制坯工艺对热轧不锈钢/碳钢复合板复合效果的影响

采用真空电子束焊接、界面四周焊合抽真空和界面四周焊合3种工艺制备不锈钢/碳钢复合板坯并热轧,研究了不同制坯工艺下复合板复合界面的组织结构及其性能。结果表明,利用真空电子束焊接和界面四周焊合抽真空两种方式制备的复合板坯经热轧后能100%复合,而通过界面四周焊合方式制备的复合板坯在热轧后界面结合率较低。对3种工艺下成功复合的部位,其复合界面形貌相似,即界面都较平直,且都存在不锈钢、碳钢和复合层3个区域以及近复合层碳钢内的脱碳区,靠近不锈钢侧也都间断分布着Si-Mn等的氧化物。真空电子束焊接和界面四周焊合抽真空两种方式制备的坯料在热轧后碳钢与不锈钢之间都实现了较高强度的复合,并且真空电子束焊接坯料热轧复合板的强度值都略高于界面四周焊合抽真空复合板的。     

热轧复合不锈钢-碳钢复合板界面特征

研究了热轧不锈钢-碳钢复合界面的组织形貌、成分、硬度变化及结构特征。结果表明热轧复合碳钢—不锈钢复合板的复合界面两侧存在一定厚度的扩散层。由于元素扩散及碳化物的生成,复合界面附近硬度升高。对于基层碳钢,靠近界面处显微硬度值最高,而对于复层不锈钢,在距界面处一定距离,显微硬度达到最高值。复合界面剥离后呈现等轴韧窝形貌,表明通过热轧复合的方法,不锈钢和碳钢之间能够实现良好的复合。     

钎焊-热轧复合工艺制备不锈钢/碳钢复合板

针对不锈钢/碳钢复合板爆炸-轧制复合工艺存在的主要问题,提出了钎焊-热轧制备新技术,研究了主要工艺参数对钎焊复合板结合强度的影响,分析了钎焊复合板热轧的结合机理,测试了复合板的主要力学性能.结果表明,采用自制的银基钎料可以实现不锈钢/碳钢有效的钎焊结合,理想的钎焊工艺参数为:钎焊温度755～770 ℃,钎焊时间2.5～3 min.热轧过程中钎料层表现出了良好的塑性,压下率为40%时,轧后钎料层未出现断裂、分层.轧制中钎料层同基体形成的金属键显著提高了不锈钢/钎料界面的结合强度,热轧复合板的抗剪强度达到了342.6 MPa.     

热轧单面不锈钢复合板的生产实践

采用"爆炸复合制坯+热轧"的工艺在热连轧生产线上进行了"304不锈钢+SPHC钢"的单面不锈钢复合板热轧试生产。通过两轮试制,所生产的不锈钢复合板界面剪切强度大于310 MPa,屈服强度大于210 MPa,抗拉强度大于340 MPa,断后伸长率大于42.5%,各项指标均达到GB/T 8165-2008的要求,不锈钢层和普通碳钢层结合度良好,复合界面平直而完美。     

热轧不锈钢复合板组织与性能分析

采用真空电子束焊接技术对304不锈钢和Q235B碳钢进行焊接组坯,以对称轧制方式进行热轧得到了1/6 mm规格的不锈钢复合板。通过拉伸试验机、金相显微镜和扫描电镜等设备对复合板板形、结合面组织和力学性能进行了检测分析。其结果显示:采用真空电子束焊接组坯和热轧工艺得到的304/Q235B复合板板形平整,板厚控制均匀,结合面无间隙,各项方学性能良好,其中剪切强度为450 MPa,远高于不锈钢复合板国家标准要求的210 MPa,达到了R1级标准。剪切接头断口存在大量韧窝,为韧性断裂且断裂位置为Q235B基层侧。     

压下率对热轧不锈钢复合板组织与性能的影响

研究了总压下率对热轧Q235B/304L不锈钢复合板组织性能的影响。结果表明：热轧不锈钢复合板界面平整,碳钢侧组织为铁素体和珠光体,且随压下率的增加,珠光体体积分数增加;碳钢侧存在一定宽度的脱碳层;C元素的扩散层即复合层为白色带状区域,且宽度随压下率增大而减小;沿扩散层分布有Si、Mn的氧化物,氧化物的分布密度随压下率增大而减小。不锈钢复合板的剪切强度均远大于国家规定的210 MPa,且随压下率增加,剪切强度增加。     

