09CuPTiRe钢二道次热变形行为研究

基于09CuPTiRe钢高温双道次热模拟实验,采用lnθ-ε关系曲线确定了二道次变形条件下的临界应变,探讨了变形温度、变形速度等对二道次热变形行为的影响.结果表明:一道次动态再结晶后的二道次,其热变形行为不同于单道次；随着变形温度的降低和应变速率的提高,二道次动态再结晶的临界应变减小.研究结果与二道次数值模拟反映的特征...     

2519铝合金多道次热轧过程组织演变的数值模拟

基于热模拟双道次压缩试验研究了2519铝合金变形后道次间隔时间内的软化行为,建立了静态再结晶模型.采用FORTRAN语言对有限元软件DEFORM-2D进行了二次开发,实现了2519铝合金多道次热轧过程的热力一组织耦合分析.结果表明:在多道次热轧过程中,由于外摩擦和变形区形状因子的作用,使得变形不均匀,造成再结晶百分数沿轧件厚度分布也不均匀,在前几道次上,轧件表面附近因发生较大的塑性变形而发生明显的再结晶行为,随着道次的增加,轧件心部才发生较明显的再结晶行为,使再结晶得以贯穿整个厚度.     

GCr15钢双道次热变形过程的元胞自动机模拟

建立了一类双道次热变形过程的二维元胞自动机模型。模型综合考虑了热变形过程涉及的动态再结晶、静态回复、静态再结晶、亚动态再结晶和晶粒长大等单个的物理现象。利用模型对GCr15钢的双道次热压缩过程进行了模拟,讨论了变形温度、应变速率、初始晶粒尺寸、第一道次变形量以及道次间隔时间对微观组织演变、流变应力行为和再结晶动力学的影响。将模拟结果和已获得的实验结果进行比较,吻合较好。     

多道次热轧模拟过程中Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金的再结晶特征

采用Gleeble-1500D热模拟实验机根据设计的轧制工艺对7055合金进行多道次热压缩试验,模拟其企业热轧过程,采用电子背散射衍射和透射电镜研究了再结晶特征。在不同变形条件下,表现出不同的再结晶机制,主要动态再结晶机制有连续动态再结晶和几何动态再结晶。前者的形核机制主要为,原始晶界弓出形核和亚晶合并形核;后者归因于严重的不均匀变形。在道次间的间隙期间,静态再结晶发生。另外,尺寸大于1 μm的第二相也促进再结晶。     

多道次热轧模拟过程中Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金的再结晶特征（英文）

采用Gleeble-1500D热模拟试验机根据设计的轧制工艺对7055合金进行多道次热压缩试验,模拟其企业热轧过程,采用电子背散射衍射和透射电镜研究了再结晶特征。在不同变形条件下,表现出不同的再结晶机制,主要动态再结晶机制有连续动态再结晶和几何动态再结晶。前者的形核机制主要为原始晶界弓出形核和亚晶合并形核;后者归因于严重的不均匀变形。在道次间的间隙期间,静态再结晶发生。另外,尺寸大于1μm的第二相也促进再结晶。     

AZ31镁合金挤压板坯的二次变形行为

采用Gleeble-3500热模拟试验机对AZ31镁合金挤压板坯进行平面应变压缩实验,研究镁合金二次变形条件下的热变形行为。结果表明,AZ31镁合金挤压板坯二次变形中发生明显的动态再结晶,进一步细化了再结晶晶粒,且二次变形削弱了挤压板坯的(0002)基面织构强度。DEFORM 3D有限元模拟结果表明,当应变速率一定时,变形温度是决定再结晶晶粒大小的主要因素,而当变形温度一定时,高应变速率所引起的显著温升不利于应变累积,因而再结晶晶粒细化效果并不明显。     

等通道转角挤压7075铝合金动态再结晶组织晶粒度预报

采用等通道转角挤压(ECAP)对7075铝合金试样进行挤压,利用有限元软件对ECAP的连续动态再结晶组织晶粒度进行预报,采用有限元和实验相结合的方法,研究不同挤压道次对7075铝合金A路径ECAP过程组织晶粒度的影响。模拟结果表明,经过一道次、二道次和四道次A路径ECAP后试样中心区域的晶粒尺寸分别为24.8μm、20.2μm、16.7μm,晶粒随着挤压道次的增加不断细化。通过金相定量法计算可得一道次、二道次和四道次A路径ECAP实验后试样中心区域的晶粒度分别为26μm、20μm、16μm,与有限元预报结果吻合良好,最大误差小于5%,证明基于连续动态再结晶模型的有限元预报准确性较高。     

