退火温度对交叉轧制钼箔显微组织、织构及性能的影响

通过金相组织观察、电子背散射衍射(EBSD)分析、室温拉伸及显微维氏硬度测试等手段研究了经交叉轧制的0.06 mm厚钼箔在不同温度退火时显微组织、织构及力学性能的演变规律。结果表明,交叉轧制态钼箔RD(与主轧制方向成0°)方向的屈服强度和抗拉强度均高于900 MPa,其次为TD(与主轧制方向成90°)方向,45°RD(与主轧制方向成45°)方向强度最低。由于45°RD方向晶粒细小,使得该方向上延伸率最高,为8.4%,RD方向次之,TD方向最小,仅为2.7%;抗拉强度的平面各向异性指数(IPA)值为8.5%,表明其具有较好的各向同性程度。交叉轧制态钼箔的晶粒在空间中呈现为不规则的饼状且相互堆叠、交错,以{001}<110>织构为主,占比78.9%。经700～1050℃退火后,钼箔主要发生扩展回复的连续再结晶,相对于低温退火时伴有的经典再结晶形核长大过程,该退火温度下的再结晶机制为亚晶聚合粗化。随着退火温度的升高,样品的硬度逐渐下降,再结晶程度升高,晶粒的平均层宽增大,使得样品的强度呈线性下降,抗拉强度的IPA值降至4.4%,表明材料的各向同性程度得到提升。与交叉轧制态相比,1...     

AKS掺杂钼板显微组织与力学性能研究

对Mo-Si-Al-K合金板坯经过20%, 40%, 50%轧制及退火后掺杂粒子的演变过程、 不同掺杂量(与金属钼的质量百分比AKS-1:K(%)　=0.08,AKS-3:K(%)　=0.27,AKS-5:K(%)=0.45)板坯的力学性能进行研究,结果表明:轧制板坯中的掺杂相沿轧制方向拉长、碎化,形成沿轧制方向排列的掺杂粒子列;适当地增加掺杂量能显著提高板坯的抗拉强度、延伸率及杯突值;随着掺杂量的增加,加工成型的难度加大.     

轧制方向对喷射沉积含Nd镁合金第二相及织构影响

采用喷射沉积技术制备Mg-9Al-3Zn-1Mn-6Ca-2Nd合金沉积坯,对其进行挤压预变形和轧制变形(T=350℃,ε=25%和35%),利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)研究轧制变形对镁合金组织及织构的影响。结果表明:尺寸不对称的镁合金板材在350℃分别经过90°和0°方向轧制后,镁合金除了有Mg基体、(Ca,Nd)Al2(块状和颗粒状C15相)相外,在0°方向轧制后还存在Mg0.97Zn0.03相。随道次压下率(ε=25%和35%)增大,分别沿90°和0°方向轧制后颗粒状C15粒子会明显增多,但在90°方向轧制后块状、颗粒状C15粒子均发生"团聚现象"。0°方向轧制过程中细小弥散的C15粒子阻碍位错运动形成位错缠结区有利于Zn元素扩散,是0°方向轧制Mg0.97Zn0.03相保留的重要原因;随道次压下率增大,在0°方向变形后尺寸不对称的镁合金板材形成较弱(0002)基面织构的同时且柱面织构{1120}1010和锥面织构{1012}强度也逐渐增强,即实现了镁合金形变织构的随机化,轧制过程中基面滑移Schmid因子变化是影响尺寸不对称镁合金形变织构随机化的主要原因。     

全球主要的高精铝板带企业之一——阿雷利斯公司科布伦茨轧制厂

概况Summary德国科布伦茨(Koblenz)轧制厂(Aleris Aluminium Walzprodukte GmbH)属阿雷利斯(Corus),板带产量约150kt/a,是一个名副其实的高精铝板带轧制企业,生产的合金种类约110个,主导产品为热交换器用的复合热传输板带箔、航空航天板带、汽车与船舶板材、工模具厚板、结构板材等等(图1),材料的65%出口到其他欧洲国家(约占32%)与世界各国(约占33%),见图2。科布伦茨轧制厂是一个比较年青的工厂,成立于1964年,原属美国凯撒集团(American Kaiser Group),初期生产挤压材,稍后转为生产板带材,1987年革荷兰霍哥文集团(Dutch Hoogovens Gro…     

