非调质钢空心轴楔横轧控冷相变过程数值模拟

文中以F40MnV空心轴为研究对象,基于等温相变模型,采用有限元数值模拟技术建立了楔横轧成形及轧后冷却相变分析预测系统,研究了轧后不同冷却工艺制度下轧件的温度和相变组织分布规律,其中水冷时工件截面以马氏体组织为主,可基本淬透,而空冷和风冷则以珠光体和铁素体组织为主.通过楔横轧冷却实验分析,得出的理论计算温度和相变组织结果与实验测量数据吻合良好.研究结果可用于指导楔横轧冷却过程的工艺控制.     

工艺参数对楔横轧厚壁空心轴不圆度的影响

采用有限元软件DEFORM-3D对楔横轧厚壁空心轴进行热力耦合数值模拟,得到了工艺参数对楔横轧厚壁空心轴不圆度的影响规律。结果表明,在成形角35°～45°、展宽角4°～7°、断面收缩率35%～65%、轧制温度900℃～1100℃时,轧件不圆度与成形角及断面收缩率的变化成反比,与展宽角及轧制温度变化成正比。采用H630楔横轧机进行轧制实验验证了有限元模型的正确性。模拟与实验结果证明,轧件横截面失圆是楔横轧成形厚壁空心轴类件常见的质量问题;变形区金属沿轴向的流动受到未变形金属的阻碍,是造成不圆度在轧件的对称面上最大并沿轴向逐渐减小的原因。研究结果为确定楔横轧厚壁空心轴的工艺参数提供了理论依据。     

终轧温度和冷却工艺对铁素体贝氏体双相钢组织和力学性能的影响

利用Gleeble-2000D热模拟机、550 mm轧机、扫描电镜等研究了终轧温度和冷却工艺对铁素体贝氏体双相钢组织和性能的影响。首先,在水冷-空冷-水冷模式下研究终轧温度对显微组织和力学性能影响,结果表明:随终轧温度降低,基体组织带状加剧,且铁素体形态由多边形转变为沿轧制方向变形的椭圆形;当终轧温度低于800℃时,铁素体比例明显增加,贝氏体比例下降,抗拉强度下降。其次,在850℃的终轧温度下研究了冷却工艺对显微组织和力学性能的影响,结果表明:当终轧后冷却方式为水冷时,基体组织以准多边形铁素体和针状铁素体为主,伸长率较低;终轧后采用水冷-空冷-水冷方式冷却时,基体组织以块状铁素体和贝氏体为主,伸长率较高。     

球头销板式冷楔横轧成形可行性研究

球头销是汽车转向系统中重要零件之一,通常采用冷锻成形。针对断面收缩率小以及展宽角小的球头销类零件,本文提出了一种冷态板式楔横轧工艺。通过有限元数值模拟,对球头销的轧制成形进行了应力、载荷分析。对球头销板式楔横轧成形进行了研究。结果表明:轧件材料流动合理,径向力在成形过程中占主导地位,端面平整,无缺陷产生,球头销板式冷楔横轧成形是可行的。     

大断面收缩率一次楔入轧件心部缺陷的实验研究

为深入考察楔横轧大断面收缩率一次楔入轧件的心部质量状况,在H500轧机上进行了不同工艺条件下的轧制实验,得到了断面缩减率大于75%的一次楔成形时轧件心部不易产生宏观缺陷;揭示出各个工艺参数对轧件心部缺陷的影响规律;并发现成形角足影响心部质量的决定性因素,大成形角有减少缺陷产生的趋势.研究结果为进一步探索楔横轧的心部缺陷机理提供了依据.     

渐开线直齿齿轮轴楔横轧三维有限元模拟分析

由于楔横轧的零件力学性能优良,广泛用于轧制普通轴.但是轧制齿轮轴的研究几乎空白.提出了齿轮范成法加工原理应用于楔横轧技术中而成形齿轮轴的工艺理论.使用DEFORM-3D有限元软件模拟了楔横轧轧制渐开线直齿齿轮轴成形过程,获得了轧件的塑性等效应变、轧制力能、轮齿成形效果,分析了数值模拟结果.     

