中厚板轧制过程横向厚度的计算方法

在板坯轧制过程中,由于一些不对称的轧制条件的影响,会使辊系的平衡发生变化,进而影响到轧件的横向厚度分布,使轧件凸度分布异常,出现跑偏现象,最终导致产品的板形不良和尺寸精度变差.基于悬臂梁假设和半无限体假设,同时考虑了工作辊的压扁,开发出可以计算轧件横向厚度分布的影响函数法,通过对轧件的横向厚度的分析和计算,得出了轧件的横向厚度与不对称轧制条件间的定量关系.轧件横向厚度的计算结果对轧制过程中避免侧弯的发生、提高成材率具有重要意义.     

4Cr9Si2马氏体钢气门楔横轧工艺研究

通过热模拟等温压缩实验,获得4Cr9Si2马氏体耐热钢的本构关系.借助DEFORM-3D有限元软件针对4Cr9Si2马氏体耐热钢楔横轧成形过程进行数值模拟,得到工艺参数对轧件缩颈和心部疏松的影响规律.通过轧制实验验证有限元模拟的正确性,对轧制后的轧件进行金相组织分析.研究结果表明:随着成形角增大,楔入段轴向金属流动速度大于横向金属流动速度,减小横向应力最大值和横向应力持续时间,使轧件心部缺陷产生可能性减小;随着展宽角增大,同样可以减小横向应力数值和横向应力持续时间,使轧件心部缺陷产生可能性减小;随着成形角减小和展宽角增大,减小轴向力F2,改善缩颈现象;其横截面中心原奥氏体晶粒尺寸为11μm,气门杆部微观组织得到改善.     

高锰无磁钢异步热轧温度场有限元分析

为研究高锰无磁钢异步热轧过程中温度场的变化规律。文中采用有限元软件MSC.Marc,并基于刚塑性有限元法的仿真模型对高锰无磁钢的异步热轧过程进行数值模拟,分析了轧制过程中初始温度、压下量和异速比对轧件上、下表面和心部温度的影响。研究结果表明:在轧制过程中轧件存在明显的温度效应。在变形区域,各节点温度曲线增幅随着初始温度的上升而减小,温度效应呈逐渐减弱的趋势;随着压下量和异速比的增加,轧件上、下表面温度下降幅度逐渐减小,而心部温度上升幅度逐渐增大。     

热力耦合CSP连轧过程温度场的有限元分析

借助Marc商用软件,采用二维弹塑性大变形热力耦合有限元法,对薄板坯CSP第一道次热轧过程的温度场进行模拟,分析了轧制过程中轧件温度场的分布和变化规律.结果表明:在轧件变形过程中,接触热传导和变形热是影响温度变化的主要因素,二者的综合作用决定了轧件的温度变化规律;轧制结束后,轧件从表面到心部在一定厚度范围内出现明显的温度梯度,超过该临界厚度值,轧件温度基本保持不变.分析结果可以为工业生产提供参考.     

废弃纤维再生混凝土劈裂抗拉强度尺寸效应试验

目的研究再生骨料取代率、废弃纤维掺入量和混凝土强度等级对废弃纤维再生混凝土立方体试件劈裂抗拉强度的尺寸效应.方法对15组边长为100 mm、150 mm、200 mm的立方体试件进行劈裂抗拉试验,通过尺寸效应度评价各参数对尺寸效应的影响规律;采用最小二乘法,验证经典尺寸效应理论模型对废弃纤维再生混凝土的适用性.结果随着再生骨料取代率的增加,劈裂抗拉强度尺寸效应增加;随着废弃纤维掺入量的增加,劈裂抗拉强度的尺寸效应先减小后增加,当废弃纤维掺入量为0. 12%时,尺寸效应现象较小;混凝土的强度等级越高,强度的尺寸效应现象越明显;两种经典尺寸效应理论试验数据的拟合相关系数介于0. 946～0. 999.结论废弃纤维再生混凝土的劈裂抗拉强度存在尺寸效应现象,与普通混凝土随强度等级的变化规律一致,Bazant尺寸效应理论无切口情况修正和Carpinteri分形尺寸效应适用于废弃纤维再生混凝土尺寸效应的分析.     

变厚度轧制轧件水平速度变化规律

为了揭示变厚度轧制过程轧件水平速度与轧辊垂直移动速度之间的关系,从分析变厚度轧制微元体变形入手,利用体积不变条件,建立了变厚度轧制变形区轧件水平速度关系微分方程(VGR-V方程).在给定的边界条件下对VGR-V方程进行了求解,得到了计算变形区轧件水平速度的表达式,同时验证了变厚度轧制同一时刻变形区轧件各断面秒流量不相等.给出了变厚度轧制过程的轧件水平速度分布的典型算例,从中可见各工艺参数对轧件水平速度的影响规律.该研究结果为变厚度轧制变形参数和力能参数求解提供了基础.     

