板坯连铸大辊径大压下及低压缩比轧制特厚板

 近年来,国内外科研工作者开发的连铸凝固末端重压下技术在改善连铸坯的疏松、偏析等方面取得了良好效果,但仍存在扇形段小辊径压下厚铸坯时,应变难以渗透到铸坯芯部、不利于中心疏松改善等不足。以高效率、低成本、低能耗获得高质量厚铸坯,并实现低压缩比轧制高质量厚规格产品,仍需要进一步探索。为了更加有效地解决厚铸坯连铸凝固过程产生的中心疏松及偏析问题,提出一种全新的宽厚板坯连铸大辊径大压下(BRHR)技术并研制了BRHR设备,在宽厚板坯连铸生产线上安装、调试并运行两年多,同时配套开发了宽厚板坯连铸工艺过程预测与控制系统、二冷水工艺优化控制技术。结果表明,开发的BRHR装备与技术有利于压下应变渗透到铸坯芯部,在连铸生产线上利用凝固末端或刚完全凝固(固相分数f_s=1.0)形成的大于500 ℃或大于400 ℃的大梯度温度场实施大直径辊大压下,可以显著改善宽厚板坯中心缺陷。生产实践证明,采用BRHR装备与技术使厚度为400 mm的宽厚板连铸坯缩孔、疏松及偏析得到显著改善,结合轧制工艺优化以1.90~2.53的极低压缩比轧制生产出厚度为150~200 mm的高质量特厚板,这对低成本、短流程生产高质量特厚规格产品及节能减排意义重大。     

U75V钢轨轧制模拟物性参数的测定及研究

对U75V钢轨钢变形模拟所需物性参数进行了测定及研究。利用热模拟试验机研究了不同的温度、应变速率、应变下的变形抗力,确定了U75V钢变形抗力的数学模型。经过理论计算与试验数据的对比,发现误差较小。采用顶杆法测量了U75V钢轨钢的各个温度区间内的平均热膨胀系数;采用非稳态法测量了U75V钢的热扩散率和热导率,利用待测样品与参考样品比较的方法测量了比热容;利用动态测量方法—敲击共振法测量了U75V钢的杨氏模量、剪切模量和泊松比。这些物性参数可以为工艺计算和数值模拟提供重要参考。     

一种用专用计算机实现液滴汽化过程的温度测试方法

研制飞机发动机时,确定燃油从液体转变为汽体的速度与温度的关系是决定发动机结构的一个关键问题。为取得该数据,在实验室中可通过同时测试一滴燃油汽化过程中的直径(体积)、时间和温度来实现。一般是用光学的方法测量燃油的体积,同时用笔录仪记录热电偶的电压变化曲线,然后手算出对应的温度值,从而得到燃油汽化的速度与温度的关系。由于热电偶电压与温度的关系是非线性的,需用插值法进行解算。即使     

基于热激活理论和曲率驱动机制的晶粒长大元胞自动机模拟

参考已有的元胞自动机(CA)模型,提出不同的元胞转变规则,建立了基于热激活理论和曲率驱动机制的晶粒长大二维元胞自动机模型,并利用圆形晶粒的收缩过程对模型进行了验证;根据所建模型对晶粒长大过程进行模拟,得到了晶粒显微组织的演变与动力学曲线,分析了晶粒尺寸和晶粒边数的分布规律。结果表明:晶粒长大是大晶粒吞噬小晶粒的过程;晶粒稳定时应当为正六边形,且晶界为直线;晶粒长大指数为0.481,与理论值接近;晶粒尺寸和边数分布具有时间不变性,不同边数的晶粒生长动力学不同;模拟结果与相关理论和文献结论一致。     

汽车用合金化镀锌深冲钢板动态变形行为试验研究及仿真分析

针对汽车用合金化镀锌深冲钢板(DC53D+ZF),采用准静态及动态拉伸试验,对不同应变率下钢板的动态变形行为进行研究,得到0～500 s–1应变率范围内的6种应变率下的应力应变关系,在试验结果的基础上,推导出该钢板的Johnson-Cook本构模型.为进一步验证该本构模型,基于矩形梁碰撞的仿真模型,对不考虑应变率、Johnson-Cook、Cowper-Symonds模型及试验数据进行对比分析,所推导的J-C模型与试验结果吻合较好.表明所得到的模型可以很好地描述DC53D+ZF材料高应变率下的动态变形行为.     

