AA7050铝合金板材异径异步轧制变形的有限元模拟

采用ABAQUS软件建立了AA7050铝合金板材异径异步轧制过程的有限元模型并进行了模拟,研究了不同辊径及压下率下该合金轧板的弯曲行为,并对比了异径异步轧制与对称轧制轧板的变形特征及轧辊受力情况。结果显示:异径异步轧制可以得到平直轧板,且能提高轧板的应变及其沿法向分布的均匀性,但并不是所有异速比下的异径异步轧制都能降低轧制力。     

碳钢/不锈钢同速异径蛇形轧制复合变形规律

为提高碳钢/不锈钢板材轧制复合界面结合强度并降低轧后弯曲，采用ANSYS LS-DYNA有限元软件模拟了碳钢/不锈钢在1200℃开轧温度下的同速异径蛇形轧制复合过程，分析了不同压下率、辊径比、错位量与初始板厚等对轧后板材变形行为的影响规律，并进行了轧制复合实验，验证了有限元模拟的准确性。结果表明，与同步轧制和异步轧制相比，同速异径蛇形复合轧制能提高轧后板材界面结合强度并降低轧后弯曲。增大压下率可提高轧后板材界面的结合强度和轧后层厚比，且随压下率和辊径比的增大，轧后板材均出现反向弯曲，表明存在合适工况使轧后板材平直，如当初始板厚为20 mm,压下率为40%,错位量为5 mm,辊径比为1.15～1.20,初始层厚比为0.25～0.33时，轧后板材接近平直。     

蛇形轧制复合成形镁/铝板材的弯曲曲率研究

针对镁/铝板材轧制复合在轧后容易出现弯曲问题，提出了蛇形轧制复合工艺，以达到降低轧后弯曲曲率并提高界面结合强度的目的。利用ANSYS LS-DYNA有限元软件，研究了蛇形轧制复合过程中不同错位量、异速比、压下量、层厚比及轧制温度对轧后复合板的弯曲曲率的影响规律，并开展轧制复合实验，验证了有限元计算结果的准确性。结果表明，与异步轧制相比，蛇形轧制可有效降低轧后复合板弯曲曲率。相同轧制条件下，异步轧制轧后弯曲曲率随着异速比的增大而增大，随着压下量及层厚比的增大而减小。蛇形轧制错位量可对轧后弯曲抑制产生明显的效果，在一定范围内，复合板的弯曲曲率随错位量的增大而减小。当初始板厚为50 mm、层厚比为2:3、压下量为30 mm、轧制温度为400℃、异速比为1.05和错位量为30 mm时，轧后复合板接近平直。     

基于滑移线场解的异步轧制理论

异步轧制理论是从分析单辊驱动下的轧制状况开始的。Sachs等人在解Karman方程式时,对剪力的影响完全忽略不计。为了满足辊缝内轧板上力矩的平衡,Holbrook等人提出压差模型,分析热态单辊驱动轧制。但尚缺乏有关力矩平衡的塑性力学的合理性。基于上述情况,本文以轧板上的剪切压缩滑移线场解为基础,进行轧制理论的分析;对轧辊差速比对轧制特性的影响的实验结果进行理论阐述;并将实验值与计算值进行了比较。     

铝合金厚板蛇形轧制温度场非对称性研究

介绍了蛇形轧制技术,提出了铝合金厚板蛇形轧制过程中轧板厚度方向温度场非对称性概念和使用非对称因子对轧板温度场的非对称性描述。使用热力耦合有限元方法,分析比较了铝合金厚板蛇形轧制和同步轧制时的轧板温度非对称分布差异;研究了蛇形轧制中轧板温度非对称性的原因。结果表明:在铝合金厚板蛇形轧制中,轧板厚度方向上快速辊一侧温度高于慢速辊一侧,最大非对称因子为0.14;导致蛇形轧制中温度场非对称的主要原因为轧板与轧辊间的摩擦产热和轧板的塑性变形热,所造成的非对称因子分别为0.0398和0.0401,而接触传热和空冷造成的非对称因子分别为0.01和0,它们对整体温度场非对称性基本无影响。     

