铁素体不锈钢高温氧化层生长及热轧粘辊研究

通过高温氧化实验研究了超纯21%Cr铁素体不锈钢高温氧化层的生长情况,并采用开发的模拟铁素体不锈钢热轧粘辊实验方法研究了表面氧化对超纯21%Cr铁素体不锈钢热轧粘辊的影响,探讨了铁素体不锈钢的热轧粘辊机理.实验发现:超纯21%Cr铁素体不锈钢的炉生氧化铁皮较厚,而热轧过程中二次氧化铁皮生长较缓慢;锤头在循环轧制过程中出现的表面裂纹为热轧粘辊提供了形核地点;在高温变形过程中,表面氧化对铁素体不锈钢带钢表面具有保护作用,可以减轻热轧粘辊.     

单位宽度轧制力对热轧带钢凸度的影响规律

为了建立高精度的热轧带钢凸度计算数学模型 ,根据带钢凸度计算理论 ,采用影响函数法开发了四辊轧机带钢凸度影响率计算软件 ,系统地分析了单位宽度轧制力、轧辊直径和压下量对单位宽度轧制力影响率的影响规律·结果表明单位宽度轧制力影响率随带钢宽度的增加呈抛物线变化 ;轧辊直径和压下量对单位宽度轧制力影响率有一定的影响 ;建立了高精度单位宽度轧制力影响率的数学模型 ,确定了单位宽度轧制力影响率基本值及工作辊直径、支撑辊直径、压下量对单位宽度轧制力影响率修正系数的 6次拟合系数 ,为板形控制系统模型的建立及参数优化提供了理论依据     

板带钢头部翘曲的有限元分析

为了减轻轧件头部翘曲给轧制过程带来的影响,根据现场轧制工艺,采用弹塑性有限元法建立了三维非对称轧制有限元模型.利用该模型分析热轧板带钢生产过程中轧件头部翘曲的产生机理,并研究了不同轧制工艺下的辊速比、上下表面温差、不同摩擦系数对轧件头部翘曲的影响规律.结果表明,随着压下量的增大,轧件头部翘曲量的增大趋势减缓,采用不同的配辊方案(异径比)可控制其头部翘曲的现象.     

轧辊偏移条件下六辊轧机的板形调控特性

为提高冷轧带钢六辊轧机辊系的稳定性,目前常采用轧辊偏移方法.本文通过ABAQUS有限元软件建立辊系-轧件一体化耦合模型,对不同轧辊偏移辊系进行受力分析,揭示了不同轧辊偏移条件对六辊轧机板形调控特性的影响规律.结果表明,中间辊正向偏移轧制时,工作辊弯辊力对二次凸度调控功效最好,对四次凸度影响较大;在四种偏移方式条件下,中间辊弯辊力在0~300 kN范围内对带钢二、四次凸度调控功效基本相同;中间辊正向偏移轧制时,中间辊弯辊力在300~500 kN范围内对带钢二次凸度调控功效最好;工作辊正向偏移轧制时,中间辊弯辊力对四次凸度影响较大;不同轧辊偏移条件下中间辊窜辊对带钢二次凸度调控趋势基本相同,且负窜辊对二次凸度的调控功效优于正窜辊,工作辊正、反向偏移轧制条件下中间辊窜辊对四次凸度影响较大.     

宽带钢热连轧机自由规程轧制的板形控制技术

针对无取向硅钢连续自由编排"批量同宽"的自由规程轧制要求,自主开发了ASR-C非对称自补偿工作辊技术.采用ANSYS建立了三维辊系有限元模型.有限元分析和工业应用试验发现,ASR-C工作辊无论是在带钢宽度变化时,还是在轧制单位完整服役期内,均具有稳定的凸度和磨损控制双重能力,同时ASR-C工作辊增强了辊缝横向刚度和弯辊力的调节效率.在武钢1 700 mm热连轧机进行了2.55 mm×1 280 mm宽幅无取向硅钢"批量同宽"轧制的ASR-C工作辊工业试验.结果表明,凸度≤45μm的带钢比例由常规工作辊的41.8%提高到98.2%,凸度>53μm的带钢比例从33.9%下降到1.8%,ASR-C工作辊辊形自保持性达到88%.ASR-C技术取得显著稳定的凸度和磨损控制效果,实现了"批量同宽"的自由规程轧制.     

