38MnVS6非调质钢大尺寸棒材往复热轧过程微观组织演化数值模拟

以热压缩实验所得38MnVS6非调质钢微观组织演化数学模型为基础,利用非线性有限元软件MSC.Marc,建立了38MnVS6非调质钢Φ90mm棒材往复热轧过程三维热-力-组织多场耦合有限元模型。微观组织演化数学模型通过MSC.Marc子程序与轧制热-力耦合有限元模型相耦合。计算并分析了38MnVS6非调质钢棒材10道次往复热轧过程中轧件的温度、再结晶分数以及奥氏体晶粒尺寸的分布和演化。结果表明,由于截面尺寸较大,轧件的温度场具有不均匀性,进而导致微观组织场的不均匀性。轧制过程轧件表面温度及轧制后奥氏体晶粒尺寸的实验值和模拟值吻合较好,验证了模型的准确性。     

工艺参数对闭开联合轧制件微观组织的影响研究

通过Deform-3D有限元软件建立了汽车油泵轴楔横轧轴向闭开联合轧制的热、力和微观组织相互耦合的有限元模型。分析了工艺参数对闭开联合轧件的平均晶粒尺寸的影响。结果表明,零件的平均晶粒尺寸随着整体断面收缩率的变化而变化;随着闭式断面收缩率占比的增加,先增大后减小;随着闭式轧制长度比的增加而减小。     

Inconel 625大型厚壁管挤压动态再结晶演化规律仿真（英文）

基于DEFORM-2D有限元平台,建立能准确预测Inconel 625大型厚壁管挤压过程宏、微观变形行为的有限元模型。揭示关键挤压参数对挤压管动态再结晶平均晶粒尺寸及晶粒分布均匀性的影响规律。研究结果表明,随着坯料初始温度、挤压速度和摩擦因数的增加,管材晶粒分布均匀性呈先增加后降低的趋势;增大挤压比能提高管材组织均匀性;随着坯料初始温度的升高,管材平均晶粒尺寸呈先减小后增大的趋势;挤压比的增大能显著减小管材平均晶粒尺寸;挤压速度和摩擦因数对管材平均晶粒尺寸的影响不明显。     

驱动辊转速对铸态42CrMo钢环件热辗轧微观组织的影响规律

环形铸柸微观组织的演变规律及合理控制是环类零件铸辗复合成形新技术发展面临的主要瓶颈问题.驱动辊转速是影响铸坯材料再结晶行为及组织状态的关键因素之一.本文基于ABAQUS平台,建立了42CrMo铸坯环件热辗轧的宏微观有限元模型,模拟揭示了环形铸坯材料的动态再结晶行为,阐明了驱动辊转速对再结晶晶粒尺寸及其分布的影响规律与机制.结果表明:铸坯材料动态再结晶百分数在环件内、外层高而使晶粒细化,而在环件中间层低导致粗品;驱动辊转速增大,铸坯材料动态再结晶百分数增加,轧制环件的平均晶粒尺寸减小;驱动辊转速对平均晶粒尺寸分布的均匀性影响不大.     

铸态高强铝合金筒形件强力热反旋显微组织演化

针对铸态7075铝合金筒形件进行多道次强力热反旋实验。结合显微组织分析和晶粒尺寸测试实验,研究了工艺参数对显微组织的演化规律。结果表明,原始坯料晶粒粗大,但分布均匀;旋压变形后,晶粒变细,共晶相组织分布不均匀;随着第4道次压下量的增加,筒形件晶粒越细;随着筒形件预热温度的升高,晶粒尺寸先减小后增大;当芯模转速从100 r·min~(-1)增至200 r·min~(-1)时,其晶粒尺寸减小的幅度比芯模转速从200 r·min~(-1)增至300 r·min~(-1)时略大;进给速度在60 mm·min~(-1)到100 mm·min~(-1)范围内,晶粒尺寸在前半段减小的幅度比后半段减小的幅度略小;随着摩擦系数的增加,晶粒尺寸逐渐增大。     