电磁搅拌对管线钢板坯质量和钢板性能的影响

详细对比了使用电磁搅拌(S-EMS)和未使用S-EMS的管线钢板坯质量和轧制后钢板性能,研究S-EMS对管线钢板坯质量和钢板性能的影响。对比结果显示:使用S-EMS后,板坯的中心偏析和疏松显著改善,板坯中心等轴晶率由12%提高到26%。管线钢的冲击性能(-20℃)和落锤性能(-15℃)得到了显著改善,钢板的中心组织以均匀细小的针状铁素体为主,基本消除了中心条带状偏析带、粗大魏氏体和颗粒状贝氏体组织。轧制后钢板的常规冲击KV2≥350 J所占比例为100%;落锤剪切面积比SA样本合格率提高了2.65%,达到了100%。     

轧制方向对粉末轧制多孔钛板力学性能的影响

以氢化脱氢钛粉为原料,采用粉末轧制和真空烧结工艺制备出两种不同厚度的多孔钛板。利用孔径及孔径分布分析、扫描电镜观察、拉伸实验、三点弯曲实验、剪切强度测试等手段,对垂直于轧制方向和平行于轧制方向的板材力学性能进行了研究,并从孔径分布和烧结颈发育方面对其进行了解释。结果表明,1.96 mm厚的多孔钛板比1.32 mm厚多孔钛板的最大孔径小,且其孔径分布相对均匀;对于厚度相同的粉末轧制多孔钛板,垂直于轧制方向的板材平均抗拉强度比平行于轧制方向的增大25%、弯曲强度增大45%;随着轧制多孔钛板厚度的增加,其抗拉强度、弯曲强度、剪切强度等均显著增大,粉末轧制多孔钛板力学性能的方向差异与轧制致密板材的方向差异完全相反。     

60kg/m重轨轧制全道次的有限元模拟和试验研究

对60kg/m U71Mn重轨轧制全道次进行了三维热力耦合有限元模拟。轧辊建模时分别通过翻转和平移轧辊来实现轧件翻钢和侧向推钢过程;轧件的建模采用抽取中间截面网格拉伸的建模方法,既消除网格畸变的影响又使得前后数据得到继承。模拟结果表明:重轨轧制过程中存在严重的不均匀变形,铸坯横断面金属质点在轧制过程中沿轧制方向不同步;轨底部位金属沿轧制方向和轨底高度方向流动;轨腰部位金属沿轧制方向和宽度方向流动,其中心向轨底部位偏移;轨头金属沿轧制方向被延伸。人工打孔制造缺陷坯轧制试验的特征点位置变化与模拟结果吻合良好,验证了轧件在各道次的金属流变规律。所建立的金属在轧制过程中的位置对应关系可以为生产过程中轧制缺陷的溯源分析提供便利。     

中厚板轧制过程控制中轧件的平均温度模型

通过分析得出,在中厚板轧制过程中轧件厚度方向上的温度分布是以轧件中心为原点的抛物线形式;考虑到表层变形区和中心变形区对轧制变形的影响作用的不同,建立了与压下率、表面温度和中心温度有关的平均温度模型;将有限差分法处理实测温度后获取的表面温度和中心温度应用于此模型,并将模型应用于国内某中板厂3 000 mm轧机过程控制的轧制力预测中,获得了良好的效果。     

CSP连轧过程金属变形的热力耦合模拟分析

借助Marc商用软件,采用弹塑性大变形热力耦合有限元法(FEM),对包钢生产的1 500 mm×68mm薄板坯CSP(紧凑式带材生产)轧制第一道次的热轧过程进行了模拟。分析了变形区内轧材等效应力场、应变场及应变速率的分布和变化规律。结果表明在轧件变形区内,等效应力沿轧制方向逐渐增大,在中性面附近达到最大值(95.20 MPa),后又逐渐减少;等效应变亦沿轧制方向逐渐增大,在轧件出口处达到最大值(0.70);在轧件入口端表面附近等效应变速率有最大值,为20.74 s^-1。模拟计算的轧制力为22 203 kN,现场测得的轧制力为22 239 kN,预测误差为0.16%。     

