20CrMnTi齿轮钢棒材热连轧有限元模拟

通过对棒材热连轧过程的分析,建立了20CrMnTi钢800~1150℃,变形量0~0.8,应变速率0~3 s^-1的Hensel-Spittel流变应力模型;利用LARSTRAN/SHAPE有限元软件模拟了20CrMnTi从200 mm×200 mm的方坯经8道次连轧为Φ90 mm圆棒的过程,分析了轧件在圆弧侧壁的圆孔型和直线侧壁的圆孔型下轧制过程中的应力场、应变场、温度场和轧制力及力矩的变化情况。模拟结果表明,轧件圆角部位等效应力、等效应变较大且温度较低,容易出现轧制质量缺陷;圆弧侧壁的圆孔型轧制圆钢时的精度略高于直线侧壁的圆孔型。     

Ti-662合金棒材偏析组织的分析和判定

采用便携式超声波探伤仪对Ti-662合金棒材进行探伤,对出现疑似偏析缺陷波的部位进行低倍组织观察,对确定的成分偏析区域再使用金相显微镜进行高倍组织观察,并使用显微硬度仪检测了正常区和偏析区的显微硬度,使用扫描电镜对正常区和偏析区进行SEM和EDS分析。结果表明,偏析区的硬度比正常区硬度偏高,偏析区Al、V、Sn元素含量正常,Cu和Fe元素含量较高,可以判定该偏析组织为由Cu和Fe元素引起的硬偏析,进而验证了超声波探伤可作为对Ti-662合金棒材偏析组织的判断方法。     

Ti-6242合金棒材偏析组织的分析和判定

采用便携式超声波探伤仪对Ti-662合金棒材进行探伤,对出现疑似偏析缺陷波的部位进行低倍组织观察,对确定的成分偏析区域再使用金相显微镜进行高倍组织观察,并使用显微硬度仪检测了正常区和偏析区的显微硬度,使用扫描电镜对正常区和偏析区进行SEM和EDS分析。结果表明,偏析区的硬度比正常区硬度偏高,偏析区Al、V、Sn元素含量正常,Cu和Fe元素含量较高,可以判定该偏析组织为由Cu和Fe元素引起的硬偏析,进而验证了超声波探伤可作为对Ti-662合金棒材偏析组织的判断方法。     

热连轧工艺对GH4648合金棒材组织与性能的影响

研究了连轧生产线生产的GH4648合金热轧棒材的组织与性能.采用热连轧过程的自动化控制系统调整棒材的轧制速度、保持稳定的终轧温度,从而获得晶粒组织均匀、α-Cr相形态与分布合理的热轧棒材.与传统的横列式轧机相比,工艺更稳定、可控,热轧棒材的组织稳定、性能提高.     

Ti-5Al-10Cr合金棒材的时效响应研究

对固溶处理的近β型Ti-5Al-10Cr合金进行了不同温度和时间的时效处理,观察了时效处理后合金的显微组织,分析了合金的相组成,并对硬度及拉伸性能进行了测试分析。结果表明,随着时效温度的提高,析出α相的体积分数先增多后减少,合金的抗拉强度与α相体积分数有着同样的变化趋势;合金在低温长时间时效或高温时效时,会析出Ti Cr2相,时效温度较低时该相对合金硬度有一定贡献,随着时效温度升高,该析出相长大,对硬度的贡献下降。     

GCr15轴承钢Φ130mm棒材热连轧过程轧制力的数值模拟和分析

通过建立棒材与轧辊的有限元模型,采用大型非线性有限元软件DEFORM-3D对GCr15轴承钢(/%:0.98C,0.54Si,0.34Mn,0.014P,0.002S,1.49Cr)300 mm×400 mm坯至中130 mm棒材12道热连轧过程进行数值模拟,并与理论轧制力的计算值进行分析和对比。结果表明,数值模拟计算的轧制力接近生产实际测量的轧制力数据,两者相差不超过5%,尤其在粗轧阶段,两者相差不超过3%。     