汽车铰链热轧扭转变形的有限元分析

针对型钢铰链在热轧过程中常见的扭转缺陷，建立了轧件轧制过程的有限元模型，并采用正交试验分析了轧辊直径、电机转速和孔型偏转角对轧件扭转变形的影响。结果表明：随着轧辊直径的增加，扭转角逐渐增大；随着电机转速的增大，扭转角先增大后减小；随着孔型偏转角的增大，扭转角先增大后逐渐减小，在孔型偏转角为7.6°时达到最大。孔型偏转角对扭转变形的影响较大。通过回归模型求得，在轧辊直径为369 mm、电机转速为675 r/min、孔型偏转角为13.13°的工艺参数条件下轧件的扭转角最小，并采用轧制试验验证了模型的准确性。     

热辊轧制AZ31镁合金带材过程变形规律研究

本文利用有限元软件DEFORM分析了初始厚度、轧辊温度、压下率及轧制速度对热辊轧制AZ31镁合金冷带材过程接触压力、速度、等效应力、等效应变及等效应变速率分布规律。结果表明：热辊对轧件起到了显著加热作用,轧件温度明显升高,表面与心部温差先增加后减小。接触压力在刚端与塑性交界面急剧增加然后降低,进入塑性变形区再次增加至前滑区降低,从入口端到出口端速度和等效应变呈近似S型增加,等效应力和等效应变速率整体变化趋势是先增加后降低。稳态轧制力随初始厚度、压下率和轧辊温度变化呈近似线性变化,随轧制速度增加呈指数增加。初始厚度增加加大了表面和心部变形速度差及等效应变和应变速率的不均匀分布。相比压下率较小时的压缩变形,随着压下率增加剪切变形量增大,且轧辊热量更易传递至心部,变形更均匀。当轧制速度较大时,表面和心部等效应力、等效应变与等效应变速率差值显著增加,不利于均匀性变形。     

工艺参数对多楔轧制空心车轴晶粒尺寸的影响规律

空心车轴是高速列车的核心部件,其成形方法与质量直接决定着高铁装备的技术水平。采用多楔轧制空心车轴,建立了材料的微观组织模型,获得了多楔同步轧制空心车轴的热、力和微观组织相互耦合的有限元模型;通过对多楔同步轧制空心车轴的模拟,对轧制初始温度、成形角以及展宽角对晶粒平均尺寸的影响规律进行了系统研究,结果能保证轧件具有均匀细小的晶粒尺寸及良好的力学性能。     

工艺参数对连续流变轧制成形Mg-3Sn-1Mn合金板材组织和力学性能的影响

开发了Mg-3Sn-1Mn合金板材倾斜板连续流变轧制成形工艺,并研究工艺参数对合金板材微观组织和力学性能的影响.结果表明:随着轧辊转速的增加,板材的初生晶粒平均直径增大;随着倾斜板振动频率增加,板材的初生晶粒平均直径先减小后增大,板材的抗拉强度和伸长率先增加后降低.随着浇注温度的升高,板材的初生晶粒平均直径逐渐增大,板材的抗拉强度和伸长率逐渐降低.当浇注温度为670℃、轧辊转速为52mm/s、倾斜板振动频率为60 Hz时,制备了组织性能较好的Mg-3 Sn-1Mn合金板材,其力学性能优于添加0.87％Ce(质量分数)的Mg-3Sn-1Mn合金热轧板材的力学性能.     

轧制参数对钢球螺旋孔型斜轧工艺的影响

采用螺旋孔型斜轧工艺加工轴承钢球,其模具加工、调试安装复杂且耗时。针对该问题,利用有限元软件Deform,对轴承钢球轧制过程进行了仿真模拟,并采用控制变量法的思想,通过改变单一参数研究了棒料尺寸、轧制温度、轧辊倾斜角度对钢球轧制成形的影响规律,从而为钢球的斜轧工艺设计提供一定的参考。研究结果表明:棒料尺寸对钢球外形影响最大,棒料尺寸不足会造成钢球带有环带沟,棒料尺寸过大会导致钢球表面金属堆积;轧制温度对轧制力影响最大,轧制温度的提高有利于降低轧制力,但会导致钢球表面的脱碳及氧化皮现象严重,因此应尽可能采用较低的轧制温度;当轧辊倾角小于轧辊螺旋升角时,在轧制过程中容易出现钢球无法旋转的情况,因此应尽可能使轧辊倾角与轧辊的螺旋升角保持一致。     