铜/铝/铜复合板异步轧制变形行为有限元分析

采用ANSYS/LS-DYNA软件建立了铜/铝/铜复合板异步轧制成形弹塑性有限元模型,将有限元模型仿真结果同实际轧制实验结果进行对比,证明有限元模型的准确性。通过对异步轧制变形区进行分析和研究发现,在相同条件下,与同步轧制相比,异步轧制可以有效地减小轧制正应力,并增大后滑区摩擦应力;异步轧制搓轧区可以促进复合板结合界面的金属流动,在其他轧制条件相同的情况下,压下率越大,搓轧区越小,异步速比越大,搓轧区越大;靠近快速辊一侧结合界面铜板的等效应变要大于靠近慢速辊一侧结合界面铜板的等效应变,中间铝板的等效应变大于两侧铜板。随着异步速比的增大,复合板结合界面上两种金属的等效应变的差距逐渐缩小,变形将会更加协调,有利于增强复合板的结合强度。整体研究对铜铝复合板制备工艺的优化提供了理论依据。     

龙形轧制铝厚板弯曲程度和变形渗透性研究

本文研究了不同异速比及均热温度对7075铝合金板材龙形轧制的影响,并对轧后样品进行弯曲程度和分层硬度分析。结果表明：当均热温度为480℃时,轧板出现明显开裂;当均热温度为440℃时,轧板轧后弯曲程度y/x值略高于均热温度280℃的轧板。异速比的变化对轧板弯曲程度影响较大,当异速比逐渐增大至1.16时,轧板弯曲程度达到最大;之后随异速比增大,轧板弯曲程度保持平稳或略有下降。龙形轧制的轧板存在明显的硬度分层,但受异速比的变化影响并不明显。     

镁合金热辊轧制温升效应研究

研究了热辊轧制中AZ31B镁合金不同工艺条件下厚度方向温度分布及其与组织的关系,并在此基础上建立了能量守恒的简化方程来预测温升。结果表明:变形过程中各层金属的温升均与压下率正相关,而与初轧温度反相关。辊温显著影响轧制时的表面温降和总体温升,使得热辊轧制表层组织中孪晶明显减小,轧板中再结晶更加充分。此外,基于能量守恒的简化方程的计算结果与实测数据吻合较好。     

异步轧制SIMA法制备半固态AM60镁合金的组织研究

采用异步轧制SIMA法制备了AM60半固态坯料,分析了轧前预热保温时间和半固态保温时间对半固态成形的影响,研究了异步轧制SIMA法制备半固态AM60镁合金的组织演化。结果表明:当轧制温度480℃和轧前预热时间12 min,半固态处理温度580℃和保温时间40 min时,半固态液相率高,固相颗粒均匀、圆整。异步轧制细化了铸态组织晶粒,为后续半固态形成提供了更多的形变储存能。     

异步轧制技术

<正> 异步轧制是两个工作辊圆周速度不等,使轧制变形区产生一种搓轧变形的新的轧制技术。它有两种基本形式:一是辊径相同,转速不同(异径异步);二是转速相同,辊径不同(异速异步)。其生产工艺过程基本上和同步轧制相同。如冷轧带钢的工艺过程为表面准备、冷轧、热处理、冷轧、成品检验、上油包装。     

阳极板多道次辊弯成形过程数值模拟

利用有限元软件MAC.MARC,根据按辊弯成形工艺建立的辊花图,对阳极板多道次辊弯成形过程进行了数值模拟。基于动力显示算法,采用刚性辊轮沿板材长度方向运动的方式建立了阳极板多道次辊弯成形有限元模型。分析了成形过程中阳极板的Y向位移、等效应力与等效塑性应变的变化,重点研究了板材成形时等效塑性应变在弯曲角处的变化。结果表明,等效塑性应变的极值主要出现在当前道次所成形的弯曲角位置,且随成形弯曲角度的增大而增大。     

