差温轧制连铸钢坯芯部孔洞压合过程数值模拟

基于“温度-形变”耦合控制的高渗透差温轧制技术,通过DEFORM有限元软件研究了差温轧制过程中轧制前强水冷与轧制压下率对铸坯芯部缩孔压合的影响规律.研究结果表明,温度梯度是金属变形流动的主要影响因素之一,增加水冷时间等工艺条件可以提高铸坯芯表温差,获得较大温度梯度,有效提升轧制变形渗透性;在提高铸坯温度梯度的条件下,通过增加单道次轧制压下率可以进一步提高铸坯芯部金属流动性,促进孔洞压合,改善铸坯内部质量.     

ESP工艺下低碳钢奥氏体演变行为

通过楔形铸坯直接轧制和带有中间坯补热工序的大道次变形量热轧实验,研究了铸坯直接轧制、大道次变形量以及中间坯补热工序对奥氏体组织演变的影响,并与常规热轧工艺进行了对比.结果表明:随铸坯压下率增加,变形后奥氏体晶粒尺寸逐渐细化.与铸坯再加热轧制工艺相比,当压下率为48%,53.6%和66.7%时,铸坯直接轧制工艺的奥氏体晶粒较为粗大,压下率为72.3%时,其变形组织更为细小均匀.与常规工艺相比,粗轧阶段大道次变形量促进奥氏体再结晶;中间坯补热工序提高了奥氏体晶粒尺寸均匀化程度.     

薄板坯连铸液芯铸轧过程铸坯的应力应变分析

采用三维弹塑性大变形热力耦合有限元法,模拟薄板坯连铸液芯铸轧过程中的铸坯变形,并研究液芯铸轧时坯亮中应力应变场。分析影响坯壳中应力应变场的主要因素的基础上,给出压下率和坯壳厚度对应力应变场的影响规律。     

连铸坯液芯轧制的模拟实验与计算

对连铸方坯带液芯轧制的工艺进行了计算机模拟实验的分析,指出了方坯带液芯轧制时的变形特点、应力、应变的变化趋势,以及液芯率的大小对轧制能耗和应力、应变及变形规律的影响.在有液芯存在时,轧件的上下表面向内凹陷,侧面易于形成单鼓变形,并且随液芯率的增大而增大;同时由于静不定的作用引起轧件角部的旋转.加上变形的作用,将导致边部应力大大增加,其表现出来的变化是先减小而后增大的趋势.     

液芯压下工艺下 CSP连铸SPA-H钢的组织研究

通过对珠钢CSP（Compact strip production）在液芯压下LCR（Liquid core reduction）工艺和非液芯压下工艺条件下铸坯和成品板的室温组织进行对比研究，分析了连铸连轧过程中显微组织的变化过程，并探讨了CSP工艺生产LCR／非LCR工艺下组织细化的原因．研究表明：在CSP工艺下，微观组织为大量细晶铁素体和部分珠光体，最后得到的成品板具有均匀细小的组织．液芯压下工艺下铸坯表面晶粒呈不规则多边形状，与非液芯压下工艺下表面组织有明显差异；而且液芯压下工艺下铸坯内部组织枝晶化趋势变缓．经过6道轧制，成品板中组织差别不明显．组织细化原因可归结为大量位错和形变带导致的相变驱动力增加，钢中大量弥散析出氧化物以及终轧后的层流冷却作用．     

车轴钢高温黏塑性本构模型及流变行为分析

高温黏塑性本构模型是连铸坯近凝固终点压下工艺数值模拟的基础,但该条件下的应力应变数据极为缺乏,严重限制了连铸新工艺的开发.利用热模拟实验对比研究了车轴钢在近凝固终点压下和常规热变形工艺下的流变行为.结合动态回复和动态再结晶理论构建了近凝固终点压下工艺下的本构模型.结果表明:在近凝固终点压下工艺下,类铸态组织奥氏体晶粒粗大,流变应力明显低于常规热变形工艺下的流变应力;同一变形量下,动态再结晶体积分数较大.本文构建的本构模型对不同变形条件下的应力预测值与实验值吻合较好,平均相对误差约为2.62%.     

薄板坯连铸液芯铸轧铸坯变形特点

采用弹塑性大变形热力耦合有限元法，模拟薄板坯 铸液芯铸轧过程中的坯壳变形，指出液芯铸轧台阶段坯壳较薄时铸坯纵向伸长可以忽略，但铸轧后期坯壳较厚时铸坯纵向伸长不能忽略。分析影响铸坯纵向伸长的主要因素，给出铸坯纵向塑性应变与坯壳厚度和压下率的关系。     

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.     