高强度海工钢特厚板差温轧制工艺

针对特厚板轧制后组织和变形分布不均匀问题，研究了差温轧制工艺对高强度海工钢特厚板变形和组织的影响规律。基于修正后的Gleeble热压缩试验数据构建了海工钢的材料模型，并对有限元软件进行了二次开发。采用冷却和轧制耦合的方法对差温轧制过程进行了模拟，研究了压下率和换热系数对特厚板厚度方向变形行为与动态再结晶晶粒尺寸的影响，并与传统等温轧制进行了对比。结果表明，随着换热系数的增大，钢板厚度方向的温度梯度逐渐增大，表层的等效应变逐渐减小，心部的等效应变逐渐增大，厚度方向的变形更加均匀。压下率越大，差温轧制对促进心部变形的效果越显著。差温轧制能够显著细化动态再结晶晶粒尺寸，换热系数越大，钢板整体的平均动态再结晶晶粒尺寸越小。     

工艺参数对钛合金叶片精锻中微观组织的影响

以叶片中的一类重要叶片——钛合金单榫头叶片为研究对象，利用自主开发的并经实验验证的叶片精锻三维有限元变形．传热一微观组织演变耦合模拟系统对其精锻过程进行了模拟，研究了不同工艺参数下叶身典型截面锻后微观组织的分布规律。结果表明：随着变形温度的升高，晶粒尺寸和β相体积分数增大；随着变形速度的增大，晶粒尺寸和β相体积分数相应增大；随着模具温度的升高，晶粒尺寸分布的均匀性提高：而摩擦条件对晶粒尺寸和β相体积分数的影响不显著。     

Ti-811合金棒材热连轧过程有限元数值模拟及验证

采用有限元法对Ti-811合金棒材热连轧过程进行数值模拟，分析变形过程中轧件应力场、应变场和温度场的数值以及分布规律，并基于数值模拟结果进行轧制验证，为制定Ti-811合金棒材轧制工艺提供指导。结果表明：模拟连续轧制过程中轧件的最大应力位于与轧辊接触的表面，且由边部到心部逐渐降低；随着轧制道次的增加，应力值逐渐下降、应变量逐渐增大；轧件在各道次的变形过程中表层和心部存在差异，心部变形量大于边部变形量；轧件与轧辊接触的表面层有明显温降，当轧件脱离轧辊后表面层温度逐渐回升，轧制结束后表面层温度回升至初始温度，但心部因变形热积聚温度略有升高，最大温升值达到14℃。基于数值模拟结果在热连轧机组上进行轧制验证，所轧制的Ti-811合金棒材外形尺寸良好，且组织与力学性能满足GJB 9567—2018《叶片用TA11和TC6钛合金棒材规范》要求。     

三辊行星轧制中轧辊轧件接触区分布的计算改进

三辊行星轧制中,轧辊轧件接触区的分布是轧制力能参数的计算基础。在轧制过程中轧件的轴向延伸变形不可避免,这将直接影响到轧辊轧件接触区的分布。在已有的研究基础上,考虑到轧制过程中轧件轴向延伸变形的影响,运用理论分析得出了接触区的分布函数。给定轧制工艺参数,利用数值计算得到了轧辊轧件接触区分布的具体情况,结果显示,受到轧件轴向延伸的影响,轧辊轧件接触区变得更为狭窄。该结果不仅相比于已有的研究更加符合三辊行星轧制中的轧辊轧件实际的接触情况,还表明接触区的分布不仅只受到轧制常数、倾斜角、偏转角、轧辊转速和轧件进给速度的影响,同时还受到轧件的原始尺寸的影响。     