新型镍基粉末高温合金热挤压工艺有限元模拟与实验验证

采用有限元模拟的方法对一种新型镍基粉末高温合金热挤压工艺进行了优化设计,分析讨论了几种主要参数对热挤压结果的影响,并通过热挤压实验验证了有限元模拟的可靠性。结果显示,在热挤压过程中,坯料初始温度对应力和温度影响显著,对应变速率和应变无明显影响;挤压杆速度是调整应力和应变速率的重要参数;采用较小的模角（小于45.0°）可以使应力、应变速率、应变和温度分布的均匀性大幅度提高,有效避免挤压棒材开裂和保证显微组织均匀性。由模拟结果推出的主要热挤压参数为:坯料初始温度1100℃,挤压杆速度40 mm·s-1,模角40.0°。将推荐的参数用于热挤压实验,结果证明了有限元分析结果准确,热挤压参数合理。     

热连轧过程中的轧制力模拟

 对目前用于带钢热连轧过程分析中的几种屈服应力模型进行了对比,并在此基础上改进了模型：用Orowan公式计算轧制过程中轧件的应力-应变,用有限差分法计算轧件的温度变化,建立了热连轧生产过程中温度变化和塑性变形计算相耦合的力能参数预报模型。用此模型对某钢厂热轧板带生产过程中力能参数的变化进行了解析计算。计算结果表明,模拟值与现场实测值吻合较好。     

铝合金热连轧过程显微组织演变的模拟与预测

总结了关于铝合金热连轧过程的实验模拟和数值模拟的成果，综述了铝合金热连轧过程中发生的微观组织演变现象。     

GH4169合金圆钢热连轧热力耦合分析

 以宝钢集团特殊钢分公司高合金钢连轧生产线为背景,利用有限元分析软件ANSYS10.0/LS DYNA,采用3D弹塑性有限元进行了GH4169合金8道次圆钢热连轧的热力耦合分析。对热连轧过程轧件中间断面特征点的温度、等效应变、等效应变速率进行模拟分析,表面模拟温度与实测温度取得较好吻合。     

GCr15轴承钢棒材连轧过程的有限元模拟

通过Gleeble-1500热模拟试验机对GCr15轴承钢(/%:0.99C,0.31Mn,0.24Si,0.010P,0.003S,1.44Cr,0.01V)热轧材进行800~1 150℃,变形速率0.1~3 s~(-1),变形量0.7的等温压缩变形试验。采用已建立的Hensel/Spittel变形抗力模型,运用LARSTRAN/SHAPE有限元模拟软件对200 mm×200 mm连铸方坯连轧Φ70 mm GCr15轴承钢棒材10道次热连轧过程进行三维热力耦合有限元模拟。通过分析各道次轧件温度场、应力应变场、宽展及轧制力参数的变化规律,预测了轧件在第5道次最有可能在角部出现裂纹,因此在轧制过程应减小第5道次变形量,防止产生裂纹;各道次出口处轧件横截面宽度、高度尺寸的模拟值与实测值的相对误差分别为0.40%~5.90%和0.28%~6.11%。     

基于有限元模拟的Ti-55531钛合金等温模锻不均匀变形

利用有限元模拟的方法,研究不同变形条件下Ti-55531合金等温模锻过程中的变形及组织不均匀性。通过调整变形参数,得到具有理想微观组织的锻件,并用于指导具体实验。构建具有腹板和加强筋的T型结构进行模拟,模拟结果表明,在变形温度为805℃、变形速率为0.05 mm/s的条件下进行等温模锻,锻件成形性最好,且腹板处的α相破碎成球状,而加强筋处的α相保留部分原始细针状的不均匀性组织。这种差异性可以使锻件的加强筋强度较高,腹板处韧性较好,达到通过变形不均匀性调控微观组织形貌的目的。     

304不锈钢棒线材热连轧温度场的数值模拟

采用三维大变形热力耦合弹塑性有限元法,借助商业有限元软件MSC.Marc,建立了辽宁特钢 304不锈钢棒线材18道次连轧过程的三维数学模型。采用3组连续模型模拟了该过程,道次出口处采用刚性 面控制轧件前进,各模型之间的数据通过插值方式传递,得出304不锈钢轧件同一截面上心部、中部和表面点 从出炉到18道次轧制过程的温降曲线。计算结果与实测值吻合,误差为5~50℃.     

