蛇形热轧中轧制参数对7075铝合金厚板变形分布的影响

介绍了蛇形轧制的实现方式。运用数值模拟方法,在Deform 3D上分析单道次轧制过程中蛇形轧制和对称轧制7075铝合金厚板的流动速度及应力应变分布情况,分析异速比、上下轧辊错位量和压下量对蛇形轧制变形区内轧板等效应变和剪切应变的影响规律。结果表明：蛇形轧制中,由于下辊速度快,轧板下层金属流动比上层快,蛇形轧制中轧板下层等效变形大于上层,且随着异速比的增大,上下层金属变形差距增大;对称轧制中厚板心部的剪切应变几乎为0,蛇形轧制中由于有“搓轧区”的存在,厚板心部的剪切应变远大于对称轧制的,且随着异速比的增加和错位量的增加,轧板心部的剪切变形增大。这种附加的剪切变形有利于使变形向厚板心部渗透,从而改善厚板高向变形的不均匀性。     

高强度海工钢特厚板差温轧制工艺

针对特厚板轧制后组织和变形分布不均匀问题，研究了差温轧制工艺对高强度海工钢特厚板变形和组织的影响规律。基于修正后的Gleeble热压缩试验数据构建了海工钢的材料模型，并对有限元软件进行了二次开发。采用冷却和轧制耦合的方法对差温轧制过程进行了模拟，研究了压下率和换热系数对特厚板厚度方向变形行为与动态再结晶晶粒尺寸的影响，并与传统等温轧制进行了对比。结果表明，随着换热系数的增大，钢板厚度方向的温度梯度逐渐增大，表层的等效应变逐渐减小，心部的等效应变逐渐增大，厚度方向的变形更加均匀。压下率越大，差温轧制对促进心部变形的效果越显著。差温轧制能够显著细化动态再结晶晶粒尺寸，换热系数越大，钢板整体的平均动态再结晶晶粒尺寸越小。     

热辊轧制AZ31镁合金带材过程变形规律研究

本文利用有限元软件DEFORM分析了初始厚度、轧辊温度、压下率及轧制速度对热辊轧制AZ31镁合金冷带材过程接触压力、速度、等效应力、等效应变及等效应变速率分布规律。结果表明：热辊对轧件起到了显著加热作用,轧件温度明显升高,表面与心部温差先增加后减小。接触压力在刚端与塑性交界面急剧增加然后降低,进入塑性变形区再次增加至前滑区降低,从入口端到出口端速度和等效应变呈近似S型增加,等效应力和等效应变速率整体变化趋势是先增加后降低。稳态轧制力随初始厚度、压下率和轧辊温度变化呈近似线性变化,随轧制速度增加呈指数增加。初始厚度增加加大了表面和心部变形速度差及等效应变和应变速率的不均匀分布。相比压下率较小时的压缩变形,随着压下率增加剪切变形量增大,且轧辊热量更易传递至心部,变形更均匀。当轧制速度较大时,表面和心部等效应力、等效应变与等效应变速率差值显著增加,不利于均匀性变形。     

差温轧制对厚板芯部变形的影响

采用有限元方法建立了厚板轧制的刚塑性有限元模型,以研究在厚板轧制过程中引入厚度方向上的温度梯度对钢板芯部变形的影响。并与传统均温轧制进行对比,研究了差温轧制对钢板头部变形与宽展的影响,以及在两种工艺下钢板厚度方向上应变分布的变化,分析了差温轧制条件下应变、压下量与板坯厚度之间的关系。结果表明,温度梯度轧制有利于增加坯料芯部变形,差温轧制钢板头部呈现单鼓形,而均温轧制钢板头部为双鼓形。均温轧制中心与表面宽展差值为差温轧制这一数值的16倍。随着板厚减薄,道次压下量增大,差温轧制钢板内部应变逐渐提高。但当道次压下率和板厚过大或过小时,差温轧制对中心应变的改善作用不明显。     

厚板蛇形轧制压下量与咬入条件分析与研究

厚规格金属板经传统轧制后存在心部变形不充分的问题,导致心部性能普遍偏低,影响金属板的使用,为提高心部变形,开发了将异步轧制和板材矫直相结合的厚规格金属板蛇形轧制方法,根据轧制理论及蛇形轧制模型的特点建立了同径异速蛇形轧制和异径同速蛇形轧制辊缝补偿计算模型、压下量计算模型、咬入角计算模型以及实现金属板自然咬入的判据,进一步丰富了轧制理论。对计算模型进行分析,结果表明:同径异速和异径同速蛇形轧制上下工作辊压下量不同,且上工作辊的压下量大于下工作辊压下量,压下量之差与下工作辊偏移量和轧辊直径有关;实现蛇形轧制自然咬入的条件为摩擦角大于上下工作辊咬入角的平均值。     