中厚板轧制过程中力能参数的预报模型

根据给定的热力耦合热边界条件的计算结果 ,建立了轧制中厚板的二维和三维有限元模型并模拟计算了 (2 30 0～ 2 6 30 )mm× (9～ 72 )mm板坯压下量 7～ 19mm ,轧制速度 3 16～ 4 37m/s ,轧制温度 92 9～10 33℃的轧制力 (2 6 6 0 0～ 5 0 0 0 0kN)和轧制力矩 (780～ 32 0 0kN·m)。结果表明 ,轧制力计算值和测量值的相对偏差为 1 30 %～ 9 37% ,轧制力矩的相对偏差为 3 6 9%～ 9 75 %。二维模拟和三维模拟的结果基本一致。     

特厚板温度梯度轧制有限元模拟与实验研究

针对特厚板再结晶型轧制,板坯中心难以变形导致心部晶粒粗大的问题,使用Q345B钢,采用有限元方法建立了特厚板轧制的仿真模型,以研究在特厚板轧制过程中引入厚度方向上的温度梯度对钢板心部应变的影响,并与传统均温轧制进行对比,预测了两种温度场条件下奥氏体再结晶的晶粒尺寸.采用大试样平面应变实验对模拟结果进行验证.研究结果表明,温度梯度轧制有利于增加坯料心部应变量,最大增加了61.35%.计算和实验结果显示温度梯度轧制可以减小特厚板心部晶粒尺寸,晶粒度级别提高了一个等级,说明该工艺对提高特厚板中心区域性能有利.      

基于增量分析和PSO-LSSVM的热轧辊缝调平预测模型

辊缝调平在保证热轧带钢板形质量和轧制稳定性中起着关键作用,目前以操作人员目测后经验调整为主,无法满足未来少人化、智能化轧制技术需求。为此,基于增量分析方法实现工艺参数增量因子提取,有效解决传统离散数据预测中部分信息丢失问题;同时以粒子群算法(PSO)优化最小二乘支持向量机(LSSVM)模型参数,使得参数选取更加科学。采用某钢厂1580热轧生产数据进行验证,结果表明,基于增量分析和PSO-LSSVM的预测模型能够较好地预测调平值及调平曲线趋势,精轧下游F5~F7调平预测精度在95%左右,可为现场调平策略设定提供辅助手段,也为今后无人化轧制技术的发展提供关键理论支撑。     

海上风电塔架用超宽Q355钢板性能研究

随着海上风电建设的快速发展,如何降低基础建设成本增加结构强度是海上风电建设关注的重点问题之一。以增加钢板规格从而减少焊缝为目标,通过复合轧制和TMCP工艺轧制在5 500轧机上成功试制80 mm(厚)×4 500 mm(宽)×15 000 mm(长)Q355钢板,钢板拉伸、冲击、弯曲性能均满足要求,各个方向性能差异小,中心与1/4厚度处晶粒度差异较小,均为8级左右。钢板界面复合良好,弯曲试验未见中心开裂,显微组织无可见界面。     

轧制压下率、路径对NiCoCr合金微观结构和力学性能的影响

通过开展不同轧制压下率和路径的轧制实验,制备了具有不同比例和尺寸的纳米孪晶和纳米晶结构NiCoCr合金。透射电镜表征结果表明,单向轧制压下率50%样品中微观结构特征以纳米孪晶和高密度位错为主。当压下率达到90%,由于剪切带在纳米孪晶片层结构中的开动,孪晶体积分数下降,同时剪切带内形成大量尺寸为35 nm的纳米晶结构。多方向轧制样品中微观结构以纳米晶结构为主,平均尺寸为27 nm,略小于单向轧制压下率90%样品中的纳米晶尺寸。拉伸实验结果表明：相比于轧制前固溶态粗晶合金,单向轧制压下率50%纳米孪晶镍基合金强度大幅提高,合金屈服强度和抗拉强度分别达到1 312 MPa和1 396 MPa。压下率90%轧制样品屈服强度高达1 599 MPa,变方向轧制样品屈服强度更是高达1 705 MPa。同时拉伸试验数据表明,晶粒细化可以有效地提高材料强度,但是材料的延伸率显著下降。     