轧制温度对深冲纯铁CH1T盘条组织和力学性能的影响

研究了不同轧制温度对热轧盘卷显微组织和力学性能的影响,并分析了准6.5 mm的CH1T纯铁热轧盘卷显微组织中异常长大铁素体的原因。结果表明:最佳工艺为加热温度(1120±10)℃、均热温度(1100±10)℃、吐丝温度(890±15)℃,使用带槽夹送辊传送;降低轧制温度能有效消除异常组织,能使组织均匀化,晶粒细化,CH1T纯铁抗拉强度提高;平辊夹送辊与轧件接触位置的铁素体晶粒尺寸大于其他位置的铁素体晶粒尺寸,造成混晶现象,且较大尺寸的铁素体晶粒在线材横截面的分布区域与位置随圈数的不同呈现一定的规律性。     

三辊行星轧制中轧辊与轧件接触区分布

三辊行星轧制中,轧辊轧件接触区的分布是轧制力和轧制功率计算的基础,是轧辊外轮廓设计的重要依据.研究结合了实际轧制过程中轧辊和轧件的运动特点,引入相应的约束条件,给出接触区分布的解析表达式;在给定轧制工艺参数下,数值分析计算出接触区具体的分布情况.该方法避开了轧辊轧件线接触的假设,可给出接触区分布情况.结果显示,该分布不...     

大口径宽幅薄壁环形件径轴向热辗扩应变场数值分析

基于ABAQUS/EXPLICIT有限元软件,建立大口径宽幅薄壁环形件径轴向热辗扩热力耦合有限元模型。在不同驱动辊半径、芯辊半径和锥辊锥角下进行有限元模拟,得到不同轧辊尺寸下成形环件应变场的分布规律。结果表明,在模拟轧辊尺寸范围内,随着驱动辊半径增大,应变场分布均匀性减小;随芯辊半径和锥辊锥角的增大,应变场分布均匀性增大。驱动辊尺寸对环件应变场的影响最大,锥辊锥角影响次之,芯辊尺寸影响最小。研究结果为实际生产中轧辊尺寸的选取和优化提供了有效的理论指导。     

高速钢轧辊特点及其在热带钢轧机上的应用（二）

高速钢轧辊用作热带钢轧机精轧机工作辊时，具有优异的耐磨性、韧性和表面抗粗糙性。因此，轧辊对轧制条件的制约明显减轻，可使轧件质量和轧机作业率提高。     

IN690高温合金管材挤压过程微观组织模拟

对IN690高温合金管材挤压过程进行了微观组织数值模拟,获得了不同挤压工艺条件下动态再结晶与平均晶粒尺寸的变化规律。研究表明,在挤压速度和挤压比一定的条件下,随着挤压温度升高,完全动态再结晶区域变大,平均晶粒尺寸增大;在挤压速度和挤压温度一定的条件下,随着挤压比增大,完全动态再结晶区域变大,平均晶粒尺寸减小;管材壁厚方向上由内壁向外平均晶粒尺寸呈现先增大后减小的规律;平均晶粒尺寸的模拟值与试验值的相对误差小于12%。     

不同加热条件下AZ31镁合金带材轧制过程的数值模拟

利用热-力耦合数值模拟方法分析了轧辊常温轧件加热300℃,轧辊轧件均加热到300℃及轧辊加热300℃和轧件常温三种不同条件时AZ31镁合金带材轧制过程的温度场、应力应变、速度及接触压力变化规律。结果表明:瞬间热效应使热辊热带轧制过程带材温升约30℃,热辊冷带轧制过程轧件温升约150℃;轧制过程速度和等效应变均呈S型变化,中性点靠近出口端,热辊冷带条件下轧件表面和心部等效应变差值随轧制过程变小,有利于均匀形变。在入口端中心的接触压力先增加后减小,随后接触压力缓慢增加,在中性点附近时,接触压力增加到最大值,然后逐渐减小,热辊热带进入稳态轧制后接触压力持续降低。