连铸坯液芯轧制的模拟实验与计算

对连铸方坯带液芯轧制的工艺进行了计算机模拟实验的分析，指出了方坯带液芯轧制时的变形特点、应力、应变的变化趋势，以及液芯率的大小对轧制能耗和应力、应变及变形规律的影响．在有液芯存在时，轧件的上下表面向内凹陷，侧面易于形成单鼓变形，并且随液芯率的增大而增大；同时由于静不定的作用引起轧件角部的旋转．加上变形的作用，将导致边部应力大大增加，其表现出来的变化是先减小而后增大的趋势．     

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.     

厚规格钢板差厚轧制数值模拟与工艺研究

基于ABAQUS有限元软件,采用显式动力学算法对厚规格钢板三维常规轧制与差厚轧制热力耦合过程进行模拟仿真,获得差厚轧制变形区金属流动与应力、应变分布规律,研究常规轧制与差厚轧制在轧制过程中轧制力与轧制力矩的变化规律,分析差厚轧制对于轧制过程钢板咬入条件的改善.差厚轧制试验结果表明,制定合理的差厚轧制工艺,可以克服厚板坯轧制时的咬入限制,减小头部冲击造成的力矩峰值的影响,增加厚规格钢板心部变形的渗透,在一定程度上可以改善变形均匀性和组织均匀性.     

CSP连轧过程变形的有限元分析

借助Marc商用软件,采用弹塑性大变形热力耦合有限元法,对薄板坯CSP连轧过程的变形过程进行模拟,分析了轧制过程中各道次轧件等效应力、等效应变、等效应变速率和轧制力的变化．结果表明：在轧制变形区内,等效应变沿轧制方向逐渐增大,在轧件出口处达到最大值;而在轧件入口表面附近等效应力和等效应变速率最大;在轧制稳定阶段．轧制力在微小范围内波动;轧制力模拟值与实测值基本一致．分析结果可以为工业生产提供参考．     

中厚板边裂的形成与控制

边裂是中厚板常见的表面缺陷之一。连铸坯角部表面横微裂和皮下气泡缺陷及轧制中轧板上下表面不均匀变形是边裂产生的主要原因。通过控制钢中w[Als]，避免高温浇注，选用合适的保护渣，控制矫直温度，保持铸机状况良好，改善铸坯角部的表面质量；通过减小横轧展宽量，提高板坯加热均匀性，保证轧制压下量，优化轧机配辊，减小轧件边部的不均匀变形？可大大降低中厚板边裂的发生率。     

基于有限元数值模拟的宽厚板热轧过程宽度控制ANN模型

利用商业有限元分析软件DEFORM-3D,建立宽厚板热轧过程中立辊侧压和随后平轧过程的三维热力耦合刚塑性有限元模型.模拟了不同板坯厚度、板坯宽度、立辊压下量和平辊压下率条件下320种立辊侧压和随后平轧过程,探讨了不同工艺参数对调宽效率的影响规律.模拟结果表明,调宽效率随着板坯宽度和立辊压下量的增加而升高,随着板坯厚度和平辊压下率的增加而降低.基于上述有限元数值模拟结果,借助BP人工神经网络,建立了热轧宽厚板立轧-平轧宽度控制模型,经测试,模型预测的调控效率与有限元数值模拟结果符合很好.将宽度控制模型用于宽厚板实际热轧过程的有限元数值模拟,模拟轧件宽度与实测宽度吻合很好.     

薄板坯连铸连轧工艺下Hi-B钢的组织及织构

采用金相显微镜和扫描电镜研究实验室模拟薄板坯连铸连轧( TSCR)工艺试制的高磁感取向硅钢( Hi- B钢)组织、织构的演变特征. 研究发现实验室模拟薄板坯连铸连轧工艺试制的Hi-B钢热轧板显微组织及织构在厚度方向上存在不均匀性. 常化板表面脱碳层铁素体晶粒明显粗化,常化板织构基本继承了热轧板相应的织构类型,仅织构强度不同. 一次大压下率冷轧后,晶粒及其晶界沿轧向被拉长形成鲜明的纤维组织,织构主要为α纤维织构和γ纤维织构,脱碳退火后试样发生回复和再结晶现象并形成初次晶粒组织,脱碳退火后织构分布较为集中. 温度升高至1000℃时二次再结晶开始,1010℃时钢中晶粒发生异常长大,高斯织构强度达到61. 779. 成品磁感为1. 915 T,铁损为1. 067 W·kg-1 .     

