GH4169异型材单轧槽轧制工艺

采用轧制工艺生产GH4169合金异型材,结合实验条件,基于有限元模拟软件建立了单轧槽少道次轧制过程的三维刚塑性有限元模型。采用异型坯作为坯料,分析了轧制过程中孔型充满度、变形温度、等效应变和等效应力的分布情况。模拟结果表明,采用Φ160 mm×200 mm轧机时,初轧温度为1070℃,断面收缩率为45%,单轧槽两道次轧制成形,孔型充满度良好,等效应变约为0.3~1.4。结合模拟结果,在轧机上进行了热轧实验,轧件厚度满足尺寸要求,宽度比成品小2 mm,没有发生晶粒细化。这主要是由于多火次、多次数轧制,使得加热引起的晶粒长大程度大于小变形量引起的晶粒细化程度,使得晶粒未细化,宽度不够。     

基于数值模拟的TA1等温等通道角挤压变形行为与试验研究

采用Deform-3D对TA1等通道角挤压过程进行数值模拟,分析材料变形过程的流动规律、等效应力应变分布情况及载荷变化情况。结果表明,材料在模具通道转角处发生剧烈塑性变形,成形载荷迅速增大,整个挤压过程载荷波动剧烈,截面上应力应变分布不均匀。进行了等温等通道角挤压变形试验,结果表明,TA1在400℃下经等通道角挤压后零件表面光顺,无起皱破裂现象;材料的抗拉强度由挤压前404 MPa提高到585.24 MPa,材料显微硬度由211.49 HV提高到261.32 HV。金相结果显示,粗大的原始晶粒挤压后明显细化,在晶粒内部存在少量变形孪晶。     

带有锥台及沟槽钢芯温楔横轧成形分析

采用楔横轧工艺,用温轧轧制钢芯,并对其成形过程进行研究。根据零件的成形特点,采用UG软件设计楔横轧不同工艺参数需要的模具,采用Deform软件模拟成形过程,从中选出最佳的工艺参数,并分析该工艺参数下钢芯大弧体不同成形阶段径向截面等效应力、等效应变及轴向截面等效应力、等效应变,最后通过实验轧制出产品。结果表明:成形角、展宽角等工艺参数对轧件外形及心部质量有很大影响;采用合理的楔横轧工艺参数可以轧制出心部无缺陷的合格产品;轧件的等效应力及等效应变均存在一定的规律,且最大值均在合理的范围内。     

异步叠轧法制备超细晶铜的组织及性能

室温下对纯铜进行异步叠轧,制备超细晶铜材,研究了异步叠轧过程中纯铜显微组织演变、界面复合以及力学性能的变化。结果表明:搓轧区的存在促进了界面的复合和晶粒的细化;经六道次异步叠轧后可以使纯铜的平均晶粒尺寸从30μm减小到1μm,抗拉强度为450.3 MPa,屈服强度为346.5 MPa,轧制面显微硬度为108.5 HV,横截面显微硬度为66.3 HV,纵截面显微硬度为77.4 HV,伸长率为3%。     

轧制速度对AZ31镁合金管材冷轧成形的影响

轧制速度是三辊式冷轧成形过程中关键的工艺参数,决定其力学特征及温升情况。基于此,本文以冷轧AZ31镁合金管材为研究对象,通过全流程数值仿真计算,对比分析不同轧制速度在各特征变形段对等效应力、等效塑性应变及节点温度的影响规律。结果表明,等效应力、等效塑性应变及节点温度均随轧制速度的增大而增大。通过元胞自动机模型及实验等手段,探明了晶粒在轧制过程中产生连续再结晶并细化的初步组织演变规律;对比分析实验与模拟结果并结合多方面因素,得到800mm/s的轧制速度可以更好的满足工艺要求的结果,为冷轧镁合金管材轧制速度的选择提供依据。     

