H型钢压翼缘矫直的有限元仿真

通过建立H型钢矫直的实体模型和有限元模型,对压翼缘的加载方式进行了研究。在综合考虑各种非线性的情况下,仿真了矫直压下过程,得出了H型钢应力、应变等变化规律,并与传统压腹板矫直进行了比较,研究了压翼缘时矫直辊结构对H型钢的影响。     

翼缘压下量对H型钢万能轧制影响的仿真分析

采用热力耦合弹塑性有限元方法建立了万能轧制有限元模型,以大型H型钢基础研究道次为基准,不改变水平辊压下量,仅改变立辊压下量,针对不同腿腰延伸比,完成不同工况的模拟分析,得出了不同翼缘压下量对H型钢万能轧制过程中轧件翼缘宽展和轧制力的影响。     

小规格高强度热轧H型钢孔型优化

为解决H210 mm×134 mm×6 mm×10 mm规格A572(Gr65)高强度热轧H型钢翼缘端部“龟裂”问题,借助有限元模拟软件,对其成因进行了分析。结果表明,A572(Gr65)钢高温塑性较差,当其粗轧段压下量较大且轧槽深度较浅时,粗轧中间坯腿长不足,后续道次长腿困难,导致第6、第11、第14道次孔型未充满,轧件腿端未被加工,从而出现翼缘端部“龟裂”缺陷。为此,对孔型系统进行了优化,成品翼缘端部“龟裂”缺陷得以消除。     

小规格高强度热轧H型钢孔型优化

为解决H210 mm×134 mm×6 mm×10 mm规格A572(Gr65)高强度热轧H型钢翼缘端部“龟裂”问题，借助有限元模拟软件，对其成因进行了分析。结果表明，A572(Gr65)钢高温塑性较差，当其粗轧段压下量较大且轧槽深度较浅时，粗轧中间坯腿长不足，后续道次长腿困难，导致第6、第11、第14道次孔型未充满，轧件腿端未被加工，从而出现翼缘端部“龟裂”缺陷。为此，对孔型系统进行了优化，成品翼缘端部“龟裂”缺陷得以消除。     

高强度厚重规格H型钢轧后快速冷却工艺研究

重型H型钢在跨海桥梁、钻井平台等高层建筑和大型设施有广泛应用。为推动马钢高强度厚规格重型H型钢的品种开发,对UB356 mm×406 mm×634 mm规格、S450 J0牌号H型钢进行了试制。厚重规格H型钢由于压缩比较小,采用普通生产工艺较难使其获得较高的强度,需要轧后采用快速冷却工艺,研究了4种QST(淬火+自回火)工艺对所试制H型钢翼缘组织性能的影响。结果表明:经QST工艺处理后, H型钢翼缘厚度方向出现了明显的组织分层现象,第1类为表面淬硬层回火索氏体组织,第2类为心部铁素体+珠光体组织;随着回火层厚度的增加,温度逐渐升高,回火组织中马氏体位向逐渐消失,颗粒状的碳化物逐渐长大,心部组织晶粒尺寸也逐渐增大;不同QST控冷工艺下H型钢翼缘回火层厚度不同,当水压、水嘴组数一定时,随着辊道速度的增加,回火层厚度呈现逐渐减小的趋势;近翼缘外表面的回火层硬度变化趋势呈现先增大后减小的趋势,靠近翼缘内表面的回火层硬度呈现逐渐减小的趋势。在4种QST工艺下,只有水压1.3~1.4 MPa、水嘴数开16组、辊道速度0.8 m/s的条件下所试制的重型H型钢力学性能满足技术要求,且富裕量较大。     

热轧双相钢塑性变形和断裂行为的研究

文章利用SEM、TEM研究了热轧双相钢单向拉伸过程中不同变形量下的形变位错结构和断口组织特征。结果表明,双相钢中铁素体的塑性变形是由位错增殖、位错运动和交互作用、滑移带形成、位错缠结产生及其密度的增加、位错胞出现及细化等一系列演变构成;变形10%时,板条马氏体已产生塑性变形,其板条中出现形变带,并且随马氏体变形的继续,形变带不断形成和发展。变形颈缩时,双相钢中的微孔主要通过相界面结合力的丧失和马氏体断裂产生,而马氏体断裂主要出现在马氏体的尖角处。     

腹板换热系数对H型钢冷却后变形的影响

针对H型钢易出现上下翼缘内并外扩变形及腹板波浪、裂纹等缺陷的问题,通过H型钢的冷却实验和有限元模拟计算,分析了H型钢冷却后的表面温度场和不均匀变形的规律,研究了上下腹板部位的换热系数对温度场、等效应力场以及变形情况的影响,结果表明冷却后H型钢上下翼缘出现了“内并外扩”现象。运用ABAQUS有限元分析软件建立了二维H型钢冷却模型,通过实验获得了H型钢表面换热系数,并以此作为模拟的边界条件进行有限元模拟分析,得到了H型钢表面温度场;有限元模拟结果同样出现了H型钢上下翼缘“内并外扩”现象,与实验结果相吻合;改变上下腹板部位的换热系数进行有限元模拟,得到了腹板处换热系数对H型钢变形的影响规律,为控制H型钢冷却变形提供了理论基础。     

