小型H型钢粗轧过程数值模拟及翼缘宽展分析

运用有限元方法对4种规格小型H型钢的粗轧过程进行了三维热力耦合数值模拟,详细介绍了有限元模型和模拟参数设置。在数值模拟结果的基础上,分析了小型H型钢各道次稳定轧制阶段的孔型填充状况、有效塑性应变和翼缘宽展规律。根据推导的小型H型钢斜配孔型翼缘宽展公式计算了各道次翼缘高度解析结果,并将翼缘高度解析结果、数值模拟结果和实测结果进行了对比,规律性吻合较好。     

型钢厂试轧美标H型钢性能分析研究

分析了型钢厂试制热轧美标H型钢低温冲击韧性偏低的原因，并在此基础上提出了对生产工艺的优化与改进。     

面向不同规格热轧H型钢组织细化的微合金化设计

针对厚重热轧H型钢压缩比受限而难以通过“应变诱发相变”机制细化组织的技术难题,提出了利用超细奥氏体晶界促进相变而实现组织细化的新技术。理论分析表明,由于厚重热轧H型钢的压缩比不足以达到“应变诱发相变”所要求的应变积累,如何利用粗轧过程中稳定的第二相粒子抑制奥氏体晶粒长大,并调控精轧过程中奥氏体动态再结晶发生的临界应变,是厚重热轧H型钢微合金化设计中需重点考虑的问题之一。试验结果表明,采用Ti/N微合金化设计可有效抑制加热和粗轧过程中奥氏体晶粒长大,进而达到调控精轧过程奥氏体动态再结晶临界应变、促进有限应变量下的奥氏体动态再结晶而实现组织细化的目的。同时,Ti/N微合金化设计为NbC粒子依附TiN粒子的形核析出提供条件,形成了更为细小和弥散分布的第二相粒子,有利于抑制道次间奥氏体的静态再结晶并有效提升热轧厚重H型钢的强韧性。     

中型H型钢表面质量缺陷控制

H型钢表面质量缺陷主要有裂纹、结疤、折叠、分层、夹杂和锈蚀等,通过对原料、轧钢设备和工艺方面的调整和优化,逐步解决了影响轧件表面质量的缺陷,取得了良好的效果,钢材合格率达99.84%。     

板坯轧制H型钢粗轧异型坯过程的有限元模拟

利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,对板坯切分法轧制H型钢异型坯进行了有限元模拟.详细介绍了轧制规程、模拟基本参数、有限元模型建立、网格划分.在模拟过程中应用质量放缩、沙漏控制技术,得到了各道次轧件变形结果及轧制力曲线.对轧件的变形和变形区应力、应变场进行深入分析,为轧制大规格H型钢的显式动力学有限元模拟提供了参考.     

H型钢轧制力的数值模拟分析

利用显式动力学有限元技术模拟了H型钢的热轧变形过程,给出了各变形参数对H型钢轧制力的影响规律,分析了这些主要影响规律的产生原因。研究结果表明：腰部绝对压下率、内宽、水平辊直径、温度以及腿宽等因素对水平辊的轧制力有比较明显的影响;腿部绝对压下率、腿宽、温度以及腿腰延伸比等因素对立辊的轧制力有比较明显的影响。     

H型钢轧后控制冷却试验研究

针对日型钢轧后冷却过程中存在着翼缘强度性能不足、残余应力分布不均等质量问题，设计并建成了H型钢控制冷却试验装置，进行控制冷却试验研究，取得了一定的研究成果，为H型钢在线控制冷却装置的建设做好了必要的技术准备。     

H型钢轧制技术的研究

本文比较全面地阐述了在350mm三机架可逆万能实验轧机上开展H型钢轧制技术研究的有关工艺技术问题,如万能粗轧机、轧边机、万能精轧机的轧辊孔型设计;按欧洲万能钢梁标准轧制H80×46mm型钢的轧制规程及轧制的H型钢样品尺寸精度;轧机调整;H形轧件在万能孔型中轧制时腿部宽展的变形研究,并给出了计算腿部宽展的公式;测定并分析了在万能孔型中轧制时的力能参数。     

控轧技术在H型钢生产中的应用

根据钢板的控轧经验，结合H型钢轧制的特点分析控轧在轧制中运用的具体问题，制定H型钢控轧工艺方案。介绍了实际应用情况，并提出改进的措施。     

大型H型钢轧制热力耦合模拟及腹板波浪分析

针对在大型H型钢的轧制过程进行了全轧程热力耦合模拟仿真,并对现场生产中出现的腹板波浪及开裂问题进行了研究。本文选取HN800×300规格的典型H型钢产品进行全轧程热力耦合仿真分析,获得了轧制过程的应力应变场云图,截面金属流动规律及温度场变化规律;并在调整腿腰延伸比的情况下,对腹板轧制波浪进行了研究。分析了腹板轧制波浪的形成机理并通过模拟予以验证。通过大量的仿真工况,最后确定了在相应的孔型中,H型钢万能轧制过程中出现腹板波浪的腿腰延伸比的临界值。     

Three-dimensional Numerical Simulation and Experimental Analysis of Austenite Grain Growth Behavior in Hot Forging Processes of 300M Steel Large Components

The microstructure models were integrated into finite element (FE)code,and a three-dimensional (3D) FE analysis on the entire hot forging processes of 300M steel large components was performed to predict the distri-butions of effective strain,temperature field and austenite grain size.The simulated results show that the finest grains distribute in the maximum effective strain region because large strain induces the occurrence of dynamic re-crystallization.However,coarse macro-grains appear in the minimum effective strain region.Then,300M steel forg-ing test was performed to validate the results of FE simulation,and microstructure observations and quantitative analysis were implemented.The average relative difference between the calculated and experimental austenite grain size is 7.5 6%,implying that the present microstructure models are reasonable and can be used to analyze the hot forging processes of 300M steel.     