304不锈钢薄壁管焊接生产在线固溶处理工艺

钢带经逐级卷板加工、焊接而制成钢管,因前期加工硬化导致钢管硬度增大,从而会显著影响管件的二次成形加工.文中通过在304不锈钢管生产线搭建在线固溶处理试验平台,研究了固溶温度、固溶冷却条件及固溶保护气种类对304不锈钢管焊缝和母材微观组织及性能的影响.结果表明,在试验温度范围内,提高固溶温度会使热影响区和母材晶粒度增大,促进碳化物固溶于奥氏体晶粒,明显降低热影响区和母材的硬度.焊缝区沿奥氏体晶界分布的铁素体部分溶解,晶粒尺寸增大程度较小,因此焊缝区的硬度略有降低;而调整冷却条件对焊缝及母材的硬度影响不大;在氩气作为固溶保护气时,调节固溶参数,管件母材平均硬度可降低至188.7 HV,与未固溶时相比降低了11.0%.在氢气作为保护气时,平均硬度可降低至182.7 HV,与未固溶时相比降低了13.8%.通过显微组织观察,硬度、扩口和压扁力学性能测试,在两种保护气条件下固溶处理的管件均满足国家标准.     

基于数值模拟的汽车半轴热摆辗成形工艺研究

采用有限元分析软件Deform对汽车半轴热摆辗成形过程进行分析,重点研究了热辗压成形过程中等效应力分布及变化规律。研究结果表明:在成形过程中,工件最大变形程度出现在半轴的法兰区域,且在成形过程中逐渐向底部移动,最大等效应力从开始阶段的193 MPa增加到成形结束时的302 MPa;此外,摩擦系数从0.1增加到0.5时,最大等效应力从235 MPa增加到304 MPa。并通过实验验证了模具下模表面涂抹Mo S2或者机油润滑剂,可以有效减小工件变形程度。     

三辊冷轧管机轧制过程的数值模拟与试验研究

在简化三辊冷轧管机轧制过程的基础上,根据钢管冷轧过程的变形特点,采用Simufact有限元软件对其轧制过程进行有限元数值模拟。通过仿真模拟,分析了钢管的等效应力、等效应变分布规律及其截面变形特点,并与实际数据进行比较。分析结果表明:建立的有限元模型符合实际,模拟过程与实际轧管成型情况相符合;金属的塑性变形主要发生在减径段和减壁段;随着送进量、轧制频率的增加,轧辊的轧制力相应增大。     

外壁带凸台锥形截面环件轧制成形规律

介绍了一种外壁带凸台锥形截面环件的一体成形轧制工艺，该工艺降低了外壁带凸台锥形截面环件的材料消耗，提高了环件的整体质量。通过ABAQUS软件建立了该环件轧制成形的有限元模型，并对轧制成形工艺进行了分析，研究了轧制过程中Mises应力、内壁位移和等效应变的变化规律。结果表明：在环轧开始阶段，由于应力分布不均匀，应力呈周期性变化，在4.5 s后，环件的应力分布逐渐均匀；在材料填充凸台过程中，远离凸台孔处的材料堆积并高于凸台孔；凸台两侧的应变存在差异，且当进给量为4.5 mm时更加明显。实验结果与模拟结果相近，验证了该成形工艺的可行性。     

球阀零件复合轧制再结晶演化行为研究

复合轧制是一种将普通环轧与三辊横轧相结合的塑性回转成形新方法,可实现球阀类零件的精密成形。以复合轧制为工艺对象,利用有限元模拟与实验验证相结合的方法,研究球阀零件成形过程中的再结晶演变规律及主要工艺参数对其影响规律。结果表明:球阀零件复合轧制过程中,动态再结晶发生的先后与应变发生的先后有关,而发生的速度则与所处位置的温度和变形速度有关;球阀零件除心部晶粒细化作用不明显外,整个内孔壁等大部分金属都发生明显晶粒细化;随着初轧温度的升高,成形件晶粒尺寸逐渐增大,平均晶粒尺寸均匀性越好;随进给速度增加,晶粒尺寸的轴向差异越明显,且晶粒尺寸会略大,平均晶粒尺寸均匀性越差。     