轧后控冷对厚壁热轧H型钢力学性能的影响

对比分析了不同轧后控冷工艺对厚壁热轧H型钢产品力学性能的影响。结果表明,对于翼缘厚度为50 mm的热轧H型钢,采用轧后控冷工艺,其屈服强度可达397 MPa,抗拉强度可达543 MPa,断后伸长率为29.5%,0 ℃冲击功均值为132 J;实际生产中,控冷段轧件表面冷速不低于54 ℃/s,出控冷段时轧件表面温度不高于590 ℃,既能获得优良的力学性能,又能满足组产经济性的要求。     

等通道转角挤压过程塑性变形行为的研究

等通道转角挤压工艺是一种利用纯剪切变形获得块状超细晶材料的新技术,本文采用坐标网格法进行实验,获得了力一行程曲线和试样网格的变化,并应用Deform-3D有限元软件数值模拟了5052铝合金挤压塑性变形过程,将挤压后的实验结果同模拟结果进行比较,两者吻合较好,以此为基础,分析了挤压变形力和等效应变的分布规律,探讨了塑性变形的行为.     

板厚对P70货车端墙焊接变形影响的数值模拟

采用固有应变有限元方法,求得整个端墙焊件的变形和残余应力,在不同板厚下比较端墙结构的焊接变形量大小。随着板厚的增加,P70货车端板焊接变形量减小,可以通过改变板的厚度来改变端墙结构的变形量。     

厚板厚向温度分布对热轧过程金属变形的影响

基于温控形变耦合工艺下轧件厚向温度分布的特点,即使轧件厚向芯表温差相等,但厚向温度梯度不同,会对金属变形产生不同的影响。通过数值模拟,研究了厚板厚向温度梯度对轧件内部金属变形的影响。对于芯表温差为300 ℃的温度场,随着冷却强度与水冷时间的不同,沿钢板厚向会形成“近表层大温度梯度区+近芯部等温区”的混合温度场。随着冷却强度的增大,水冷时间的减少,近芯部等温区厚度逐渐增加。经模拟计算,当钢板近芯部等温区厚度增加至1/2板厚时,轧件芯部应变值减少约0.015。结果表明,大冷却强度、少水冷时间的温控形变耦合工艺,会弱化轧件厚向变形渗透效果。另外,随着近芯部等温区厚度的增加,头部沿纵向金属变形不均匀性减小,表明大冷却强度、少水冷时间的温控形变耦合工艺,有利于提高轧件头部沿长度方向的金属流动均匀性。     

热加工参数对AZ80合金力学性能的影响

采用平面应变压缩试验,研究了热加工参数对AZ80合金性能的影响。结果表明：AZ80合金（T5态）抗拉强度随压缩温度升高呈下降趋势;在两相（200～300℃）抗拉强度随变形量基本呈线性增大,在单相N（350～400℃）,等效应变大于1．59后影响趋于平缓。AZ80抗拉强度最大可较铸态合金提高1倍以上。     

铸态ER8车轮钢的热变形行为及本构模型研究

采用Gleeble-1500D热模拟试验机,在变形温度为900～1250℃、应变速率为0.001～1 s-1的条件下对铸态ER8车轮钢进行热压缩试验,得到真应力-真应变曲线.结果发现:其真应力-真应变曲线符合动态再结晶型软化机制,变形初始阶段,材料发生硬化,真应力快速增加,随着变形的继续,材料发生动态回复,加工硬化速率...     

Ti80钛合金两相区高温变形本构模型及热加工图

为了确定Ti80钛合金热变形的最佳工艺窗口,采用Gleeble3500热模拟试验机对Ti80钛合金进行了高温压缩试验,试验变形温度为850~1050 ℃,应变速率为0.05~1 s^-1。结果表明,Ti80钛合金对变形温度和应变速率极其敏感,流变应力随着应变速率的增加和变形温度的降低而显著升高,近β区的流变应力分布会发生突变。应用线性回归方法,建立Ti80钛合金的高温本构方程,计算出Ti80钛合金在两相区的变形激活能为308 kJ/mol,并基于Prasad失稳准则,建立Ti80钛合金的热加工图,最终确定在变形温度为880~930 ℃的两相区变形条件下,Ti80钛合金在高应变速率下可以充分发生动态再结晶,从而获得理想的组织性能。