Microstructure evolution and mechanical properties of a hot-rolled Ti alloy

The microstructure evolution and mechanical properties of a hot-rolled Ti-5.1 Al-2.5 Cr-0.5 Fe-4.5 Mo-1.1 Sn-1.8 Zr-2.9 Zn titanium alloy sheet along the thickness direction were investigated.The results indicated that the hotrolled titanium alloy sheet presented different microstructures along the thickness direction owing to the uneven distribution of stress and temperature during the hot rolling.The grains in central region underwent a larger deformation,leading to relative complete grain fragmentation and the formation of fine grains.During the air cooling process followed by hot rolling,the fraction of a phase precipitated in the central region was lower than that in the regions near the surface of the sheet.During hot rolling process,more deformation energy transformed to thermal energy and lower cooling rate in the central region promoted the α→β phase transformation,resulting in the increasing of the dynamic recrystallization in the β phase.By contrast,the dynamic recrystallization for a phase decreased.Distinct {0001}_α and {001}_β textures were observed,and these textures were markedly strengthened with the increasing distance from the central region.Due to the softening induced by dynamic recrystallization and the strengthening by concentrated dislocations,the surface of the sheet exhibits highest yield strength and lowest elongation.     

轧件内部裂纹的模拟实验方法与愈合行为

提出一种预置轧件内部裂纹的模拟实验新方法,即钻孔填充法,将其用于普碳钢中厚板内部裂纹的预置,并对其愈合行为进行轧制实验研究.研究了位于轧件中心、厚度方向三分之一处等位置的裂纹愈合情况.实验结果表明,压下率达到50%以上、开轧温度在1100℃时,内部裂纹可完全愈合;且位于轧件厚向中心位置裂纹的愈合程度好于其他位置,采用缓冷方式时裂纹的愈合程度好于空冷.对轧制过程中裂纹愈合的机理进行了分析,认为在轧制变形条件下,压应力状态为裂纹愈合提供了静力学条件,塑性变形过程中大量原子的定向运动,为裂纹愈合提供了物质补给条件,裂纹两侧的金属原子更容易找到新的平衡位置,形成统一的晶格点阵,从而实现裂纹愈合.     

多道次中厚板热轧过程的综合数值解析法模拟

采用微分方程的解析解法和数值解法相结合的思路建立了中厚板热轧过程温度场、变形场和轧制力的综合求解模型.在该模型中,考虑到轧件厚度方向的温度梯度远大于沿宽度和长度方向的温度梯度,因而将热传导方程简化为一维微分方程,基于拉格朗日坐标建立了温度场的级数解法.针对中厚板轧制的速度场特点设定了速度场函数,基于欧拉坐标架建立了应变速率和应变的数值解法,从而解决了多道次轧制过程的温度场与变形场连续计算问题.利用该模型模拟了中厚板12道次热轧的成形过程,给出了轧件温度随时间的连续变化曲线以及各道次的轧制力、应变和应变速率的分布和大小.模拟结果与工业现场实测数据吻合较好.     

Impact of asymmetry deformation on microstructure and mechanical properties of AZ31B alloy sheets deformed by on-line heating rolling

The effect of asymmetry deformation on microstructure and mechanical properties of AZ31 sheet was investigated in the present paper. Two AZ31 sheets were rolled together with an on-line heating rolling mill and separated from each other afterwards. For each sheet, the strain on both surface during rolling was asymmetry and this rolling method is called asymmetry rolling (AR) in present work. For comparison, symmetry rolling (SR) was also carried out on the same rolling mill that only one sheet was rolled in one pass. The sheets deformed by AR showed more homogeneous microstructure with higher recrystallization level and symmetry distributional basal texture. Moreover, SR sheets showed many narrow shear bands which distributed as “V” shape along rolling direction, while less shear bands with wider size are observed in AR sheet. The shear bands in AR sheet distributed as a line and across the entire thickness of the sheet, resulting in layered bimodal structure. Based on the unique microstructure and texture characteristics, AR sheet has lowest mechanical property anisotropy and a good balance of strength and elongation.     

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.