超厚规格耐磨钢板厚度方向的硬度变化规律

低合金耐磨钢板厚度方向布氏硬度均匀性直接影响其服役寿命。本文对工业生产超厚规格450 HBW耐磨钢板布氏硬度沿钢板厚度方向的变化规律以及其影响因素进行了系统研究分析,结果表明,在100 mm厚规格耐磨钢板厚度方向上,其布氏硬度以钢板厚度中心线为对称轴呈"W"型分布。钢板布氏硬度从钢板上下表面向钢板心部逐渐降低,且均在距离钢板上下表面约30 mm处出现拐点,随后在向钢板心部处略有增加;且钢板下表面侧衰减幅度较上表面略大。该布氏硬度变化规律与钢板厚度方向上的合金成分含量梯度、晶粒度梯度以及淬火工序的冷却速率梯度的对称分布直接相关。     

碳钢不锈钢异质复合轧制过程轧件变形行为研究

复合板复层和基层材料性能差异较大，在轧制过程中由于材料性能的不同经常出现开裂、翘曲、头尾溢出等问题，因此研究复合板轧制过程复层、基层金属的变形行为对轧制工艺的正确制定具有重要指导意义。利用大生产试制结合仿真模拟验证的方法，对比分析了316L+Q345R+316L复合板和Q345R钢板轧制过程的变形行为，通过计算研究了轧制过程Q345R钢和复合板在厚度方向上等效应变的变化规律和表层与中心金属在轧制方向的流动差异。结果表明：轧制过程Q345R钢板变形集中于表面，近表面位置金属流动最为明显，表现为头部双鼓形态；复合板的轧制变形更易于向心部渗透，等效应变最大位置出现在心部，且复合板心部等效应变明显大于Q345R钢板，头部易向单鼓形态发展。     

轧制轧制变形对Al-Zn-Mg-Cu合金中S相破碎情况的影响

针对传统的对称轧制方式难以破碎Al-Zn-Mg-Cu合金中粗大S(Al;CuMg)相的问题,根据蛇形轧制变形区的受力特点,通过主应力法分析了变形区内受力最小区域的应力,并建立了7055铝合金在蛇形轧制过程中粗大S相变形的微观有限元模型。采用建立的有限元模型对对称轧制、异步轧制和蛇形轧制过程中7055铝合金中S相的应变进行了模拟,开展了轧制实验和对S相形貌进行观察,对有限元模型的准确性进行了验证。结果表明:微观有限元模型准确可靠;随着非对称因素的增加,板材心部S相的破碎程度增加,即蛇形轧制>异步轧制>对称轧制;蛇形轧制板材表层S相较心部的应变更大、破碎程度更严重。     

坯料厚度及轧制规程对厚规格管线钢落锤撕裂性能的影响

厚规格管线钢板随其厚度的增加, 落锤撕裂性能控制难度急剧增加, 成为管线钢开发的关键技术。本文对厚规格管线钢板生产过程中铸坯厚度、未再结晶区压下率、变形速率及轧制规程优化设计对粗轧阶段的变形渗透及钢板落锤撕裂性能的影响规律进行了分析研究, 并进行了工业化轧制试验。结果表明: 轧制相同规格(22 mm厚)管线钢板时, 铸坯厚度由300 mm增加到400 mm, 钢板落锤剪切面积由85%～90%提高到90%~100%; 采用相同坯料(400 mm厚)轧制25 mm厚度管线钢板, 通过优化轧制规程, 钢板落锤剪切面积由85%~90%提高到90%~95%。     

厚钢板同径异速蛇形/差温轧制力能参数建模与分析

蛇形/差温轧制可以细化钢板中心的奥氏体晶粒,促进变形向钢板心部渗透,改善钢板的微观组织和性能。为了满足轧机的设计和工艺参数设定要求,有必要建立蛇形/差温轧制力能参数模型。根据钢板厚度方向的温度梯度将钢板分为上、下表面层和中间层,结合蛇形轧制的变形区(后滑区、前滑区、搓轧区和反弯区),蛇形/差温轧制的变形区总共分为12个区域。考虑到非均布剪切应力和均布正应力,采用主应力法建立了同径异速蛇形/差温轧制轧制力和轧制力矩的解析模型。通过ANSYS软件对计算结果进行验证。结果表明,模型的计算结果与模拟结果相比,误差可以控制在10%以内,该模型可准确的预测同径异速蛇形/差温轧制过程中的轧制力和轧制力矩。