工业纯铝多道次热轧工艺的实验模拟

参照美国一铝业公司热轧工艺规程,在Ｇｌｅｅｂｌｅ－１５００热模拟机上,对工业纯铝多道次热轧过程进行了实验模拟,通过对变形后试样组织的金相与ＴＥＭ观察及显微硬度测量,发现亚晶粒随着道次增加逐渐形成完善,其尺寸逐渐变小;再结晶不仅取决于轧制温度,而且还与变形不均匀带,累积变形量及道次间停留时间有关;在试样厚度较大的某些道次,发生再结晶的位置交替地由高向两侧转向中心部位。     

X70HD管线钢的亚动态再结晶行为研究

为研究X70HD抗大变形管线钢的亚动态再结晶行为,利用Gleeble-3500热-力模拟试验机进行了X70HD管线钢不同道次间隔保温时间、变形速率和变形温度条件下的双道次热压缩实验。实验结果表明:道次间隔保温时间越长,材料软化程度越大。随着变形速率增大、变形温度提高,亚动态再结晶体积分数升高。基于实验结果建立了X70HD管线钢的亚动态再结晶动力学模型,并通过与实验数据进行对比验证了模型具有较高的精确度。获得的亚动态再结晶动力学模型为进一步对X70HD管线钢实际轧制生产中组织的变化进行模拟、预测和控制、优化轧制工艺以及提高产品性能提供了理论基础和数据参考。     

300M高强钢亚动态再结晶行为

为研究300M高强钢的亚动态再结晶行为,采用Gleeble-3800型热模拟试验机对300M高强钢在变形温度900~1150℃、应变速率0.001~10 s-1,道次间隔保温时间1~60 s进行双道次热压缩试验。结果表明:变形温度越高、应变速率越大、道次间隔保温时间越长,亚动态再结晶百分数越大。基于试验结果建立了300M高强钢的亚动态再结晶动力学模型,并通过单道次压缩试验验证了模型的正确性。     

低Ni型LNG钢的热变形行为及力学性能

通过单道次、双道次压缩试验,研究了低Ni型LNG钢的高温奥氏体动态再结晶及静态再结晶行为,并采用两阶段控制轧制及超快速冷却技术进行不同轧制工艺下的热轧试验,通过热模拟及热轧试验研究了低Ni型LNG钢的热变形行为及力学性能。结果表明,在高温(1000~1050 ℃)、低应变速率(0.1~0.5 s^-1)下奥氏体容易发生动态再结晶,确定了发生再结晶的临界条件,并建立了动态再结晶动力学模型。试验钢在较高温度(800~1050 ℃)、较长道次间隔时间(60 s)下静态软化现象明显,容易发生静态再结晶。依据热模拟试验结果制定热轧试验工艺,通过控制精轧开轧温度和终轧温度调控高温奥氏体再结晶行为,从而细化晶粒,改善低Ni钢的冲击性能。精轧开轧温度920 ℃、终轧温度770 ℃时,低Ni钢的低温冲击吸收能量为180.1 J,屈服强度为595.1 MPa,抗拉强度为717.8 MPa。     

Effect of the reduction ratio per pass on the microstructure of a hot-rolled AZ31 magnesium alloy sheet

The effect of the reduction ratio per pass on the microstructural evolution of an AZ31 gravity cast plate during hot rolling was evaluated systematically. {10$ \bar 1 $ \bar 1 2} extension twinning was observed in large grains after an earlier rolling pass, but it disappeared upon a subsequent rolling pass due to the reorientation of the grains in an unfavorable direction caused by repetitive rolling. The finer grains were newly formed at the boundaries of the original large grains and twin boundaries by dynamic recrystallization. The grain size distribution was changed from a bimodal distribution upon a small total reduction to a homogeneous distribution upon a large total reduction due to the formation of finer grains that continued at the grain boundaries of large grains by repetitive hot rolling. The size and distribution of the grains were affected not only by the reduction ratio per pass but also by the total reduction (number of rolling passes).     

AG700L钢亚动态再结晶行为研究

AG700L钢主要应用于汽车大梁等重要承重结构件。通过在Gleeble-3800热模拟试验机上采用双道次压缩试验,研究了AG700L钢在应变速率为0.01～2 s^-1、变形温度为950～1 050℃、道次间隔时间为10～120 s不同条件下的亚动态再结晶行为。结果表明：AG700L钢道次间隔内亚动态再结晶行为受变形温度、应变速率和道次间隔时间的影响显著;随变形温度的升高,亚动态再结晶体积分数先缓慢增加,然后迅速增加;随应变速率的增加,亚动态再结晶体积分数先迅速增加,然后趋于平稳;随道次间隔时间的增加,亚动态再结晶体积分数明显增加。随变形温度的升高、应变速率的增加以及道次间隔时间的延长,变形后AG700L钢的晶粒尺寸显著增加,组织变得更加均匀。同时,建立了AG700L钢的亚动态再结晶动力学模型,为其实际生产轧制工艺的制定与优化提供了依据。     

