轧制差厚板力学性能试验及数值模拟研究

为了掌握差厚板的力学性能,在不同厚度钢板的0°,45°和90°方向取样进行拉伸试验,并对试验参数与板厚的关系曲线进行分析,绘制了应力、应变与厚度的三维曲面,并建立了相应的数学模型。利用上述试验数据,在ABAQUS有限元软件中建立差厚板的单向拉伸模型,根据有限元模拟的差厚板单向拉伸过程进行实际拉伸试验。结果表明,差厚板不同区域的力学性能差异较大;通过在应力、应变与厚度的三维曲面上插值,即可得到差厚板0°,45°和90°方向上任意厚度的力学性能参数;差厚板单向拉伸试验与模拟的缩颈位置均在试样薄区,试验与模拟的力-位移曲线吻合良好。     

45 MN液压拉伸机满负荷和降负荷使用的研究

对45 MN铝合金厚板液压拉伸机在满负荷和降负荷拉伸情况进行试验.确定了在满负荷和降负荷拉伸之间,实际板材拉伸需要降负荷拉伸的拉伸力公式,以及满负荷拉伸最小板材宽度对设备成本的影响.     

东轻公司将引进世界第二大厚板拉伸机与辊底式固溶处理炉

东北轻合金有限责任公司为配合3900min热粗机的建设，将引进二台中厚板预拉伸机：一台100MN的，一台60MN的。加上原有40MN级的一台，形成了一个搭配合理的拉伸机组。看来这么大拉伸力的装机水平最高的拉伸机只有德国西马克公司（SMS）能担此设计与制造重任。     

Q355热轧厚板的Z向拉伸层状撕裂缺陷分析

为了提高Q355厚板的Z向拉伸塑性，通过拉伸断口形貌观察、夹杂物观察与统计、金相组织观察以及连铸坯凝固组织模拟，得出了Z向拉伸缺陷的形成原因，并探究了MnS夹杂物在厚板中心聚集出现的原因。结果发现，拉伸断口的脆断平台上布满MnS夹杂物，这些MnS只在厚板中心与马氏体一起出现，且伴随着严重的C、Mn偏析。厚板中心大量聚集性的MnS会形成一个大范围的脆裂影响域，从而造成厚板Z向拉伸缺陷。而MnS在厚板中心聚集出现的根本原因是连铸坯柱状晶过分发达形成严重的中心偏析，最终导致大尺寸的聚集性MnS和马氏体组织一起出现。避免过分发达的柱状晶出现、减少连铸坯中心偏析是改善Z向拉伸塑性的有效方法。     

预拉伸铝合金厚板内部残余应力分布测试研究

预拉伸铝合金厚板在航空领域中被广泛应用。在其加工过程中，内部初始残余应力所引起的变形是非常普遍和严重的问题。要减小残余应力对加工变形的影响，就必须测试板材内部残余应力的分布规律。笔者根据预拉伸铝合金厚板的特点，运用弹性力学理论推导出厚板内部残余应力测量的改进剥层应变法，用此方法测量了预拉伸铝合金厚板2D70T351沿厚度方向的残余应力分布，并对测试结果进行了分析。结果表明，文章推导出的新方法测量厚板内部残余应力简单、精确，有很强的工程实用性。     

7075—T651厚板预拉伸断裂原因分析

７０７５－Ｔ６５１厚板预拉伸断裂产生白色带状断口，表现形式为厚板中心紊流层与层状分布的裂口，这是中心层强烈变形带中铸造晶粒产生穿晶或沿晶断裂所致。产生层状小裂口与铸锭芯层温度对过低和道次压下量过大有关，为了消除层状裂口并避免预拉伸时断裂，热轧时应适当控制铸锭芯部温度和合理分配道次压下量。     

TC4钛合金厚板的组织与性能

对新研制的TC4半成品厚板的组织、拉伸性能、断裂韧性、疲劳性能进行了分析,指出厚板生产中的制坯工艺、轧制道次间的变形量控制及退火工艺控制是获得优良组织性能板材的关键.     