温轧温度对中碳Cr-Mo钢组织性能的影响

通过SEM、EBSD和拉伸试验研究了温轧温度对中碳Cr-Mo钢组织演变和力学性能的影响。结果表明:较高温轧温度有利于Cr-Mo钢组织的均匀分布,当轧制温度从500 ℃增加到600 ℃时,铁素体晶粒尺寸由0.424 μm增加到0.490 μm,晶粒尺寸差别不断减小,屈服强度由1380 MPa下降至1062 MPa,在550 ℃轧制试验钢的塑性最好,强塑积最高,为5816 MPa·%。     

累积叠轧1060纯铝微观组织和力学性能的研究

室温条件下对退火态的1060纯铝进行了7道次的累积叠轧（ARB）实验,并通过透射电镜、拉伸、显微硬度实验,研究在多道次的叠轧过程中,1060纯铝内部组织结构的演变和力学性能的变化。结果表明,经过多道次的轧制实验后,由于累积应变的积累和增加能逐渐深入材料的组织内部,晶粒尺寸急剧细化,7道次后超细晶增多,晶粒最小细化到500nm。材料的抗拉强度和显微硬度也显著提高,最高达到197．5MPa和66．2HV。     

回转角对AZ31镁合金管材冷轧成形过程的影响

回转角是三辊式冷轧无缝管材过程中的关键工艺参数,本文以冷轧AZ31镁合金管材为研究对象,通过对不同回转角下的冷轧过程进行了完整的仿真,对比分析了不同回转角在各特征变形段对等效应力、等效塑性应变及节点温度的影响规律,结果表明随着回转角的增大,等效应力、等效塑性应变以及节点温度均增大。借助元胞自动机模型以及实验等手段,通过实验与数值仿真结果对比分析,探明了晶粒在轧制过程中产生连续再结晶并细化的初步组织演变规律,获得了50°的回转角可以更好的满足工艺要求,为镁合金管材冷轧成形回转角的选择提供依据。     

开坯轧机大压下量对大棒材芯部的影响

基于有限元仿真对比分析了大棒材在开坯轧制前两道次中不同变形程度对轧件芯部的影响.仿真结果表明:两道次压下量在90m m和70mm时的轧件等效应力比两道次压下量都在65mm时大200 MPa;轧件等效应力随道次增加而增加,变形程度增加使得轧件轧后残余应力增加;等效塑性应变随着道次变形程度增加而增大,而大的变形程度会促使等效应变渗透至轧件芯部,为消除或减小轧件芯部组织缺陷提供解决措施,从而提高材料的使用寿命.     

AZ31B镁合金轧板等温/差温剪切旋压成形的组织性能对比研究

分别进行了AZ31B镁合金轧板等温剪切旋压成形和差温剪切旋压成形实验,对两种成形条件下的工件微观组织和力学性能进行了对比分析。结果表明:200～300℃变形时,镁合金轧板具有良好的等温剪切旋压和差温剪切旋压可成形性;在热旋压成形时,旋压件发生了晶粒细化,但随着旋压温度上升,两种成形方式的旋压件平均晶粒尺寸均增加。在200℃旋压成形时,差温剪切旋压件组织更加细小,力学性能优于等温剪切旋压工件,其轧向(RD)与横向(TD)方向的屈服强度分别为251、233 MPa,抗拉强度分别为304、299 MPa,伸长率分别为21.1%、21.8%;随着旋压温度增至300℃,差温旋压件与等温旋压件的组织状态和力学性能趋于一致。     

楔横轧铝合金轴类件的有限元模拟分析

为了研究铝合金轴类件楔横轧的变形机理,通过三维塑性有限元软件对它的成形过程进行了数值模拟,获得了楔横轧变形过程中的金属流动行为、应力分布、应变分布,以及轧制力与接触面积的变化曲线。结果表明,在成形过程中,轧件表面金属流动快,心部金属流动慢;应力先迅速增大到最大值后逐渐减小,以均匀的循环应力展宽轧件,结束时迅速降为零;随楔入深度的增加,应变迅速增大到最大值后,增加速率减缓;轧制力随轧件与模具接触面积的增大而增大,展宽时呈波浪状上下波动,轧制结束时降为零。结果能为探索铝合金轴类件楔横轧成形提供借鉴。     

AISI304不锈钢管穿孔针挤压动态再结晶规律(英文)