轧制参数对楔横轧变截面等内径空心轴晶粒粒径的影响

为了得到楔横轧变截面等内径空心轴的微观组织演变规律,借助刚塑性有限元软件DEFORM-3D,建立楔横轧热-力-微观组织耦合的有限元模型,对轧制过程的微观组织演变过程进行数值模拟,研究原始相对壁厚、成形角和展宽角对轧件平均晶粒粒径的影响规律。研究结果表明:轧件平均晶粒粒径随坯料原始相对壁厚Q的减小而减小,随着成形角α的减小而减小,随着展宽角β的增大先减小后增大。综合楔横轧空心轴内孔椭圆度和平均晶粒粒径的影响,原始相对壁厚Q=0.625、成形角α=40°、展宽角β=3°为最优的轧制参数,建立的有限元模型具有可靠性。     

复合材料层合板辊压工艺参数影响轧辊轴承振动实验研究

利用卧式二辊试验轧机辊压"三明治"式AZ31-PE复合材料层合板,改变轧制速度、压下率和基体厚度配比辊压工艺参数,测量层合板咬入时轧辊轴承的振动响应,并将结果进行对比分析.随着轧制速度和压下率的增大,轧辊轴承水平方向加速度峰值、垂直方向加速度峰值和轧制力峰值均增大;当基体厚度配比为53.98％时,轧辊轴承出现较大的振动,随着基体厚度配比增加,振动明显减小;复合材料层合板由于自身的高阻尼特性,可以降低轧辊轴承在轧件咬入冲击阶段的振动,消减轧机主传动系统的振动.     

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.     

金属箔材轧制过程中第二相颗粒的尺寸效应研究

金属箔材轧制时,箔材的厚度最小为几个微米.微米级甚至是亚微米量级尺寸的第二相颗粒都可能对基体的力学性能,甚至是箔材的表面形状造成影响.相对于基体而言,颗粒的软硬程度及其大小对轧制过程中箔材的影响是截然不同的.该文通过有限元模拟的方法研究了单个的硬质及软质第二相颗粒对箔材基体性能及形状的影响.论文中引入参量：颗粒直径/箔材厚度比(以下简称d/T).结果表明,箔轧时,相较于硬质颗粒而言,不同尺寸的软质颗粒对箔材的影响较大.第二相颗粒为软质颗粒时,应力集中程度及箔材表面变形程度随着颗粒尺寸的增大而增大,当d/T小于1/20时,第二相颗粒周边基体应力集中现象不明显;当d/T为1/20～1/5时,应力集中比较明显,箔材表面发生轻微变形;当d/T大于1/5时,基体中应力集中明显,箔材表面变形严重.第二相颗粒为硬质颗粒时,随着d/T的增加应力集中现象越不明显,基体表面几乎没有变形.     

冷加工率对汽车水箱翅片用铝箔抗下垂性能与组织的影响

汽车水箱是汽车热交换器的重要部件,其性能和质量关系到汽车的品质.为了减重和提高其散热效果,对翅片用铝箔提出了超薄、高强和抗下垂的要求.对用于汽车水箱翅片的0.065 mm厚的铝箔加工工艺进行了研究.研究结果表明,成品冷加工率为45%的铝箔,具有较好的、适用于翅片成型的室温力学性能;钎焊后,能使翅片获得沿轧制方向粗而大的晶粒组织,该组织晶界强度大,阻止了高温下晶界的滑移,具有较好的抗下垂性能.     

金属桥箔爆发规律的数值计算

为研究金属桥箔的桥区尺寸和厚度对其爆发性能的影响,通过实验测试了不同尺寸金属桥箔的爆发电流和爆发电压曲线. 实验结果表明,随着金属桥箔桥区尺寸和厚度减小,金属桥箔的爆发电流减小,爆发时间提前. 利用FIRESET动态电阻模型计算了不同桥区尺寸和厚度的金属桥箔的爆发电流和爆发电压曲线,计算结果与实验数据基本吻合,验证了模型的准确性和测试结果的有效性. 对实验和计算结果分析可知,减小桥箔尺寸和厚度有利于减小其爆发电流,桥箔尺寸和厚度变化与爆发点变化基本呈线性关系.      

Effects of submicron diamonds on the growth of copper in Cu-diamond co-deposition

Submicron diamonds were co-deposited on aluminum substrates with copper from the acid copper sulfate electrolyte by electrolyte-suspension co-deposition. After submicron diamonds were added to the electrolyte, the shape of copper grains transformed from oval or round to polyhedron, the growth mode of copper grains transformed from columnar growth to gradual change in size, and the preferred orientation of copper grains transformed from (220) to (200). Analyzing the variation of cathodic overpotential, it was found that the cathodic overpotential tended to remain unchanged when copper plane (220) grew in the process of electrodepositing pure copper, while it tended to decrease with time when copper plane (200) grew in the process of co-deposition. It was inferred that copper plane (200) was propitious to the deposition of submicron diamonds.     