时效工艺对Ti-26合金棒材组织和拉伸性能的影响

对经过790℃固溶处理后的Ti-26合金棒材进行了不同温度及时间的时效处理,研究了时效温度和时间对Ti-26合金棒材显微组织和拉伸性能的影响。研究结果表明:在450~550℃范围内,随时效温度升高,合金组织有针状α相弥散物析出。升温至510℃,相同时效时间内析出α相数量最多,高于510℃,部分析出α相开始溶解。合金时效处理10 h内,随时效时间延长,合金组织针状α相弥散物数量增加,且针状α相存在跨晶界长大现象。合金经510℃×10 h时效处理,α相形核和长大达到最佳匹配,Ti-26合金获得理想的强度和塑性匹配。     

Ti-51111S合金熔炼工艺研究

通过对Ti-51111S合金铸锭生产工艺的研究,分析中间合金加入、电极制备方式及熔炼参数对铸锭生产及化学成分均匀性的影响,探索出合理的Ti-51111S合金铸锭生产工艺。采用该工艺生产的Ti-51111S合金铸锭成分均匀,冶金质量良好,符合有关技术条件要求,可以满足民用钛材使用要求。     

Ti-55531合金退火处理工艺研究

研究了两相区、单相区退火和双重退火对Ti-55531合金组织和性能的影响。两相区退火后合金的组织为由条状α相、等轴状α相和β转变组织组成的双态组织,随着第一阶段退火温度的升高,等轴状α相比例呈降低的趋势;单相区退火后合金为带有粗大β晶粒的魏氏组织,随着退火温度的升高,β晶粒长大;双重退火后合金组织中含有较大比例的针状α相。两相区退火可获得较高的延伸率、断面收缩率,但抗拉强度较低;单相区退火可获得较好的强塑性匹配;单相区双重退火后合金具有最高的抗拉强度,而合金延伸率、断面收缩率最低。     

板带热连轧过程氧化铁皮厚度变化的数值模拟

介绍了板带热连轧过程中表面氧化铁皮的结构和厚度演变规律,通过实验室氧化增重试验建立了氧化动力学模型,在此基础上结合热连轧过程钢板的温度变化趋势,对汽车大梁钢(510L)在热连轧过程中氧化铁皮的厚度变化进行了数值模拟,模拟结果与现场实际吻合较好。这为掌握热连轧过程中氧化铁皮厚度变化规律,调整生产工艺参数,抑制氧化铁皮生长提供了参考。     

珠江钢厂CSP热连轧层流冷却热过程模拟研究

分析了带钢层流冷却的传热过程，将相变潜热引入到层流冷却热过程数学模型，用过程模拟的方法研究了珠江钢厂CSP热连轧层流冷却系统。讨论了喷水方式、喷嘴位置、板速和板厚对带钢温度场分布的影响。结果表明建立的模型对于珠钢CSP热连轧层流冷却系统有较好的适应性，能够对实际生产起到较好的指导性作用。     

Ti-6Ta合金封头的研制

设计了3种方案对新型α型Ti-6Ta合金板材进行封头冲压成形试验,在冲压的封头不同部位取样进行压扁、拉伸、硬度、金相等相关检测和分析。结果表明:Ti-6Ta合金封头不适合采用冷冲压成形法成形;在Ti-6Ta合金板材表面涂敷高温防氧化涂层,采用315 t四柱油压机,在680~700℃温度下进行热冲压成形,能够得到表面质量良好的规格为Φ219 mm×7.42 mm的Ti-6Ta合金封头;封头的组织形貌与原始板材相比无明显变化,其压扁工艺性能合格,强度及硬度与母材基本相当,可以满足Ti-6Ta合金承压设备的制造要求。     

铝热连轧温度场模拟在MAC中的实现

通过Gleeble-1500热模拟机等温压缩试验研究了1235铝合金流变本构模型。在此基础上,建立铝板带热轧二维MSC.Marc有限元模型,对热连轧过程温度场进行了模拟仿真,并分析了热连轧过程中的温度场变化规律,为指导生产实践提供理论参考。