快速车轮成形过程的刚塑性有限元数值模拟

采用刚塑性有限元模拟软件TFOMR2模拟了915KKD快速车轮的预成形过程。通过分析车轮预成形过程的塑性流动规律和镦粗压下量对预成形的影响，预测了预成形后毛坯充填模膛的情况，并得到了较佳的镦粗压下量值，为车轮成形工艺设计提供了科学依据。     

基于DEFORM-3D的火车车轮预成形工艺参数的分析和优化

影响火车车轮与成形质量的因素很多。本文选择镦粗压下量、摩擦因子以及成形速度三个主要的因素对预成形质量进行分析。通过数值模拟得到了最优的镦粗压下量310mm ,摩擦因子 f=0.3以及成形速度v=40mm/s。通过对火车车轮预成形工艺的分析和研究,掌握了工艺规律并为预成形工艺方案的确定、预成形生产以及后续工艺的研究提供了理论依据。     

连铸中间包钢液中夹杂物颗粒运动轨迹的数值模拟

用数学模型的方法计算了中间包具体工艺条件下钢波的流场,在此基础上采用Ｇｉｌｌ法计算跟踪了夹杂物的运动轨迹,得到夹杂颗粒上浮去除的极限尺寸,分析了中间包去除夹杂物的优经条件。     

SWRH82B盘条夹杂物在拉拔过程中变形行为研究

研究了SWRH82B盘条在各道次拉拔过程中夹杂物的变形行为,并分析了盘条中夹杂物的组成和含量.实验结果表明,当钢中脆性夹杂物尺寸较小时(≤20μm),脆性夹杂物对拉拔断裂影响不大.     

82A钢凝固过程中TiN夹杂析出热力学和动力学

用热力学和动力学方法研究82A钢液凝固过程元素偏析及其对TiN夹杂析出的影响。热力学分析表明,Ti的偏析比远高于N的偏析比;凝固冷却速度从6 K/min增至600 K/min过程中,凝固冷却速度对Ti、N凝固偏析比影响不大;钢液初始Ti含量降至0.000 2%、初始氮含量为0.002%~0.004%时,在凝固末期仍有TiN夹杂析出。动力学分析表明,随着钢液凝固冷却速度的加快,凝固析出的TiN颗粒尺寸明显变小。     

修正混合律在双相钢拉伸变形行为研究中的应用

运用修正混合律模型对双相钢应力应变分配及其与拉伸变形行为的关系进行了研究,提供了测定随应变变化的应力应变分配系数ｑ的方法。研究表明,利用ｑ值,修正混合律可以很好地描述双相钢拉伸变形行为。随应变的增加,ｑ值变小,应力比σｍ／σｆ增加,应变比εｆ／εｍ减小;两相的变形状态对双相钢的变形行为有重要影响;铁素体迅速应变硬化和铁素体到马氏体的载荷传递使双相钢具有较高的初始应变硬化速率和较高的强度。     

修正混合律在双相钢拉伸变形行为研究中的应用

运用修正混合律模型对双相钢应力应变分配及其与拉伸变形行为的关系进行了研究,提出了测定随应变变化的应力应变分配系数ｑ的方法。研究表明,利用ｑ值,修正混合律可以很好地描述双相钢拉伸变形行为。     

数值模拟技术在金属成形过程中的应用

金属成形过程非常复杂,不能像常规机械设计那样进行比较精确的设计计算.现代制造业对塑性成形工艺分析和模具设计方面的高要求使得数值模拟技术在这一领域得到了广泛的应用.通过在计算机上描述整个挤压成形过程,计算分析成形过程中影响较大的一些因素,通过逐步修改逼近过程,以检查模具设计是否合理,以避免起皱、充填不满、自由边变形不合要求等缺陷.通过图象终端对分析结果及影响因素进行反复修改,以趋近最佳结果.最终达到代替或部分代替试验工作,提高设计效率和产品质量,节约资源以及人力、物力的目的.     

42CrMo钢中夹杂物在裂纹成核和扩展中的作用

通过平板拉伸实验，用准动态方法观察了４２ＣｒＭｏ钢中裂纹在夹杂物上成核和扩展，得出开裂应变与夹杂物类型和尺寸的关系，裂纹成核方式是夹杂物／基体界面开裂和夹杂物自身开裂．     

一种热成型钢热压缩流变行为的本构方程

根据热冲压工艺的时间—温度特征,采用Gleeble-3500热模拟试验机,在温度为773~1 173 K、应变速率为0.01~0.50 s-1条件下,对1种热成型钢进行热压缩实验,求解井上胜郎模型参数,获得相应的应力应变曲线。实验结果表明:变形温度和应变速率对该热成型钢力学性能有很大的影响,温度升高流变应力减小,应变速率增大流变应力增大。由计算所得井上胜郎模型参数得到模型的预测值与实验结果吻合较好,修正模型之后,得到的预测值更接近实验值。     

P92钢塑性变形行为

为了给P92钢的安全使用以及塑性变形加工提供理论依据,对P92钢的塑性变形行为进行了研究.采用静拉伸试验方法研究了P92钢的室温塑性变形行为.结果表明,P92钢均匀塑性变形和局部集中塑性变形过程都分为三个阶段,塑性变形过程中发生了剧烈的形变强化.在局部集中塑性变形阶段,随着变形量的增大,板条马氏体顺拉伸方向伸长变形,同时马氏体板条束的位向顺拉伸方向转动.随颈缩率ψ的增大,马氏体板条相对伸长量ΔL/L0的增长速率加快,逐渐趋于平稳,马氏体板条对拉伸轴夹角θ的减小速率减慢.     

