形中预成形段的动力显式仿真

考虑到直缝焊管的排辊成形过程非常复杂,其间涉及明显的非线性,为了更好地了解板带的成形规律,针对406 mm焊管排辊成形机组的预成形段建立了弹塑性大变形有限元模型,采用动力显式算法进行了仿真计算,分别得到了预成形段管坯的等效塑性应变分布和几何变形,并通过开口度和板宽的测量验证了仿真的准确性.研究结果表明:在预成形段时最大塑性变形发生在带钢的边缘,其次是带钢中心以及带钢与粗成形轧辊端面接触的区域;弯边轧辊对带钢边缘的变形贡献最大.     

热轧带钢精轧过程高精度轧制力预测模型

轧制力模型的计算精度直接影响热轧带钢厚度控制精度,目前大多数轧制力模型都把轧制压力分解成应力状态影响系数和变形抗力的乘积.选用与西姆斯公式吻合较好美坂佳助公式作为应力状态影响系数模型,并考虑残余应变的影响,建立了高精度轧制力预测模型.分析了残余应变对普碳钢和合金钢轧制力的影响,给出了带钢热连轧机组残余应变工程计算方法.现场应用结果表明,该轧制力模型具有较高的预测精度,可以满足在线要求.     

Surface Nanocrystallization of 1Crl8Ni9Ti Stainless Steel Induced by Shear Deformation

对1Cr18Ni9Ti板材进行球磨处理,利用光学显微镜、X射线衍射和透射电镜研究剪切变形方式下深度方向的组织演变.结果表明,剪切变形可以在1Cr18Ni9Ti中诱发表面纳米化,其过程包括：奥氏体内通过位错的增殖、运动、湮灭和重组形成具有亚微米尺度的、取向差较小的位错胞;位错胞壁不断吸收位错而转变成小角度和大角度晶界,将原始粗晶分割成亚微晶;应变量和应变速率的增加诱发机械孪生,形成纳米量级的板条状马氏体;细化组织重复上述过程使晶粒尺寸减小、取向差增大,最终形成等轴状、取向呈随机分布的纳米晶组织.外力作用方向并未改变纳米化过程,但会影响变形层的厚度.     

冷弯技术在煤矿机械中的应用研究——W型钢带机的设计

W钢带是煤巷锚杆支护中的重要构件。它可将单根锚杆联接起来组成一个整体的承载结构,显著提高支护整体效果。钢带一般由薄钢板压制成W型,钢带上有冲孔,冲孔形状为圆形或长椭圆形。W型钢带是利用带钢经多组轧辊连续进行冷弯，滚压成型的型钢产品。由于带钢的冷弯成型过程中的硬化效应，可明显提高型钢强度。冷弯成型出材率高（98％），与冲压及热轧型钢比，     

1Cr18Ni9Ti不锈钢剪切变形诱发的表面纳米化

对1Cr18Ni9Ti板材进行球磨处理,利用光学显微镜、X射线衍射和透射电镜研究剪切变形方式下深度方向的组织演变.结果表明,剪切变形可以在1Cr18Ni9Ti中诱发表面纳米化,其过程包括:奥氏体内通过位错的增殖、运动、湮灭和重组形成具有亚微米尺度的、取向差较小的位错胞;位错胞壁不断吸收位错而转变成小角度和大角度晶界,将原始粗晶分割成亚微晶;应变量和应变速率的增加诱发机械孪生,形成纳米量级的板条状马氏体;细化组织重复上述过程使晶粒尺寸减小、取向差增大,最终形成等轴状、取向呈随机分布的纳米晶组织.外力作用方向并未改变纳米化过程,但会影响变形层的厚度.     

铜箔轧制滑移系演化的晶体塑性有限元模拟

为了定量描述厚度尺寸对极薄带轧制微观变形不均匀性的影响,采用率相关晶体塑性理论和Voronoi图的多晶模型,考虑试样尺寸,晶体取向及其分布,模拟了不同厚度铜箔在相同压下率条件下的变形行为,得到了在细观尺度上铜箔的微观应力应变和滑移系分布.模拟获得的应力-应变曲线和实验测得的曲线基本一致.通过对20%压下率不同厚度铜箔的轧制变形的研究表明,无论是在晶粒内部还是在晶粒间,材料变形都非常不均匀,主要是由在铜箔厚度方向上只有一层晶粒时,晶粒尺寸、形貌和取向的不均匀分布,近邻晶粒取向差以及滑移系启动特性所引起的.     

Mn18Cr18N钢异步轧制过程的微观组织和显微硬度

研究了不同异步轧制速比对Mn18Cr18N无磁不锈钢板材微观组织和微观硬度的影响。结果表明,通过异步热轧,板材由表层到中心层的微观组织为梯度分布,表层晶粒细化效果明显;当异速比增至1.2时,表层晶粒细化至2.2μm,细晶层厚度为390μm;异步热轧板沿厚度方向的维氏显微硬度呈抛物线形式,随着异速比的增大,硬度总体水平下降,表层到中心层的硬度下降趋势增大。     

热轧AGC控制的效用性问题

减小带钢上不同位置的厚度差以及不同带钢之间的厚度差,是在未来板带轧制过程中优先解决的问题.本文介绍了热轧带钢AGC自动厚度控制方法,实验研究将压力AGC和监控AGC结合使用,实现对带钢厚度的控制.现场应用加入监控AGC的控制系统后,带钢的厚度差明显缩小,整体厚度十分均匀.生产实践表明,AGC控制系统设计合理,控制效果令人满意,值得在带钢热轧中推广.