轧制工艺对低碳贝氏体钢组织和力学性能的影响

研究了控轧控冷工艺条件下低碳贝氏体钢轧制工艺与显微组织和力学性能的关系,比较了不同终轧温度和冷却方式对低碳贝氏体钢组织性能的影响。结果表明:试验钢的组织为具有较好强韧性的下贝氏体,且随着终轧温度的降低,晶粒变形比较严重;试验钢在终轧温度750℃时、水冷+空冷处理后得到较好的强韧性匹配。     

非调质钢40MnV楔横轧热变形组织演变模型及数值模拟

针对非调质钢轴类件楔横轧工艺,以40 MnV钢为研究对象,进行非调质钢高温热变形组织演变规律实验研究.利用Gleeble 3500热模拟实验机,在900 ～1100℃、0.1～ 10 s-1变形条件下进行恒应变速率压缩实验,研究了40 MnV热变形中的力学行为及动态组织变化,并得出了相应奥氏体热变形组织演变晶粒尺寸、再结晶体积分数及晶粒长大数学模型.基于组织演变模型,采用有限元法对空心轴三辊楔横轧热力组织耦合过程进行的数值模拟.通过对比楔横轧成形实验数据结果与模拟计算值,二者吻合良好,验证了该模型可用于楔横轧实际生产过程的组织预报.     

凸轮轴板式楔横轧精确成形过程仿真

利用板式楔横轧加工工艺精确轧制凸轮轴,简述了凸轮轴板式楔横轧精确成形的原理;利用DEFORM-3D软件,采用三维刚-塑性有限元法对凸轮轴板式楔横轧轧制的数值模型进行模拟仿真,得到了较为理想的凸轮成形结果;分析了凸轮体在轧制过程中的应变分布状态,得出了轧件的金属流动为轴向螺旋式.模拟结果表明:利用带有特殊曲面的板式楔横轧模具精确成形凸轮轴是可行的.     

楔横轧大型轴类件轧制力规律研究

轧制力是楔横轧成形大型轴类件的重要技术参数之一。文章采用ANSYS/LS-DYNA3D有限元软件对大型轴类件的楔横轧成形进行数值模拟,分析轧制力随工艺参数和轧件直径变化的规律,通过轧制实验验证表明,有限元模拟具有良好的可靠性。该文对于楔横轧大型轴类件轧制力规律的研究结果,为设计大型楔横轧机确定力能参数,实现大型轴类零件的楔横轧经济化生产,提供了理论依据。     

控轧控冷工艺对F40MnV非调质钢组织及性能的影响

研究了不同的控轧工艺参数对非调质钢组织结构的影响规律,并在非调质钢零件不同部位采用强化控冷技术进行锻后冷却,得到了优化的非调质钢控轧控冷技术。结果表明:非调质钢转向节零件局部强化控冷技术能显著提高零件局部的综合力学性能;在1273～1373 K下,随着应变量ε在0.22～1.61内增加,实验钢原奥氏体晶粒从26～12μm逐渐细化,在该条件下峰值应变约为0.3;在1173～1473 K范围内随着变形温度的降低,变形抗力增大,峰值应变也随之增大,材料原奥氏体晶粒尺寸在20～11μm内逐渐减小;在增大锻压比和局部风冷两种工艺配合下,F40MnV钢可获得较好的综合力学性能。     

轧制温度和后处理方式对AZ31镁合金显微组织和力学性能的影响

在不同的轧制温度下,对AZ31镁合金板进行轧制,然后取出轧板立即进行水冷、空冷和退火3种不同的后处理。探究轧制温度和后处理对镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,轧制温度为250、300℃时,水冷和空冷处理后板材存在着大量的孪晶,350℃时由于轧制温度较高,孪晶的数量很少;水冷处理后的平均晶粒尺寸要小于空冷,空冷处理之后的孪晶数量略少于水冷,当轧制温度为350℃时,退火处理后,晶粒尺寸减小,晶粒趋于等轴状,晶格畸变程度低。在相同的轧制温度下,水冷处理的镁合金板材的屈服强度、抗拉强度和硬度较高;退火处理后可以显著提高板材的伸长率,但屈服强度、抗拉强度略有下降。轧制温度升高时,3种后处理方式之间屈服强度和抗拉强度的最大差值会减小。     

冷却介质对高强度贝氏体耐磨钢板组织和力学性能的影响

研究了不同冷却介质对贝氏体耐磨钢板组织和力学性能的影响。结果表明，轧制、低温回火及热轧后奥氏体化空冷低温回火耐磨板的组织为板条贝氏体铁素体和残留奥氏体，油冷、水冷热处理耐磨板的组织为板条马氏体和残留奥氏体。经轧制、低温回火及奥氏体化空冷低温回火，新型贝氏体耐磨钢板具有良好的强韧性配合。热轧后用控制奥氏体化介质冷却可以获得不同力学性能的耐磨钢板．     