热轧带钢氧化铁皮拉伸开裂行为

采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和万能拉力试验机,研究了Q235-A带钢氧化铁皮的组织、结构及其开裂行为.结果表明,氧化铁皮的成分主要为Fe3O4、Fe2O3和Fe,含有少量的FeO,氧化层厚度比较均匀,约为10μm,结构致密且与基体结合较好.拉伸实验表明,随着应变的增加,裂纹条数增加呈先慢,后快,再慢的规律.应变达到0.05%时氧化铁皮开始出现裂纹,当应变在0.08%~0.10%范围内裂纹条数随应变增加非常明显,当应变超过0.10%时裂纹条数增加缓慢,应变超过0.15%时裂纹条数几乎不再增加.     

三维曲面柔性轧制辊形计算方法

分析了利用曲面柔性轧制方法实现三维曲面件成形过程中板料厚度变化与轧制变形之间的关系,推导出当工作辊弯曲形状为圆弧时,凸曲面柔性轧制不均匀辊缝的辊缝分布以及工作辊排布函数公式.根据该公式对凸曲面柔性轧制进行数值模拟研究,并通过计算将离散辊全局压下量转化为局部压下分量,得到较好的模拟结果.研制了小型实验装置并进行成形实验,得到典型实验件.数值模拟与实验结果表明,曲面柔性轧制用于成形三维曲面零件具有可行性和实用性.     

热轧带钢表面缺陷成因

对某厂生产的热轧带钢存在的裂纹、分层、划伤等缺陷问题,在扫描电镜下进行形貌及能谱图分析表明:板坯表面宽且深的裂纹,可能是由于出钢时卷渣造成的;冷轧板表面分层通常是由卷渣、大型夹杂物引起的,分层处主要为硅酸盐类复合夹杂以及硫化物夹杂;表面纵向划伤为炉生氧化铁皮与次生氧化铁皮的混合物压入钢板表面产生的.     

热带轧机轧辊表面氧化膜疲劳脱落的有限元分析

根据热带轧机工作辊与支撑辊之间的接触应力、带钢与工作辊之间的应力,以及轧制过程中的轧辊热应力解析结果,利用大型有限元分析工具ANSYS分析了热轧带钢轧辊的表面氧化膜疲劳脱落问题·结果表明,随着加载次数的增加,氧化膜在原有微裂纹处沿X方向的疲劳应力增加,这将导致在原有微裂纹处沿Y方向产生疲劳裂纹·在氧化膜与轧辊基体的结合面上,由于剪切应力的增加将发生沿轧辊氧化膜与轧辊基体结合部位X方向疲劳裂纹·由于X方向疲劳裂纹和Y方向疲劳裂纹的不断扩展,使得裂纹相遇而导致了轧辊表面氧化膜的脱落·     

热轧带钢麻面缺陷控制方法

通过对轧线工作辊冷却水的优化调整、辊缝喷淋水的改进以及轧制计划编排的优化工作,改善了带钢麻面缺陷,提高了轧线单个轧程的长度,减少日常换辊次数,在保证带钢质量的前提下极大的提高了有效生产率,同时减少了磨削辊耗.     

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.     

单道次热轧对Fe-15Si硅钢氧化层形貌的影响

将Fe-15Si硅钢试样分别在1000~1200℃空气条件下氧化30min，观察发现在1000℃和1100℃时，氧化层与基体界面处存在硅酸亚铁，而当温度为1200℃时，硅酸亚铁不但存在于界面处，同时也存在于氧化层中.将各温度下得到的带有氧化层的试样进行单道次热轧试验，压下率分别为10%和30%，发现1000℃和1100℃时，较高的压下率使氧化层破碎更加严重，但是单道次热轧未能改变氧化层的结构；当温度为1200℃时，由于液态的硅酸亚铁的出现，单道次热轧能够将界面处的液化的硅酸亚铁层挤压到氧化层中，消除了硅酸亚铁层的钉扎基体的效应，改善了氧化层与基体界面的平直度.     