A study of the effect of the deformation parameters on recrystallization behavior in the rod rolling process

Rod rolling is a process in which the deformation of the workpiece between the work rolls is quite different from the rod drawing process, but the area strains (natural logarithm of area reduction ratio) multiplied by a constant have been used in the calculation of the pass-by-pass evolution of austenite grain size in rod (or bar) rolling without any verification. Considering that the deformation parameters (strain and strain rate) at a given pass play a crucial role in determining recrystallization behavior, the calculation method for the deformation parameters associated with rod rolling should be examined. In this study, a series of numerical simulations has been carried out using an area strain model [5] and an analytic model [6] which calculate the pass-by-pass strain in the rod rolling process, focusing on the effect of the calculation method for the pass-by-pass strain on the recrystallization behavior and evolution of AGS (austenite grain size) during a given pass. These have been investigated for a six-pass rolling sequence (oval-round or round-oval) designed for this study by incorporating the recrystallization and AGS evolution model being widely used in hot rolling. It was found that the recrystallization behavior and evolution of AGS during a given pass were significantly influenced by the calculation methods for deformation parameters. The area strain model lacks mathematical grounds to be used as input to the equations for recrystallization and AGS evolution.     

钢轨全万能轧制技术研究与实践

为生产高尺寸精度钢轨,开发了全万能成品孔型。介绍了3种典型全万能成品孔型的结构特征,比较了其优缺点,模拟计算了轧件变形情况,并在生产线上进行了角部开口孔型的轧制试验。结果表明,角部开口孔型钢轨断面尺寸精度高,表面过渡光滑,无棱角;全万能轧制钢轨轨高尺寸精度提高,107 m长度范围内轨高波动可以减小到0.4 mm以下,配合其他措施有望达到0.2 mm以下。同时,其指出全万能成品孔型对设备精度要求高,设备维护是钢轨全万能轧制技术顺利应用的重点。     

AZ31镁合金差温热轧过程的晶粒细化

实验研究了经不同道次差温热轧AZ31镁合金的金相组织,结合对轧制过程,尤其是轧件温度场的数值模拟结果,分析了AZ31镁合金差温热轧过程晶粒细化机制与主要影响因素,获得了通过轧制过程动态再结晶,使轧材晶粒尺寸随轧制道次增加,而持续细化的工艺参数,并制备出平均晶粒尺寸为5μm左右的细晶AZ31镁合金板材。     

Design of rolling pass schedules to improve grain-size uniformity in thickness

Among various methods to achieve high strength in plain carbon steel, the method of grain refinement by controlling thermo-mechanical processing parameters has gained a great attention in steel rolling industries. In the present study, three different rolling pass schedules for thick plates are proposed to obtain fine and uniform grains through thickness, based on combined analyses of recrystallization modeling, finite element analysis and experiments. Since meta-dynamic and dynamic recrystallization have been found to be effective in producing fine grains, the reduction ratio and the interpass time were carefully considered in the proposed rolling pass schedules.     

基于参数化的轧具孔型设计与分析

针对冷轧轧具设计复杂,尤其孔型设计难度大,导致研发过程耗时、耗力的问题,提出了参数化设计与孔型设计理论相结合的方法,以简化轧具孔型设计步骤,提高设计结果的精确度。在SMS MEER设计法的基础上进行修正,使孔型尺寸参数化,选择对应的孔型开口,创建参数模型;然后基于Python对Abaqus进行二次开发,创建轧辊三维模型;对轧具轧制过程进行有限元分析,研究了轧制力、直径、壁厚有关参数并分析其原因。研究表明,轧制力的走势符合理论依据,轧制出的钛管直径最大误差值为0.067 mm,壁厚的最大误差值为0.039 mm,符合轧制管的精度要求,验证了该种方法的实用性和可行性,缩短了研发周期,节约了研发成本。     

热轧平整机在线表检系统的必要性研讨

平整工序作为热轧全流程控制的最后一道工序,对钢卷表面质量起着至关重要的作用。通过对首钢京唐钢铁有限责任公司2 250 mm热轧平整线生产过程中出现的主要质量缺陷种类及成因分析,有针对性地提出控制措施,说明了在平整工序设置在线表面检测系统的必要性。     

四辊平整机板形前馈模型的研究与应用

以某冷轧平整机为研究对象,在对其轧制过程进行分析的基础上,开发出一种板形前馈模型,即以轧制力变化为依据,根据其变化量编制模型,嵌入至PLC程序中,从而达到随着轧制力变化,弯辊力自动变化的目的,进而对控制板形起到积极的作用。实践表明,前馈功能能够有效避免由于轧制力的剧烈变化而出现的板形不良。