冷轧压下率对TRIP钢组织与力学性能的影响

研究了含铝TRIP钢在相同的热处理条件和不同冷轧压下率时的组织和力学性能。结果表明,随着冷轧压下率增加,材料组织细化,屈服强度连续升高;而抗拉强度和伸长率则由于晶粒细化以及TRIP效应,先升高后降低。冷轧压下率74%时材料的综合性能最佳,此时带状组织的危害也有所减轻或消失。     

低碳钢Q235形变奥氏体的静态再结晶

在Thermecmastor-Z热模拟试验机上进行了低碳钢Q235的双道次压缩试验,确定了该钢静态再结晶的动力学方程.结果表明,在大变形量下,即使变形温度较低(850～800℃),应变速率较高时,静态再结晶的速度仍然很快.通过静态再结晶可以将奥氏体晶粒尺寸细化至10～20μm.     

Physical Simulation of the Hot Direct Rolling of Steel

Thin slab casting and direct rolling technologies became important for hot strip production to increase the productivity, to lower the investment costs and to increase the energy efficiency. The main objective of our investigation is to gain a better understanding of the microstructural evolution starting from solidification through to the final hot rolled sheet. Small ingots were cast and direct rolled and reheated and rolled, using a thermomechanical testing machine. The differences in the recrystallization kinetics during both production routes were measured using double hit hot compression tests. In addition, multipass deformation trials were performed to reveal differences in the resulting microstructure and the grain size homogeneity. It was found, that the coarse initial microstructure before rolling become negligible after three rolling passes. This means that despite the simple and economical direct rolling similar mechanical strip properties can be obtained in comparison to conventional strip production routes.     

Numerical Simulation of Austenite Recrystallization in CSP Hot Rolled C-Mn Steel Strip

An integrated mathematical model is developed to predict the microstructure evolution of C-Mn steel during multipass hot rolling on the CSP production line,and the thermal evolution,the temperature distribution,the deformation,and the austenite recrystallization are simulated.The characteristics of austenite recrystallization of hot rolled C-Mn steel in the CSP process are also discussed.The simulation of the microstructure evolution of C-Mn steel ZJ510L during CSP multipass hot rolling indicates that dynamic recrystallization and metadynamic recrystallization may easily occur in the first few passes,where nonuniform recrystallization and inhomogeneous grain size microstructure may readily occur;during the last few passes,static recrystallization may occur dominantly,and the microstructure will become more homogeneous and partial recrystallization may occur at relatively low temperature.     

粗轧过程中轧制力和宽展的预测与分析

 板带轧制数学模型是实现自动控制的基础,高精度的数学模型是提升产品质量和市场竞争力的重要保障。在热连轧粗轧过程控制中,轧制力和宽展是关键参数,其模型精度不仅会影响粗轧轧制规程的设定,而且会影响最终热连轧带钢产品凸度。以矩形板坯热连轧粗轧过程为研究对象,针对轧制变形区建立了三维运动许可加权速度场,在此基础上充分考虑自然宽展效应,基于刚塑性材料的第一变分原理,采用可变上限积分法对塑性变形、剪切功率和摩擦功率进行积分获得变形区总功率泛函。利用Matlab优化工具箱对总功率泛函进行最小化,得到了轧制力、宽度分布的理论解。最后利用理论模型计算数据回归得到了板坯宽展及速度场中的加权系数模型。将基于所提出模型的轧制力和宽展预测值与现场实测值及部分有关学者所建立模型的预测值进行了对比,结果验证了所建立模型的准确性。研究得到的宽展模型和速度场加权系数表达式可以方便、灵活、快速地应用到粗轧现场中,为更高质量热连轧带钢产品的生产奠定了坚实基础。     

低碳中锰热轧TRIP钢退火工艺及组织演变

研究了第三代高强度高塑性TRIP钢的退火工艺对性能的影响和组织演变规律.热轧后形成的原始马氏体与临界退火时形成的残余奥氏体使TRIP钢具有良好的强度和塑性.结果表明:实验用钢可获得1000MPa以上的抗拉强度和30%以上的断后延伸率,且强塑积>30 Gpa·%;退火温度和保温时间对钢的力学性能具有显著影响,热轧TRIP钢临界退火温度为630℃,保温时间18 h时,实验用钢能获得最佳的综合力学性能.     

低碳含铌钢粗晶奥氏体再结晶的数值模拟

建立了基于析出、回复和再结晶之间交互作用的低碳含铌钢组织预测模型,用于模拟低碳含铌钢热轧道次间隔期间粗晶奥氏体的再结晶及析出行为,并讨论了模型在绘制低碳含铌钢的再结晶-析出-时间-温度(RPTT)图中的应用.结果表明,模型对两种低碳含铌钢在热变形道次间隔期间内粗晶奥氏体的组织演变过程的模拟结果与测试数据符合较好,可以有效预测不同低碳含铌钢在不同工艺条件下的析出和再结晶行为.