开轧温度对AZ31镁合金热轧环件的影响规律研究

基于ABAQUS/Explicit软件建立了AZ31镁合金环件径轴向热轧的三维弹塑性热力耦合有限元模型,分析了开轧温度对成形环件的应变和温度分布不均匀性以及轧制力能参数的影响规律。结果表明:随着驱动辊转速的增加,成形环件的应变分布越来越均匀,温度分布越来越不均匀;同时轧制力、轧制力矩逐渐减小。     

GH4738高温合金异形环件组织与性能研究

利用有限元方法对GH4738高温合金异形环件成形过程进行数值模拟,并在1060℃预轧+1060℃终轧和1080℃预轧+1080℃终轧两种方案下,对异形环件的显微组织和性能进行表征。结果表明,环件整体的等效应变分布沿轴向梯度变化,但等效应变分布均匀性较低,环件成形难度大。采用1080℃预轧+1080℃终轧的方法,更有利于获得均匀的显微组织,此温度下获得均匀显微组织所需的等效应变不大于0. 5。两种方案下的抗拉强度、塑性和蠕变性能基本一致,1080℃下的室温屈服强度略低,而高温屈服强度较高,持久性能是1060℃下的1. 8倍。因此,在1080℃预轧+1080℃终轧、轧制等效应变不小于0. 5的条件下,对该GH4738高温合金异形环件进行轧制,能够获得均匀的显微组织,并且有助于提高环件的持久性能。     

不均匀温度场楔横轧棒材的组织与性能

用FEM方法对不均匀温度场三辊楔横轧棒材的轧制过程进行了数值分析,分析了轧后轧件径向截面上温度及等效应变的分布规律,并通过实验研究分析测定了截面上不同位置处的显微组织及力学性能。结果表明:不均匀温度场三辊楔横轧棒材轧后温度场与等效应变在轧件径向截面上成环形分布,且心部温度高变形量小,由心部向外温度逐渐降低变形程度逐渐增大。轧后轧件径向截面上不同位置处组织及性能存在一定的差别。轧件心部为珠光体与先共析铁素体组织,外层边缘为球化渗碳体与铁素体组织。     

内台阶型环件径轴向辗轧技术

通过理论分析、数值模拟与试验相结合的方法,对内台阶型环件径轴向辗轧技术进行研究,分析确定了初始辗轧方案。针对某一齿圈设计了用于辗轧内台阶型环件的芯辊,设计了梯形截面与矩形截面两种不同形状的毛坯,并对两种不同毛坯的辗轧过程进行仿真模拟与试制试验。结果表明:二者的圆度及壁厚均匀性都较好;在辗轧初期,梯形截面毛坯的轧制力较小,且随着轧制的进行,整体呈现出减小的趋势,且二者趋于一致;采用梯形截面毛坯成形的环件的温度、应变分布较为均匀。综合考虑辗轧过程中轧制力和成形环件几何尺寸、温度及应变分布的均匀性,梯形截面毛坯优于矩形截面毛坯,但前者制坯难度较大,且矩形截面毛坯亦能轧出合格齿圈,故矩形截面毛坯更适合于内台阶型环件径轴向辗轧过程。     

轧辊温度对AZ31镁合金热轧环件的影响

环件轧制是一种先进的近终成形技术,具有异步轧制、平辊轧制、多道次连续轧制、局部连续变形的特点。基于ABAQUS/Explicit平台建立了AZ31镁合金环件径轴向热轧的三维弹塑性热力耦合有限元模型,分析了轧辊温度对成形环件的应变和温度分布不均匀性以及轧制力能参数的影响规律。结果表明:随着轧辊温度的增加,成形环件的等效应变和温度分布越来越均匀;同时轧制力、轧制力矩变化不明显。     

AM50镁合金多道次热轧中动态再结晶过程的有限元模拟及实验研究

通过开发用于组织模拟的用户程序，采用有限元软件DEFORM-3D模拟AM50镁合金多道次热轧过程中的组织转变，并通过与实验结果的对比分析证明该用户程序模拟多道次轧制的可行性。结果表明：多道次热轧有助于镁板的晶粒细化及均匀再结晶组织的获得，精轧前的板坯温度对终轧后的晶粒尺寸影响很大，但对晶粒尺寸的分布情况影响不明显。开发的用户程序亦可应用于其他类型多道次热变形过程的模拟研究。     

不同铸态42CrMo坯料尺寸下环件径轴向辗轧成形组织演变规律

基于铸坯的环件径轴向辗轧成形新技术面临的瓶颈问题,对坯料铸态组织的演变规律与合理控制进行研究。对某环件双向轧制,铸坯的尺寸将决定变形程度和径、轴向的变形量分配,从而对最终环件的组织起着至关重要的作用。该文基于ABAQUS平台,建立了42CrMo钢铸坯环件径轴向热辗轧宏微观耦合有限元模型;采用一种基于轧比K和径轴向变形量分配比tanα的坯料尺寸设计方法,针对同一环件的轧制过程,设计具有不同K和tanα值的不同尺寸的多个环坯,模拟不同铸态42CrMo坯料尺寸下环件径轴向辗轧过程组织的演变规律。结果表明,随着K值增大,环件动态再结晶程度增加,平均晶粒尺寸减小且分布逐渐均匀;随着tanα值增大,环件上下端面区域动态再结晶程度增大,平均晶粒尺寸减小,沿环件轴向平均晶粒尺寸分布逐渐不均匀,而内外表面区域动态再结晶程度减小,平均晶粒尺寸增大,沿环件径向平均晶粒尺寸分布逐渐均匀。     