HTP管线钢试样取向与冲击韧性的相关性

试验结果表明,14.3 mm HTP管线钢带(%:0.056C、1.21Mn、0.07Nb、0.01Ti)具有严重的各向异性现象,平行于轧制方向的试样在同一温度下冲击功明显高于45°和垂直于轧制方向冲击功,出现分层裂纹的倾向最大。分层裂纹主要是试样中条状缺陷所致,受位错组态影响,有确定的方向性,与温度有关。     

平整轧制方向对半成品无取向电工钢板磁性的影响

研究了由平整工艺产生的平整轧制方向对半加工无取向电工钢板的磁性及方向性的影响。平整轧制方向大大地影响了电工钢的磁性得方向性。通过控制平整轧制方向 ,在需要的方向上 ,如 0°、90°及整个圆周方向上 ,可对B50 的大小进行调整 ,并且B50 值高于普通平整 0°轧制方向内B50 的大小。分批退火后 ,钢板的织构随着平整轧制方向的变化而发展 ,该结果表明 ,由平整工艺产生的剩余应变能随着平整轧制方向而变化     

立方织构 Cu-Ni基带及缓冲层的研究

系统研究了Cu Ni合金基带和纯Ni基带的织构形成及转变规律 ,重复地获得了稳定的再结晶 { 0 0 1}<10 0 >立方织构。用表面氧化外延 (SOE)法生成了NiO(2 0 0 )薄膜。轧制总加工率、轧制道次和轧制方向对轧制织构的形成起主要作用 ;再结晶温度、时间是立方织构形成的主要影响因素。在获得了强立方织构Cu Ni合金基底上(其中Φ扫描曲线的半高宽 (FWHM)≤ 10°) ,通过SOE方法得到了取向良好NiO(2 0 0 )缓冲层     

非对称轧制对AZ31B镁合金组织及性能的影响

开展了非对称轧制对AZ31B镁合金晶粒细化影响的研究,分析了不同温度及不同压下率时宏观形貌和晶粒尺寸变化,并与对称轧制作了对比。结果表明,非对称轧制的整体晶粒尺寸比对称轧制更为细化;非对称轧制在温度为350 ℃、压下率为60%时晶粒最为细小均匀,上表面、中心层和下表面的平均晶粒尺寸分别为2.35、2.84和2.22 μm。在初轧温度为300～350 ℃范围内,组织产生充分动态再结晶;随着轧制温度继续升高,晶界产生充分迁移和扩散,晶粒随之长大,导致镁合金的综合性能变差。非对称轧制板材的抗拉强度和断后伸长率都优于对称轧制板材,在400 ℃轧制时,压下率为30%时获得较为优异的综合力学性能,抗拉强度为365.36 MPa,断后伸长率为34.9%。     

14MnvTiRe钢板控制轧制工艺参数的确定

本文描述控制轧制技术,采用两机座二、四辊轧机,进行14毫米厚14MnVTiRe钢板的轧制,通过试验制定出合适的工艺参数,(1) 正常化后,性能(σs)按45公斤级考核,合格率由45%提高到86%;(2) 在取消正常化工艺的情况下,可保证性能的要求,将钢的σs由原40公斤级提高到50公斤级;(3) 控制轧制钢的显微组织结构比非控制轧制钢晶粒细化二级,并出现亚晶;珠光体层间细化.此外,控制轧制钢断口纤维状大部分是100%;而非控制轧制钢基本是零.     

无取向硅钢异步冷轧织构沿厚度的演变

对2.2 mm厚常化后无取向硅钢(%:0.004C、3.1Si、0.33Al),以速度比为1.19异步轧制到0.5 mm厚,用取向分布函数(ODF)定量研究了异步冷轧织构沿厚度的变化。结果表明:常化后的无取向硅钢板材沿厚度方向的织构类型发生了明显的变化,中心侧反高斯织构较强,在异步冷轧后继续保持了这种状态,而表层和次表层高斯织构在冷轧后消失;冷轧后板材在快慢辊侧的织构类型没有变化,但强度发生明显的变化;异步冷轧织构沿厚度方向呈非对称分布;反高斯织构在慢辊侧的强度高于快辊侧的强度,{111}〈112〉织构出现中心低两侧高的现象,慢辊侧略高于快辊侧。