AZ31镁合金板材纵波轧制形变规律及边部损伤分析

纵波轧制+平辊轧制(LFR)是一种减轻镁合金轧制边裂的新型轧制工艺,通过一道次纵波轧制+二道次平轧,可有效减少镁合金板材边裂。为了进一步明晰LFR变形规律,本文通过对比AZ31镁合金板材纵波轧制+平轧(LFR)及平轧+平轧(FFR)热-力耦合有限元虚拟轧制对比和物理实验,分析了纵波轧制变形区金属变形规律及其对板材边部损伤的影响。结果表明：纵波轧制形成了异形搓轧区,板材各部位受到较大的三向剪切作用;急速金属流动产生的塑性变形热避免了板材边部温降,有利于提升塑性;剪切及温度影响促使LFR板材形成混晶组织,降低了波谷部位损伤,进而有效抑制了镁合金板材边裂的产生及发展。     

热轧钢板表面翘皮缺陷的形成机理及控制

通过扫描电镜（SEM）和EDS能谱分析仪对IF钢热轧板的表面翘皮缺陷进行了分析,发现翘皮一侧明显与基体相连接,且沿轧制方向呈连续的直线分布;裂缝附近的微观组织具有明显的轧制组织特性,说明翘皮缺陷发生在轧制后半程。为此,结合工艺参数、设备状况进行了研究。结果表明：翘皮缺陷产生的主要原因是板坯边角部与芯部温差过大,在热轧过程中发生不均匀变形而导致的,对此提出了相应的控制措施。     

不同变形区组成下铝合金厚板蛇形轧制板曲率建模分析

蛇形轧制作为一种新型的轧制工艺为高性能厚铝板生产提供了一种新方法,但是传统的异步轧制弯曲曲率模型不能用于蛇形轧制,蛇形轧制缺少精准的轧后曲率计算模型。根据变形区的特征及中性点的位置,确定了变形区组成及其存在边界条件;塑性变形区最多可分成4个区,对不同组成情况的变形区进行了分析,建立了各种情况下单位压力和上、下部分累积剪应变偏差模型,在此基础上建立了剪切应变引起的弯曲曲率模型,根据流动准则建立了轴向应变引起的弯曲曲率模型,最终建立了不同辊径比下的蛇形轧制的弯曲曲率模型。考虑到厚度方向变形的不均匀性,在建模过程中引入均匀系数E,使模型更加精确。采用Ansys模拟和实验数据进行了模型精度的间接验证。结果表明,与模拟和间接实验结果相比,最大和最小相对误差分别为10.71%和0.34%,证实了模型精度,可应用于弯曲曲率预测及控制;同时研究了不同工艺参数（偏移量、辊径比、压下量、工件初始厚度等）对弯曲曲率的影响规律。研究结果为厚规格铝板蛇形轧制生产提供重要理论和技术支持。     

韶钢3 450 mm中厚板轧机板凸度控制的研究

针对宝钢集团广东韶关钢铁有限公司3 450 mm中厚板轧机存在板凸度过大的问题,建立了3 450 mm机组辊系仿真计算模型,对该机组的板凸度调控能力进行了仿真分析,发现目前使用的工作辊辊型凸度过小,导致机组板凸度调控能力过低,同时弯辊力投用不合理和轧制负荷分配不合理加剧了机组板凸度过大的问题。为此,对机组的工作辊辊型进行了设计,并重新制定了弯辊力设定策略和机组轧制负荷分配制度,使成品平均板凸度由0.35 mm降至0.10 mm以下。     