变厚板材料模型表征方法的比较研究

针对变厚板板厚非均一性的特点,为建立相对准确的变厚板材料模型,基于变厚板数字散斑单向拉伸试验和不同厚度应力应变曲线的计算,提出了整体法和分段法的表征方法。在分段法中,对过渡区分别采用了离散、插值和平均法进行表征。并将这些方法分别应用到变厚板单向拉伸仿真模拟中,对比试验和仿真的力-位移曲线差异性,结果显示,采用分段法得到的仿真数据更接近试验数据,因此变厚板的材料模型采用分段法表征更合理。     

奥地利有色金属公司德国轧制公司引进1台80MN预拉伸机

<正>奥地利有色金属公司(Amag)是世界12个主要铝合金厚板生产企业之一,2012年与意大利涅利(Danieli)公司签订了购买1台铝厚板预拉仲机的合同,2014年交货,2015年投产。其基本技术参数如下:最大拉伸力,MN     

7075铝合金预拉伸板消除残余应力的试验研究

铝合金预拉伸厚板是现代航空工业的重要结构材料，但厚板淬火残余应力的存在不仅使其在机加工过程中易出现翘曲变形，而且也明显降低材料的动态使用性能加KIC、KQC、抗腐蚀和疲劳性能。对7075铝合金厚板淬火时残余应力的分布进行了试验研究，结果表明：通过控制淬火介质的温度，能有效降低淬火后厚板中的残余应力。此外，通过分析淬火过程中残余应力的产生机理，提出了两种降低淬火过程中残余应力的新方法。     

试样单面减薄对 Q420B厚板断后伸长率的影响

对单面减薄和全截面试样进行拉伸试验,通过金相、拉断试样加工面和断口的检测分析,讨论了单面减薄对 Q420B厚板断后伸长率的影响。结果表明： Q420B厚板单面减薄试样的断后伸长率较低,拉断试样中心存在显微裂纹;断口为韧 -脆混合型,但与全截面试样相比,单面减薄拉伸试样脆性区占断口截面比例大,断口呈 “V”字型。提出了进行厚板拉伸试验时,在满足标准要求的情况下,优化加工和试验方法,比如调整宽度或适当减薄或加强试验机能力等。     

7A04铝合金超厚板的淬透性

采用万能力学试验机、光学显微镜、扫描电镜等手段,研究了7A04铝合金超厚板的显微组织、性能及淬透性。结果表明:225 mm厚的7A04铝合金热轧板材经过475 ℃×340 min的固溶淬火处理后,再进行120 ℃×24 h 时效,其表面的力学性能最好,抗拉强度为584 MPa,屈服强度为500 MPa,伸长率为11%;T/4厚度层力学性能最差,抗拉强度为396 MPa,屈服强度为257 MPa,伸长率为11%,强度与表面分别相差32%、49%。淬透深度为单面32 mm。通过调控化学成分、加大轧制压下量、增加淬火冷却速率等可改善板材表心力学性能之差,并提高淬透性。     

预拉伸处理对2024铝合金组织和性能影响

采用硬度测试、室温力学性能测试、组织观测,研究了自然时效前的预拉伸(预拉伸率1%、1.5%,2%、2.5%、3%)对2024铝合金时效过程和拉伸性能影响。结果表明,预拉伸处理延缓了合金的自然时效过程,但提高了合金的硬度和强度。当预拉伸率为2%时,合金的最高强度和伸长率分别为456 N/mm2,20.6%,这是由于冷变形量不同、回复所引起的软化、GPB区和S″相强化综合作用所导致的。自然时效时,析出物为GPB区、T相(Al20Cu2Mn3)及S″相(Al2CuMg),其中GPB区、S″(Al2CuMg)相为主要强化相,T相(Al20Cu2Mn3)有细化晶粒的作用,比未预拉伸处理合金的析出相数量多,且析出相分布更均匀,使合金厚板的强度提高。     

掺镧TZM合金板材断口形貌和组织分析

采用粉末冶金和轧制工艺制备不同掺镧方式的La-TZM合金,运用金相法、SEM和力学性能测试分别对其组织和性能进行研究,探讨La2O3和La(NO3)3两种掺镧方式对TZM合金力学强度及延伸率的影响机理。研究表明:La2O3-TZM合金抗拉强度为1057 MPa,延伸率为8.2%;La(NO3)3-TZM合金的抗拉强度为1202 MPa,延伸率为7.0%。La(NO3)3掺杂使合金组织内形成更加细小均匀的第二相,其断裂面为准解理断口,显著提高了TZM合金的强度,但对TZM合金的延伸率有一定的影响。     