5182铝合金热轧再结晶模型

在Ｇｌｅｅｂｌｅ１５００热模拟上采用双道次热形软化法,建立了５１８２铝合金热轧再结晶数学模型,对该模型的分析发现,再结晶百分数对应变速率非常敏感,在一定的变形温度条件下,当应变速率ε≥１ｓ＾－１时再结晶完成所需的时间相当短暂。在此外,还运用再结晶百分数－保温时间－变形温度（Ｒ－ｔ－Ｔ）的关系曲线,提出了铝合金热轧过程显微组织演变的控制轧制技术,即在现有的可逆式热同上,通过控制最后首次的轧制温度,轧     

热轧不均匀形变对MGH754合金板材组织的影响

通过扫描电镜EBSD技术与光学显微镜分析了不同形变量的热轧板材在不同的纵断面上显微组织与小角度晶界数量的变化,研究了板材热轧与退火时的不均匀行为.研究表明:当热轧形变量为84％时,MGH754合金板材纵截面上心部晶粒尺寸大于边部,而小角度晶界比例相反.当热轧变形量为90％时,板材边部局部出现二次再结晶,形成混晶组织,导致心部与边部小角度晶界比例接近.1335℃高温退火后,板材边部均未发生二次再结晶,而心部均发生.小角度晶界比例越大,合金越不易发生二次再结晶.     

变形温度与应变速率对汽车用AA6014铝合金显微组织的影响

采用Gleeble-3500热模拟机对T4态AA6014铝合金板进行变形温度440～560℃、应变速率0.01～10 s~(-1)的热变形实验。研究了变形条件对AA6014铝合金显微组织的影响。结果表明:变形温度440、480℃的AA6014合金组织没有发生动态再结晶,组织中晶界模糊,有明显带状拉长晶粒,比原始组织粗大。变形温度520、560℃的AA6014合金动态再结晶组织明显,晶界清晰,晶粒基本为等轴状,560℃试样再结晶组织更为粗大,发生粗化。AA6014合金在变形温度520℃,随着应变速率的增大,再结晶晶粒越来越大,晶粒越来越不均匀;应变速率0.01 s~(-1)下动态再结晶晶粒细小均匀,效果最佳。     

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。     

控轧温度对含Nb热轧H型钢组织性能的影响

通常采用优化孔型的方法使型钢产品变形更加均匀，从而获得理想的显微组织，提升产品性能。但是孔型优化对于变形量分配的调整幅度有限，无法满足多数高品质钢的控轧要求。根据轧制规程设计，H型钢翼缘变形全部集中在万能轧制阶段，为此，研究了在万能轧制段控轧温度对含Nb热轧H型钢组织和性能的影响。结果表明，随着控轧温度的升高，显微组织中铁素体形状由扁平状逐渐变为等轴状，铁素体晶粒平均尺寸先减小后增大且在900 ℃时晶粒尺寸最小。当控轧温度控制在850～900 ℃区段，不仅有效提高生产效率，而且其显微组织为细小均匀的等轴状铁素体+少量珠光体，该温度下试验钢的强度指标优于其他轧制温度，低温冲击韧性也明显提高。     

成形条件对大型环件径轴向轧制成形影响研究

环件径轴向轧制成形技术是生产大型高品质无缝环件的最佳加工方法。对大型环件径轴向轧制成形工艺进行了深入研究,通过对比分析不同材料和径轴向进给比条件下的环件变形状态,揭示了成形条件对大型环件径轴向轧制成形的影响规律。研究发现:动态再结晶效应好的铝合金环件材料在径轴向轧制成形时比碳钢环件变形更不均匀,成形过程截面质量更差,为了增加环件径轴向轧制的材料变形均匀性,可以适当地降低环件的成形温度,特别是环件表面的温度;对于厚度和高度尺寸相当的环件产品,在其他成形条件相同时,较大的径轴向压下比可以提高环件的变形均匀性。     

控轧温度对含Nb热轧H型钢组织性能的影响

通常采用优化孔型的方法使型钢产品变形更加均匀，从而获得理想的显微组织，提升产品性能。但是孔型优化对于变形量分配的调整幅度有限，无法满足多数高品质钢的控轧要求。根据轧制规程设计，H型钢翼缘变形全部集中在万能轧制阶段，为此，研究了在万能轧制段控轧温度对含Nb热轧H型钢组织和性能的影响。结果表明，随着控轧温度的升高，显微组织中铁素体形状由扁平状逐渐变为等轴状，铁素体晶粒平均尺寸先减小后增大且在900 ℃时晶粒尺寸最小。当控轧温度控制在850～900 ℃区段，不仅有效提高生产效率，而且其显微组织为细小均匀的等轴状铁素体+少量珠光体，该温度下试验钢的强度指标优于其他轧制温度，低温冲击韧性也明显提高。     