38MnB5热成形钢高温变形行为及本构方程

利用Gleeble-3500热模拟试验机对38MnB5热成形钢的高温变形行为进行研究, 分别在650~950℃温度区间内, 以0.01、0.1、1和10 s-1的应变速率对其进行等温单向拉伸测试, 并得到相应条件下的真应力-应变曲线.结果表明: 38MnB5热成形钢流变应力随着变形温度的升高而减小, 随着应变速率的增大而增大.当应变速率逐渐增加时, 热变形时发生的动态回复和动态再结晶效果并不显著, 而当温度逐渐升高时, 二者作用逐渐加强.考虑了温度、应变速率和应变的综合复杂影响, 建立38MnB5热成形钢高温下的本构方程.此本构方程通过对流变应力、应变、应变速率等实验数据的回归分析, 得到与变形温度、应变速率和应变相关的材料参数多项式.计算结果与实验结果对比发现, 通过本构方程所获得的计算值与试验值吻合良好.      

一种能够实现快速定位的凸轮轴滚齿夹具

为适应"高精度、低成本、中小批量"生产要求,以双顶尖夹具形式设计了一种新的凸轮轴滚齿夹具。     

Q&P工艺对1800MPa新型热成形钢微观组织和力学性能的影响

现阶段热冲压成形钢一直存在塑性差、冲击韧性低、弯曲吸能有限等潜在问题,需要采用一些新兴的技术来提高其塑韧性,使其更好地服役于车身轻量化。采用盐浴的方式对1800MPa新型热冲压成形钢进行一步QP热处理,研究淬火温度、配分时间和配分温度对热冲压成形钢微观组织和力学性能的影响,并通过XRD,EBSD研究残余奥氏体的含量与分布以及残余奥氏体的含碳量,得到最佳热处理工艺参数。研究结果表明:当配分温度一定时,随着配分时间的延长,试样的抗拉强度和屈服强度呈现下降趋势,而伸长率呈现增加的趋势。在230℃配分30s时,试验钢的综合力学性能达到最佳,其抗拉强度、伸长率和强塑积分别达到2 034 MPa、10.2%和20 747 MPa·%;相比直接淬火分别提高9.5%、73.5%和90.0%。在保持超高强度的同时,塑韧性得到显著提高,满足汽车用钢要求,能够更好地服役于汽车轻量化制造。     

轧制过程弹性辊三维热力耦合仿真分析

为得到轧制过程中轧辊、轧件的应力、温度分布，采用有限元软件LS-DYNA，通过三维热力耦合弹塑性有限元方法，在轧辊为弹性体的条件下，对钢材的平辊热轧过程进行了仿真分析。详细介绍了有限元模型的建立，材料参数、边界条件及载荷的定义。仿真分析结果表明：轧制过程中接触弧内轧辊表面受三向压应力的作用，在垂直于轧辊轴线的平面内剪应力呈现交变现象；同时得到了轧辊表面温度呈周期性变化的结果。     

DP590/DP780高强钢管液压成形的性能

为对生产进行指导,研究了DP590/DP780高强钢焊管在液压成形过程中的变形行为;使用场发射扫描电镜观察管材周向的横截面以确定基体的组织,通过VMHT30M显微硬度计确定管材的焊缝及热影响区的大小,以便研究液压成形破裂行为;采用液压成形试验机对两种管件进行液压成形研究。实验结果表明:管材在胀形过程中的破裂压力比理论计算公式得到的破裂压力大,破裂位置全部位于靠近焊缝及热影响区的母材区域;随着管径的增大和长径比的增大,管材的极限膨胀率呈现下降趋势;在自由胀形过程中,管材的焊缝区域基本上不发生减薄,最小壁厚位于管材的热影响区和基体的过渡区域,并且壁厚的减薄率在胀形最高点所在截面最大,越靠近管材夹持区,壁厚的减薄率越小。最终得到以下结论:管材液压成形实验是准确获得管材力学性能参数的途径;提高焊接质量有助于控制失效破裂位置;合理选择管材的长径比有利于管材性能的充分发挥;通过合理控制各处的减薄有利于降低液压成形件的破裂风险。