370 MPa级纵向变厚度耐候桥梁钢板性能及组织演变研究

为了开发桥梁用减量化、节约型绿色纵向变厚度(LP)钢板,通过合理的化学成分设计,结合鞍钢集团鲅鱼圈5 500 mm厚板生产线工艺路线,设计了合理的加热及轧制规程,成功试制出370 MPa级纵向变厚度桥梁钢板,其最大变厚度尺寸25 mm;通过拉伸、冲击、弯曲、OM、TEM等试验,检测了其组织性能。结果表明:纵向变厚度桥梁钢板具有优良的综合力学性能,随着轧制方向钢板厚度的增加,总变形量减小、终轧温度升高、冷却速率减小,钢板屈服强度有所降低,伸长率提高,抗拉强度较为稳定,-40 ℃冲击功有所波动。不同厚度处钢板金相组织分布有所不同,钢板薄端和中部为铁素体+少量珠光体及贝氏体组织,晶粒尺寸细小;而厚端位置贝氏体组织消失,晶粒较为粗大。钢板轧后空冷的析出相主要为(Nb,Ti)C,薄端析出相尺寸小、数量多,厚端析出相尺寸大、数量少。试制的LP钢板整板组织性能均匀性较好。     

Q390低合金高强钢厚板热处理工艺

采用显微组织观察和力学性能测定,研究了不同热处理工艺对Q390低合金高强钢厚板组织和力学性能的影响.结果表明,经920℃×36 min正火,可使Q390低合金高强钢厚板热轧态中的混晶组织经完全奥氏体化后实现晶粒细化,在随后的冷却过程中转变为多边形铁素体和珠光体;获得良好的综合力学性能,伸长率和冲击韧性都比热轧态提高很多;并完全消除拉伸断口分层现象.     

Q460C钢板微观组织对拉伸断口特征的影响

用SEM和EDS等手段研究了Q460C钢板微观组织和拉伸断口的特征。结果表明,具有铁素体和珠光体、晶粒尺寸相对均匀的Q460C钢板伸长率较高;有带状贝氏体和铁素体混晶组织的钢板伸长率明显降低。带状贝氏体和混晶组织是导致钢板产生木纹状分层断口的主要原因,出现木纹状分层断口的Q460C钢板伸长率较低。     

退火温度对EB熔炼低成本TC4钛合金宽厚板组织和性能的影响

采用EB炉一次熔炼TC4合金扁锭作为直轧坯料,在4200 mm宽厚板轧机上成功制备出规格46 mm×2650 mm×8700 mm的低成本TC4合金宽厚板,研究了退火温度对低成本TC4合金板材显微组织和力学性能的影响。结果表明:EB熔炼TC4合金扁锭经过两火换向轧制,粗大铸态组织得到充分破碎,热轧态TC4合金板材显微组织中等轴α或条状α含量较高,横纵向室温拉伸性能差异小,横向室温冲击吸收能量小于纵向,横纵向心部强度均高于表层。TC4合金板材经750~900 ℃退火,横纵截面为等轴组织,经950 ℃退火,横纵截面为双态组织,经980 ℃退火,横截面为双态组织,纵截面为魏氏组织。随着退火温度升高,TC4合金板材抗拉强度和规定塑性延伸强度呈下降趋势,伸长率基本不变,室温冲击吸收能量先升高后降低,900 ℃退火后,强度、伸长率和冲击吸收能量达到最佳匹配。     

30 mm 7A05铝合金搅拌摩擦焊接头组织及力学性能

采用搅拌摩擦焊方法利用新型搅拌头对30 mm厚的7A05-T6铝合金进行了单道对接,焊后分析讨论了焊缝接头微观组织和力学性能.结果表明,接头焊核区发生动态再结晶,生成细小的等轴晶粒;焊缝两侧热力影响区受机械和热的双重作用,组织存在较大差异,前进侧为窄条状组织,后退侧为扁平状组织;热影响区晶粒粗化;在焊接30 mm板时,工艺参数范围较窄,旋转频率为360 r/min,焊接速度为100 mm/min时,可获得无缺陷、成形好的焊缝;接头抗拉强度为367.7 MPa、屈服强度为280.8 MPa、断后伸长率为14.4%高于母材,接头抗拉强度可达母材的95%.接头显微硬度的分布呈类似W形分布,热影响区软化趋势比较明显.     

氢化物对N18锆合金原位拉伸变形的影响

采用扫描电镜下原位拉伸方法,观察研究了电解渗氢后的N18锆合金中氢化物的变形过程和基体的滑移行为,分析了氢化物对拉伸性能的影响。研究发现,锆合金基体的塑性变形是由多滑移引起的,氢化物可随基体发生较大变形。稀疏分布的带状氢化物簇对滑移的阻碍小,滑移线能够穿过而不改变方向,但尺寸较大的氢化物簇会阻碍滑移带的穿过而改变滑移方向。氢化物使抗拉强度略有增加,伸长率显著下降,但氢含量达到623μg/g的N18锆合金的伸长率仍然达到了13.1%,具有较好的塑性。