热轧参数对大口径厚壁316LN不锈钢管组织和性能的影响研究

使用皮尔格管材轧机在不同轧制变形量和轧制温度下热轧生产了大口径厚壁316LN不锈钢管,采用光学显微镜观察了热轧态管材和固溶态管材的显微组织,采用万能试验机测定了固溶态管材的室温拉伸力学性能。结果表明:提高轧制变形量能促进热轧过程中动态再结晶的形核过程,细化动态再结晶晶粒;提高热轧温度能促进热轧过程中动态再结晶的长大过程,粗化动态再结晶晶粒;不完全动态再结晶的热轧管材在固溶热处理过程中会发生已再结晶晶粒的异常长大,产生混晶,降低力学性能;提高轧制变形量和降低轧制温度可以细化固溶态管材的晶粒尺寸,提高力学性能。     

Zr-Sn-Nb新型锆合金板材加工过程中不均匀组织与织构演变

利用XRD,SEM-ECC,TEM和EBSD技术,研究了Zr-Sn-Nb系新型锆合金板材加工过程的微观组织及织构演变.结果表明,β相淬火得到的随机织构经热轧后形成沿横向倾斜的基面织构,随后的加工过程均保留该织构;热轧及两次冷轧后的基面织构都为〈1010〉方向平行于轧向(〈1010〉//RD),而退火后转变为〈1210〉方向平行于轧向(〈1210〉//RD).淬火形成的网状魏氏组织经热轧转变为不均匀形变组织,两次冷轧使组织的不均匀性更显著,最终退火得到完全再结晶组织;轧制形成的难变形晶粒多为晶粒C轴平行于轧板法向(C//ND)的取向;最终退火板材的大晶粒多为〈1210〉//RD的基面织构,小晶粒则以〈1010〉//RD为主.结合锆合金的变形及再结晶机制对轧制时产生的不均匀组织及再结晶过程的织构转变进行了分析.     

冷轧变形量及退火工艺对Gr.39钛合金带卷组织性能的影响

研究了不同冷轧变形量和退火工艺对Gr.39钛合金带卷显微组织和力学性能的影响。结果表明,对于热轧退火态Gr.39钛合金带卷,当冷轧变形量从0升高到59.4%时,显微组织由完全退火的等轴组织逐渐变形为被拉长的纤维状组织,并且随着变形量的增加,材料加工硬化程度逐渐增加。考虑到轧制过程的稳定性,建议单轧程冷轧变形量控制在60%以内。Gr.39钛合金带卷在700℃退火发生完全再结晶,退火温度升高至相变点以上时,显微组织转变为粗大魏氏组织。随着退火温度的升高,抗拉强度和屈服强度逐渐降低,延伸率逐渐升高。推荐冷轧Gr.39钛合金带卷退火制度为700℃/8 h/AC。     

Zr-sn-Nb新型锆合金板材加工过程中不均匀组织与织构演变

利用XRD,SEM-ECC,TEM和EBSD技术,研究了Zr-Sn-Nb系新型锆合金板材加工过程的微观组织及织构演变.结果表明,β相淬火得到的随机织构经热轧后形成沿横向倾斜的基面织构,随后的加工过程均保留该织构;热轧及两次冷轧后的基面织构都为(1010)方向平行于轧向((1010)∥RD),而退火后转变为(1210)方向平行于轧向((1210)∥RD).淬火形成的网状魏氏组织经热轧转变为不均匀形变组织,两次冷轧使组织的不均匀性更显著,最终退火得到完全再结晶组织;轧制形成的难变形晶粒多为晶粒C轴平行于轧板法向(C∥ND)的取向;最终退火板材的大晶粒多为(1210)∥RD的基面织构,小晶粒则以(1010)∥RD为主.结合锆合金的变形及再结晶机制对轧制时产生的不均匀组织及再结晶过程的织构转变进行了分析.     

芯辊直径对AZ31镁合金热轧环件的影响

基于ABAQUS/Explicit平台建立了AZ31镁合金环件径轴向热轧的三维弹塑性热力耦合有限元模型,分析了芯辊直径对成形环件的应变和温度分布不均匀性以及轧制性能的影响。结果表明,随着芯辊直径的增加,成形环件的等效应变和温度分布越来越均匀;同时轧制力和径向轧制力矩逐渐增大,轴向轧制力矩逐渐减小。     

摩擦系数对AZ31镁合金热轧环件的影响规律研究

基于ABAQUS/Explicit平台建立了AZ31镁合金环件径轴向热轧的三维弹塑性热力耦合有限元模型,分析了摩擦系数对成形环件的应变和温度的不均匀分布以及轧制力能参数的影响。结果表明:随着摩擦系数的增加,成形环件的应变分布越来越均匀,而温度分布、轧制力、轧制力矩变化不明显。