不锈钢／碳钢热轧复合工艺及性能

对不锈钢/碳钢复合板轧制过程进行首道次压下率和扩散退火处理工艺试验,利用扫描电镜,拉伸实验机等设备,研究了不锈钢和碳钢的热轧复合工艺,结果显示,采用首道次压下率为50%,扩散退火温度为900℃,保温时间为60min的工艺为理想的工艺制度,复合材的界面结合强度达到97N/mm,能够满足对材料性能的要求。     

压下率和异速比对异步轧制复合板平直度影响

传统4层对称轧制限于设备能力无法轧制大厚度复合板,直接进行双层轧制实验成本太高。文中用大型商业动力学软件ANSYS/LS-DYNA模拟不锈钢/碳钢复合板异步轧制过程,确定压下率为15%时,异速比为1.08时,平直度可以达到30I以下。最终,根据这个模拟结果,指导不锈钢/碳钢复合板的轧制试验,可以得到不平度较好地轧制结果。用有限元模拟不锈钢/碳钢复合板非对称异步轧制结果,对类似的复合板轧制具有参考作用。     

热处理对热轧不锈钢复合板组织性能的影响

对热轧奥氏体不锈钢复合板的热处理工艺进行了研究,利用金相显微镜对基层碳钢组织进行了观察,通过剪切、拉伸及冲击等试验对热处理前后的界面结合性能及力学性能进行了研究,并对复层不锈钢耐蚀性进行了测量.结果表明,热轧不锈钢复合板基层碳钢组织主要为铁素体和珠光体,强度较低,复层不锈钢的耐腐蚀性也较差;快冷处理后,复合板的强度增加,但由于快冷基层碳钢产生了大量的马氏体和贝氏体组织,塑性明显下降.回火后试样的塑性有明显改善,但仍不能满足使用要求.快冷+缓冷处理后,碳钢层组织为较细小铁素体、贝氏体和少量珠光体,不锈钢复合板力学性能符合标准要求.热处理后的不锈钢复合板抗剪切强度均＞ 380 MPa,界面结合性好;复层不锈钢的腐蚀速率从热轧后的36.2 g/(m2-h)降低到了2 g/(m2·h)左右.最佳热处理工艺为高温(1000℃)快冷+低温(500℃)缓冷.     

热轧碳钢/不锈钢复合板界面组织及性能分析

研究了热轧工艺对碳钢/不锈钢复合板中碳钢界面组织的演变规律。结果表明,随压下率增加,单道次轧制试样的碳钢基体铁素体内部析出的碳化物增加,且具有一定方向性;2道次轧制试样铁素体内部析出的碳化物颗粒消失。3层复合板中不锈钢厚度比较大,抗拉强度与4层试样相近,4层试样伸长率增加较为明显。     

Temperature field analysis and its application in hot continuous rolling of Inconel 718 superalloy

A coupled thermo-mechanical model containing metal flow and temperature field for calculating temperature variation has been developed on fourteen-pass hot continu-ous rolling of round rod for Inconel 718 alloy using 3D elastic-plastic finite element method(FEM).The temperature of characteristic analysis points in the intermedi-ate cross-section of the workpiece has been simulated at initial temperature ranging from 960 to 1000 °C and initial velocity in range of 0.15-0.55 m·s-1.Based on fi-nite element ana...     

热辗环变形区速度场规律有限元模拟

建立热辗环三维有限元模型。通过三维有限元模拟辗环轧制过程,得到了轧制过程中的变形区速度场分布以及金属流动规律;得出了芯辊进给速度和驱动辊角速度对于轧制速度的影响规律。对于合理制定辗环轧制工艺,改善辗环加工精度具有指导意义。     

热轧中厚板变形解析模型的研究

针对中厚板热轧过程中速度场的特点设定了速度场函数,利用Markov变分原理求解场函数中的待定常数。将该模型应用于板材热轧综合解析数值模型,使得综合解析数值模型更加合理。同时,基于欧拉坐标系建立了应变速率和应变的数值解法,从而解决了多道次轧制过程变形场连续计算问题。计算结果表明,该模型能较好地反映轧制变形区的变形情况,计算得到的轧制力与实测值吻合较好。     