高品质热轧双相钢的开发

为了提高热轧双相钢的品质，研究了化学成分、轧制工艺、冷却工艺和不同季节水温等参数对热轧双相钢组织和性能的影响。结果表明，无Si成分设计显著提高了热轧双相钢的表面质量；较低的终轧温度和中间保温温度有利于获得更为细小的铁素体组织和弥散的马氏体组织；低的卷取温度（280 ℃）可以获得铁素体+马氏体双相组织；冷却水水温的降低显著提高马氏体含量并提高双相钢的强度。基于上述研究，邯钢实现了系列热轧双相钢的稳定生产，双相钢制作的汽车车轮性能良好。     

A study of the microstructure of niobium-microalloyed pipe steel after different modes of controlled rolling with accelerated cooling

The phase composition and mechanical properties of rolled thick sheets from pipe steel 05G1MB produced by different modes of controlled rolling with accelerated cooling are studied. The effects of the temperature and deformation regime, of the final rolling temperature, and of the temperature of the start of accelerated cooling on the phase composition of the rolled sheets are considered. The temperature range in which intense reduction during rolling should be avoided in order to keep niobium in the solid solution of the γ-phase and to ensure subsequent segregation of fine niobium carbides in ferrite is determined.     

1 500 MPa级超高强钢组织性能的研究

为改进贝氏体钢的生产工艺,对贝氏体超高强钢进行了控轧+空冷（1#钢）、控轧+快冷（2#钢）试验,对轧后钢板组织性能进行了检测分析。结果表明,1#钢（空冷）的显微组织主要为板条贝氏体和铁素体;2#钢（快冷）的显微组织主要为板条马氏体;1#钢和2#钢的抗拉强度都在1 500 MPa以上,并具有良好的塑性、韧性,但1#钢的综合性能优于2#钢。     

短流程热轧双相钢的生产现状及发展趋势

介绍了热轧双相钢的生产工艺以及典型工艺参数对其组织性能的影响。热轧双相钢的生产工艺类型分为低温卷取型和中温卷取型,终轧温度、空冷温度、空冷时间等工艺参数对双相钢的组织和性能影响显著。同时,介绍了国内外短流程生产热轧双相钢的现状、发展趋势和存在问题,指出高强化、减薄化是双相钢未来的发展方向,而性能稳定性、表面质量和薄规格产品的板形问题是短流程热轧双相钢亟需解决的问题。     

热轧双相钢显微组织和力学性能

以热轧Si-Mn系双相钢为研究对象,在实验室通过控制轧制和控制冷却实验,研究了变形工艺参数对高强热轧双相钢显微组织和力学性能的影响.研究表明,具有高密度位错亚晶结构的马氏体形貌和分布对双相钢的力学性能有很大影响,通过控制卷取温度、冷却速度和精轧温度,可以得到不同的微观组织形貌和力学性能的热轧双相钢.     

Effect of different cooling rates on thermomechanically processed high-strength rebar steel

The present article is dealing with 0.2% C, 0.1% V and 0.02% Nb steel. Billets with 130 mm × 130 mm cross-section were austenitized and hold at 1080 °C. The billets were hot rolled to 22 mm bar diameter. Hot rolling was finished at 980–1000 °C. The final bars were air-cooled. On a parallel way, an experimental hot deformation investigation, on the same steel, was carried out at deformation temperature range 1200–800 °C with the same amount of deformation (97% reduction in area). However, cooling regimes after deformation were air cooling, water quenching to 600 °C followed by air cooling, and water quenching to room temperature. Microstructure investigation was done using both optical and scanning electron microscopes. Further evaluation was done using mechanical testing. The industrial trial has unsatisfied results with poorer yield strength with higher ultimate strength. Bainitic aggregates are detected in the hard phases islands. Air cooling after pilot hot deformation creates banded ferrite–pearlite microstructure with 9.11 μm ferrite grains. However, quick water quenching to 600 °C followed by air cooling develops tempered and softened coarse bainite phase. On the other hand, water quenching to room temperature develops fine bainite texture. Water quenching to 600 °C followed by air cooling is the best regime creating accepted mechanical properties.     

轧后冷速对低碳贝氏体钢组织性能影响

模拟两阶段控轧控冷工艺,进行了低碳贝氏体钢轧制实验,分析了轧后快速水冷和空冷对低碳贝氏体钢组织及性能的影响。结果显示,钢轧后,在两种冷速下得到的组织形貌差别较大,快速水冷得到强度较高的板条贝氏体组织,缓冷得到强度较低的粒状贝氏体组织,粒状贝氏体的形成温度较高,没有明显板条特征;板条贝氏体屈服强度比粒状贝氏体高出278MPa,抗拉强度高出307MPa;而粒状贝氏体的塑性和韧性指标明显优于板条贝氏体,延伸率和-20℃低温冲击功指标是板条贝氏体的近3倍。