基于流函数法的铝合金板材异步轧制应变计算数学模型

作为一种剧烈塑性变形技术，异步轧制是提高铝合金板材变形均匀性的重要方式。但由于异步轧制中存在多变量、强耦合、非线性等特点，其厚度方向变形机制难以精准解析。为深入研究异步轧制厚度方向变形情况，建立了一种板材异步轧制沿厚度方向应变计算模型。根据轧制过程的运动学特点，变形区被分为刚性-塑性-刚性区。在此基础上对变形区边界条件进行了修正，并采用流函数法建立近真实的运动学容许速度场。根据最小能原理和线性化积分手段建立了轧制功率消耗模型，解决了计算过程中的多参量非线性耦合问题，实现了变形区边界模型的快速计算。结合速度分量与应变速率分量，最终建立了异步轧制轧后应变计算模型。为了验证理论模型的准确性进行了数值模拟与异步轧制试验。与试验结果进行对比，计算结果最大误差为13.44%，最小误差为1.33%，整体计算耗时缩减到1 s以下。模型的建立可为异步轧制板材质量调控与预测提供重要理论参考。     

Asymmetry in interface and bending property of Al/Cu/Al bimetallic laminates

This work was aimed to study the interfacial microstructures and three-point bending properties of Al/Cu/Al bimetallic laminates produced by the asymmetrical roll bonding and annealing. It is found that the microstructure and bonding strength of the Al/Cu interface are different with those of the Cu/Al interface. The interfacial microstructure of Cu/Al interface is improved due to the large interfacial plastic deformation caused by the different rotation speeds of roll in the asymmetrical roll bonding process. The bonding strength between Al and Cu layer can be enhanced by the moderate atomic diffusion, but is dramatically depressed by the formation of intermetallic compounds in the interface.The bending strength of bimetallic laminates is enhanced when the Cu/Al interface is loaded in tension because of the improvement of stress transition and damping by the Cu/Al interface during the three-point bending deformation. The bending fracture reveals that the interfacial cracks can be inhibited from the restricted stress concentration in the improved Cu/Al interface.     

3 500 mm产线薄宽规格桥梁板边浪原因分析与控制

针对某厂生产薄宽规格桥梁板在冷床冷却时出现边浪的问题,分析了其产生原因,即钢板在冷却过程中边部和中部温差较大,边部和中部收缩不一致产生不均匀变形而导致钢板边浪缺陷.在轧机无弯辊、轧辊轴向横移等先进板形控制手段,产线无冷矫直机和压平机对板形进行处理的条件下,通过调整压下负荷分配,末道次和末第2道次产生比例凸度差,使轧制钢...     

冷轧铜铝复合板结合界面残余应力分析

针对冷轧铜铝双层板金属的变形特征以及各轧制工艺下界面残余应力的分布情况,采用有限元计算方法,分别将轧制速度、异径同步、异径异步各工艺产生的界面残余应力进行分析。研究结果表明,冷轧铜铝双层板的复合变形过程可分为4部分;铜板复合面的应变直接影响复合效果;异径同步轧制铜铝复合板时,随着辊径比的增大,铜板复合面的总变形量增大,当辊径比大于1．6时,总变形的增量不明显,辊径比取1．4~1．6时,残余应力较小;异径异步轧制铜铝复合板时,随着辊径比的增大,铜板复合面的总变形量增大,轧制速比取1．2~1．4时,残余应力较小。     

基于模糊层次分析法的环境友好型厚板轧制油的研制

针对厚板热轧工艺特点,根据模糊层次分析法,对基础油、功能添加剂及全配方方案进行筛选评价,研制出一种环境友好型厚板轧制油。该轧制油选用聚α-烯烃与季戊四醇酯复合而成的合成油为基础油,具有良好的可生物降解性且无毒。经实验室理化性能分析及实际应用发现：所研制的轧制油具有良好的热润滑性、轧辊耐磨性、轧辊附着性、耐热粘着性等,能很好地满足厚钢板在热轧极端工况下的使用要求。