在AISI304不锈钢管穿孔针挤压成形过程中,揭示挤压坯料的动态再结晶规律,是实现动态再结晶行为的有效控制,从而获得具有细晶及合格微观组织的管材的基础和关键。基于DEFORM-2D软件平台,以d29mm×4.5mmAISI304不锈钢管的穿孔针挤压过程为研究对象,首先建立了该过程适用、可靠的多尺度有限元分析模型;通过大量的数值模拟分析,阐明了关键挤压成形参数(即坯料初始温度和挤压速度)对挤压坯料的动态再结晶体积分数、平均晶粒尺寸及其分布的影响规律,所得结论为根据挤压管材的微观组织对AISI304不锈钢管穿孔针挤压成形过程进行优化设计与稳健控制提供了重要理论依据和指南。     

轧制工艺对工业化试制的真空组坯Q345R/304复合板组织性能的影响

山西太钢不锈钢股份有限公司利用真空组坯复合轧制（真空电子束焊接+轧制复合）技术工业化试制了Q345R/304复合板。本文研究了常规轧制和控轧控冷工艺下轧制复合板的界面结合率、常规力学性能、界面结合强度和界面附近的显微硬度和显微组织变化。结果表明：界面结合不良来自于复合界面处形成的硅铝氧化物和铬锰氧化物,这可能是由于组坯时真空度不足、加热过程中形成的氧化产物。两种工艺下界面附近显微组织差异明显,沿远离界面方向,常规轧制的Q345R钢板组织沿厚度方向为均匀的块状铁素体和珠光体组织,304钢板组织已完全再结晶;控轧控冷工艺轧制的Q345R钢板组织沿厚度方向由多边形铁素体和珠光体组织向针状铁素体和贝氏体组织过渡,304钢板组织仍有变形特征。力学性能检测表明：常规热轧复合板的屈服强度和抗拉强度比控轧控冷复合板分别低115、71 MPa,强度裕量较小;纵向冲击功不小于130 J,外弯、内弯、侧弯后无裂纹,复合板剪切强度在350 MPa以上,高于标准要求(不小于210 MPa),线扫描结果表明界面附近已存在由元素扩散形成的浓度梯度。     

成形角对空心件楔横轧收口工艺的影响

针对楔横轧工艺,研究轧辊成形角变化对空心件收口成形的影响规律。根据工件成形尺寸,使用UG软件建立4种模具方案,每个方案中模具的不同之处在于成形角的变化方式不相同。运用Deform软件模拟空心件的楔横轧成形过程,对比模拟结果,得出最佳的成形工艺方案,并分析了最佳方案下的等效应力和等效应变的变化。试验结果表明,采用最佳模具成形方案轧制出的工件可以达到尺寸要求。最佳成形工艺方案为:在轧制过程中,工件转过6.5圈,前5圈为变形,成形角值从0°连续线性增加到3.6°,第6圈为成形过程,成形角为3.6°;保持成形角不变,第6.5圈为卸载阶段。     

大型筒节2.25Cr-1Mo-0.25V钢的组织遗传及轧后冷却控制

根据大型筒节的轧制和轧后冷却模型,模拟大型筒节轧制截面的应变率和轧后冷却速度曲线;结合Gleeble-3800对金属小试样2.25Cr-1Mo-0.25V钢进行了热压缩模拟实验,得出了多道次压缩的流变应力曲线;分析了小试样热变形后不同冷却方式对其组织形貌的影响和对后期正火晶粒细化的作用。结果表明,2.25Cr-1Mo-0.25V钢轧制过程心部大部分区域温度不变;轧制压下率低,心部应变率不足10%;道次间歇时间长,静态软化率高达95%,奥氏体晶粒回复长大;轧后空冷过程心部冷却速度缓慢,冷却后基体主要为粒状珠光体组织,经后期热处理晶粒不易细化,是造成组织遗传的主要原因;增大轧后冷却速度和降低冷却转变温度有利于后期热处理晶粒细化,采用喷淋-空冷联合冷却能充分利用大型筒节的轧后余热,冷却过程热应力较小,有利于促进后期热处理组织细化。