Mechanical properties of electroformed copper layers with gradient microstructure

The electroformed copper layer with gradient microstructure was prepared using the ultrasonic technique. The microstructure of the electroformed copper layer was observed by using an optical microscope (OM) and a scanning electron microscope (SEM). The preferred orientations of the layer were characterized by X-ray diffraction (XRD). The mechanical properties were evaluated with a Vicker’s hardness tester and a tensile tester. It is found the gradient microstructure consists of two main parts: the outer part (faraway substrate) with columnar crystals and the inner part (nearby substrate) with equiaxed grains. The Cu-(220) preferred orientation increases with the increasing thickness of the copper layer. The test results show that the microhardness of the electroformed copper layer decreases with increasing grain size along the growth direction and presents a gradient distribution. The tensile strength of the outer part of the electroformed copper layer is higher than that of the inner part but at the cost of ductility. Meanwhile, the integral mechanical properties of the electroformed copper with gradient microstructure are significantly improved in comparison with the pure copper deposit.     

电沉积制备铁-镍-铬纳米晶合金箔工艺的正交设计

运用正交设计研究影响电沉积铁-镍-铬合金箔质量的主要工艺因素, 分析电流密度、溶液温度和溶液的pH值等各因素对合金成分和电流效率的影响, 通过综合评分的方法确定最佳工艺条件, 并对最佳工艺条件下获得的合金箔材的微观形貌、结构、物理和化学性能进行研究.研究结果表明: 制备的合金箔材成分为60%～65?, 34%～36%Ni, 1%～2%Cr, 厚度均匀, 表面光滑, 结晶细致. 扫描电镜观察和X衍射结果表明: 其晶粒尺寸在纳米范围内, 合金箔的抗拉强度和延展率分别为658 MPa和6%以上, 电阻率超过90 μΩ·cm, 磁感应强度为1.25 T, 最大导磁率为1.096×10-2 H·m-1, 矫顽力为357.53 A·m-1;箔材具有优异的耐腐蚀性能.     

Recrystallization behavior of Ti40 burn-resistant titanium alloy during hot working process

The recrystallization behavior of deformed Ti40 alloy during a heat-treatment process was studied using electron backscatter diffraction and optical microscopy. The results show that the microstructural evolution of Ti40 alloy is controlled by the growth behavior of grain-boundary small grains during the heating process. These small grains at the grain boundaries mostly originate during the forging process because of the alloy’s inhomogeneous deformation. During forging, the deformation first occurs in the grain-boundary region. New small recrystallized grains are separated from the parent grains when the orientation between deformation zones and parent grains exceeds a certain threshold. During the heating process, the growth of these small recrystallized grains results in a uniform grain size and a decrease in the average grain size. The special recrystallization behavior of Ti40 alloy is mainly a consequence of the alloy’s high β-stabilized elemental content and high solution strength of the β-grains, which partially explains the poor hot working ability of Ti–V–Cr-type burn-resistant titanium alloys. Notably, this study on Ti40 burn-resistant titanium alloy yields important information related to the optimization of the microstructures and mechanical properties.     

纯铜表面纳米化的微观结构演化及其力学性能研究

利用表面机械滚压处理（surface mechanical rolling treatment,SMRT）工艺在纯铜表面制备出梯度纳米结构层,获得了最表层为取向随机的纳米晶粒、亚表层的晶粒尺寸在厚度方向上呈梯度分布的结构层。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对微观组织进行表征,研究了晶界、位错、孪晶界等微观结构的演化。通过改变SMART工艺参数,在纯铜表面制备出不同厚度的梯度纳米结构层,对比分析了梯度纳米结构层厚度对纯铜力学性能的影响。结果表明：经SMRT后,试样距表面大约5 μm处的显微硬度高达1.56 GPa,其横截面的硬度随着距表面深度增加呈递减趋势;相比于粗晶铜,SMRT后纯铜的屈服强度提高了2倍多,而塑性损失很少,并且SMRT后纯铜的屈服强度随着梯度纳米结构层厚度的增加而提高。     

压延铜箔生产工艺概述

综述了国内外压延铜箔的生产现状,分析了压延铜箔的生产工艺和关键技术,指出厚度控制、表面质量和表面处理是铜箔生产的关键环节,全面、全过程和全员参与的质量管理制度是压延铜箔生产的保证;介绍了电子铜箔的种类、应用领域和工业标准;综合对比了电解铜箔与压延铜箔的性能,与电解铜箔相比,压延铜箔具有更好的延伸性和耐折性,更高的软化温度和强度,更低的表面粗糙度,指出压延铜箔是制造挠性印刷线路板基板的关键材料.