数字化技术在板带及型钢轧制中的应用

在分析钢铁材料热轧过程特点的基础上,提出了数字化热轧系统的构成框图、板带热轧过程数值模拟平台和型钢轧制数字化系统的基本架构。针对我国某热连轧生产线典型低合金高强钢Q345B钢的实际生产过程,对粗轧、精轧及轧后冷却残余应力形成的全过程进行了模拟分析和组织转变模拟预测,给出了数字化技术在百米重轨产品设计开发及尺寸精度控制中的应用以及在复杂断面型钢产品设计开发中应用的实例。     

随焊碾压防止铝合金焊 接热裂纹的云纹模拟和试验研究

本文提出了一种新的防止铝合金焊接热裂纹方法－－随焊同步碾压法，阐述了其原理，用云纹法模拟了随焊碾压产生的应变场，并进行了随焊碾压防止铝合金焊接热裂纹的试验研究。研究结果表明，随焊碾压可有效地防止铝合金的焊接热裂纹。     

钢管连铸连轧工艺的实验研究

在 Gleeble－ 1500热模拟实验机上模拟连铸坯直轧、热装热送轧制和冷装再加热轧制 3种工艺制度下 32Mn6钢连铸坯的穿孔过程,分析在不同工艺下压缩试样的组织和力学性能,比较不同工艺对组织和性能的影响,探索采用连铸坯直轧和热装轧制钢管的可能性。     

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实验室模拟了不同热送热装温度的Ti微合金化连铸坯热送热装和加热过程,并采用光学显微分析、扫描电镜分析和透射电镜分析等方法,观察了生产条件下连铸坯和粗轧中间坯试样的显微组织,以及实验室条件下不同热履历铸坯试样的显微组织,分析了热送热装连铸坯在粗轧过程中表面裂纹的生成原因。结果表明,经热送热装的连铸坯表面金属中奥氏体晶界处的先共析铁素体膜及沿奥氏体晶界的碳氮析出物可能是导致粗轧过程表面裂纹形成的主要原因。     

Friction evaluation in hot strip rolling by direct measurement in the roll gap of a model duo mill

Using a model duo mill, and model material and lubricants, the hot strip rolling process has been simulated. The normal roll pressure, the shear stress and the shear-stress angle in the roll gap of the mill was measured by load tranducers, the purpose being to evaluate assumed frictional influencing factors, such as: strip reduction, rolling velocity, lubrication and different materials rolled. In order to improve the present simple-friction model for force calculation in hot strip rolling that uses just an average friction value, three friction models were evaluated: the friction laws by Coulomb, Tresca and Wanheim-Bay. The best model was then chosen on the basis of the measurements made in this study. Finally, suggestions for the improvement of the model of strip rolling is made.     

42CrMo铸坯环件热辗扩有限元模拟与分析

基于ABAQUS软件平台,建立了42CrMo大型环形铸坯热辗扩三维热力耦合有限元模型,模拟了铸坯热辗扩过程中应变场和温度场,研究了初始辗扩温度对辗扩力的影响规律.模拟结果表明在环形铸坯热辗扩过程中：①铸坯等效应变呈阶梯状上升,内外表面应变大于中间层应变;在稳定成形阶段,沿环件径向方向,由于导向辊与芯辊直径差异,导致环件最大平均等效应变可能出现在环件内表面也可能出现在环件外表面;②初始阶段,变形区与成形辊接触处温度降低较快,非变形区温度变化不是很明显;随着辗扩的进行,芯部温度逐渐上升,边缘温度低,温度分布不均匀;③随着铸坯初始辗扩温度升高,平均辗扩力明显下降,但随时间变化趋势保持一致.     

大型热连轧机振动分析

针对某大型热轧机在轧制薄钢板产品时发生严重振动的问题,进行了一系列振动的测试,并对测试数据进行频谱分析,对轧机振动模型进行了仿真,最后提出了初步抑制轧机振动的可行方法。该方法使用效果良好。