TWIP钢拉深变形行为研究

利用冲压模拟软件Dynaform 5.7对Fe-Mn-Si-Al系孪晶诱发塑性(TWIP)钢圆筒件成形进行冲压有限元模拟,获得试验用钢的极限拉深系数,并在小松H1F-60型压力机上对模拟结果进行了实际冲压验证.研究表明:极限拉深系数的模拟值和实际冲压值有一定的误差,这主要是由于Dynaform软件材料库中建立的加工硬化值不能完全反映实际材料的性能参数.     

20g钢珠光体球化后拉伸断裂过程组织变化

采用现场金相显微镜对珠光体球化的20g钢拉伸过程进行了原位观察,用扫描电镜分析变形组织及裂纹。结果表明：珠光体发生球化的20g钢在拉伸过程中,在某些晶粒内部首先发生变形,产生大量的滑移带,并在晶界处产生塞积。随后其它部分晶粒转动,形成对变形有利的取向,各晶粒协调变形。拉伸过程中,裂纹首先产生于试样边缘的珠光体组织。试件内部,微裂纹空洞在铁素体和珠光体的晶界处萌生,由于应力集中,产生扩展连接,呈穿晶和沿晶断裂。     

不同镀层热成形钢的腐蚀行为研究

使用循环腐蚀测试、电化学极化曲线、扫描电镜等方法研究了镀铝硅、合金化镀锌热成形钢的腐蚀行为,结果表明:铝硅镀层在热成形后对钢铁基体不具有牺牲阳极保护作用,在腐蚀反应初期,腐蚀溶液可穿透镀层间的裂纹造成基体的腐蚀.长期的腐蚀暴露实验结果表明铝硅镀层热成形钢的腐蚀速率低于镀锌热成形钢.     

58SiMn钢热压缩过程中的再结晶行为模拟

利用Gleeble1500热模拟实验机对58SiMn钢进行了单道次和双道次热压缩实验,得到在不同变形条件下的应力应变曲线,根据实验数据计算得到了58SiMn钢的动态、静态及亚动态再结晶和晶粒长大数学模型。借助Deform-3D软件对一组双道次热压缩实验进行了模拟,并与实际不同区域的晶粒尺寸进行比较,以验证其组织转变模型。     

钢模板矫形机链传动系统及链块驱动轮结构设计

根据钢模板的结构特点,结合对其矫形的实际情况,利用板带矫形原理,设计出适合钢模板矫形的链传动系统,并对驱动链块的链轮进行了初步设计,得到了满足要求的结论.     

控制车轮钢硫含量试验研究

随着对车轮技术研究的不断深入,硫化物可作为钢中氩致缺陷的"氢陷阱"理论被提出,在不断提高钢的纯洁度的同时,硫含量的控制已经不再是越低越好.马钢积极开展了控制车轮钢硫含量的试验研究,结果表明,采用真空后喂硫铁线工艺具有硫铁线回收率高,平均达85.7%,硫含量控制稳定的特点.通过对硫含量对车轮性能、内在质量影响的研究,提出了车轮钢硫含量宜控制在0.008～0.015%内的建议.     

Hot Deformation Behavior and Processing Maps of As-cast Mn18Cr18N Steel

Hot deformation behavior of as-cast Mn18Cr18 N austenitic stainless steel was studied in the temperature range of 950-1200 ℃ and strain rate range of 0.001-1 s~(-1) using isothermal hot compression tests. The true stress-strain curves of the steel were characterized by hardening and subsequent softening and varied with temperatures and strain rates. The hot deformation activation energy of the steel was calculated to be 657.4 k J/mol, which was higher than that of the corresponding wrought steel due to its as-cast coarse columnar grains and heterogeneous structure. Hot processing maps were developed at different plastic strains, which exhibited two domains with peak power dissipation efficiencies at 1150 ℃/0.001 s~(-1) and 1200 ℃/1 s~(-1), respectively. The corresponding microstructures were analyzed by optical microscopy(OM), scanning electron microscopy(SEM), and electron backscatter diffraction(EBSD). It has been confirmed that dynamic recrystallization(DRX) controlled by dislocation slipping and climbing mechanism occurs in the temperature and strain rate range of 1050-1200 ℃ and 0.001-0.01 s~(-1); And DRX controlled by twinning mechanism occurs in the temperature and strain rate range of 1100-1200 ℃, 0.1-1 s~(-1). These two DRX domains can serve as the hot working windows of the as-cast steel at lower strain rates and at higher strain rates, respectively. The processing maps at different strains also exhibit that the instability region decreases with increasing strain. The corresponding microstructures and the less tensile ductility in the instability region imply that the flow instability is attributed to flow localization accelerated by a few layers of very fine recrystallized grains along the original grain boundaries.