轧制过程的显式动力学有限元模拟

分析了显式动力学弹塑性有限元方法的计算过程,并用其对平板轧制问题进行了模拟计算·模拟时轧辊采用刚性材料模型,轧件采用双线性强化材料模型,轧件具有一定的初始速度并向辊缝运动,咬入后靠摩擦完成轧制过程·通过模拟计算,得出咬入、稳定轧制和抛钢阶段整个轧制过程的应力应变场·将板宽对称中心线轧制压力分布的计算结果与实验值进行对比,表明计算结果准确·另外通过对计算结果进行分析还可以得出,在稳定轧制阶段存在弹性预变形区、塑性变形区和弹性恢复区;轧制压力沿接触面的分布在入口和出口的变化梯度较大,中间区域的变化梯度较小·     

铸态镁合金大压下轧制对组织和边裂的影响

主要研究了道次压下率和轧制道次数对AZ31B扁锭坯大压下轧制所制备板材边裂以及微观组织的影响.轧制工艺为350℃下两道次或四道次大压下轧制.金相观察、边裂统计和XRD织构分析表明:当总压下率达到37%时,轧板开始出现边裂;并且裂纹深度随着压下率的增大而增加.随着压下率的增加,孪晶明显增多.当总压下率达到54%时,大部分区域已完成再结晶;进一步增大压下率,组织中出现变形局域化现象;当总压下率为82%,轧制道次增多时,边裂出现一定程度减弱,同时基面织构分布由双峰变为单峰.     

2205双相不锈钢变厚度轧制过程仿真分析

针对不锈钢在轧制过程中易出现边裂,影响产品质量问题,基于变厚度轧制及塑性变形理论,结合Gleeble-3800热压缩模拟实验数据,构建2205双相不锈钢的热变形本构方程及不同轧制区域的轧制力学模型.基于变厚度交叉轧制工艺实现板带边部和中部区域的不同压下率控制,采用DEFORM软件对轧制过程进行模拟仿真,并对比分析变厚度交叉轧制与普通平轧的边部损伤情况以及不同厚度区域的金属流动规律.仿真结果表明,变厚度交叉轧制的边部损伤因子相对于普通平轧减小了22%,同时通过改变边部变厚度曲线能够改善边部损伤问题,有效提高不锈钢板带成材率及产品质量.     

两次冷轧压下率分配对IF钢深冲性能的影响

为提高IF钢深冲性能,以热轧带钢为原料,采用两次冷轧的实验方法,在实验室冷轧机上进行润滑轧制·冷轧实验表明,在总压下率一定的情况下,两次冷轧压下率的分配是影响IF钢深冲性能的关键·实测轧制试件的r值,得出在总压下率一定时,两次冷轧比一次冷轧的塑性应变比r值要高;同时得出一次冷轧压下率较小,二次冷轧压下率较大时,可使r值提高;如果冷轧总压下率适当提高,也可使r值提高;两次冷轧压下率均为75%时,r值可达3 2以上·通过对轧制试样的ODF织构分析,表明与实测r值一致·对显微组织观察表明,晶粒呈等轴状时有利于深冲性能·     

接触性特征有限条在冷弯成形过程中的应用研究

冷弯型钢是广泛应用的型材,其轧制质量由孔型决定。现有的孔型设计主要依靠经验公式和经验参数,所以设计的孔型往往需要实际修正。笔者提出的方法可以为设计孔型提供理论依据,可以减少大量的数据冗余。特征有限条中的接触性特征有限条能够较好地解析钢带的变形过程,对孔型设计的智能化起着指导性的作用。     

四辊轧机热轧带钢板形的急停测量实验研究

结合国内某厂6机架热连轧精轧机组实际条件,选取典型产品制定了带钢轧制过程中板形急停后的测量实验方案.根据此方案进行了测量实验,得到带钢机架间板凸度实测值.结合轧制过程中各道次轧制力、弯辊力及辊形曲线等实际数据,采用基于影响函数法的四辊轧机辊系弹性变形软件针对该典型产品的板形控制过程进行计算,分析了轧辊平均凸度计算值与设定值之间存在偏差的原因.将带钢机架间横向厚度分布的计算值与实测值进行比较,二者吻合较好.     

热芯大压下轧制厚板坯缩孔及表面开裂的数值模拟

为了研究连铸坯热芯大压下轧制工艺对铸坯内部缩孔和表面开裂的影响,以EH47船板钢为研究对象,利用数值模拟方法,对比研究了热芯大压下轧制和常规热轧的工艺效果.结果表明,热芯大压下铸坯厚向温度梯度更大,芯部应变水平和厚向变形均匀性提高;当压下量为50 mm时,热芯大压下轧后残余孔隙体积比常规工艺小18.4%;由于热芯大压下铸坯表面的应变速率和变形温度较低,导致其侧表面和角部的开裂风险大于常规轧制,但不会造成表面裂纹缺陷.