冷轧铜铝复合板结合界面速度场分析（英文）

通过有限(FEM)元速度场研究了冷轧铜铝双层板的复合过程,将该过程中金属的变形特征进行了分析,同时,将有限元计算结果与某工厂数据相结合,分析了轧制速度、压下率、异径同步、异径异步对铜铝双层板复合的影响。结果表明,速度场模型能够更有效地说明铜铝板的复合过程;轧制速度越大,变形区出口处复合面金属流动的同步性越差,复合强度越低;异径同步轧制铜铝复合板时,辊径比取1.4~1.6,变形区出口处复合面金属流动的同步性越好,复合强度较高;异径异步轧制铜铝复合板时,轧制速比取1.2,变形区出口处复合面金属流动的同步性越好,复合强度较高。     

异步热轧铝合金厚板的剪切变形和板形控制

异步轧制技术作为一种制备高性能超细晶材料的剧烈塑性变形方法主要应用于箔材和带材的生产。通过调整轧机上下辊的辊径实现异步轧制,采用该技术制备5182铝合金热轧厚板,并研究剪切变形和板形控制。结果表明：异步轧制对金属塑性流动具有重要影响,并在一定程度上细化微观组织,提高组织、性能的均匀性,异步轧制也可以降低轧制力。在异步轧制过程中经常出现轧板弯曲现象,同时探讨了影响轧板弯曲的因素。     

铝合金板材同步/异步轧制变形行为有限元分析

铝合金异步轧制过程中应变演化历程以及该工艺引进的强烈附加剪切应变在轧制变形区内的变化规律细节研究还不充分。建立了不同异速比i下的铝合金板材轧制有限元模型,基于轧板在异步轧制变形区内应变历程计算,对剪切应变、沿轧制方向应变及等效应变进行了分析。结果表明,附加剪切应变在中性点前后存在正负剪切效应,异步轧制引进的总剪切应变γ是正剪切γ+和负剪切γ-的绝对值之和;另外,得到了异速比(同步轧制i=1)对轧板搓轧区宽度、剪切应变历程和等效应变沿厚度分布趋势的影响规律。     

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。     

冷轧铜铝复合板结合界面速度场分析

文章通过有限元速度场研究了冷轧铜铝双层板的复合过程,将该过程中金属的变形特征进行了分析,同时,将有限元计算结果与某工厂数据相结合,分析了轧制速度、压下率、异径同步、异径异步对铜铝双层板复合的影响。研究表明,速度场模型能够更有效地说明铜铝板的复合过程;轧制速度越大,变形区出口处复合面金属流动的同步性越差,复合强度越低;压下率越大, 变形区出口处复合面金属流动的同步性越强,复合强度越高;异径同步轧制铜铝复合板时,辊径比取1.4~1.6,变形区出口处复合面金属流动的同步性越较好,复合强度较高;异径异步轧制铜铝复合板时,轧制速比取1.2,变形区出口处复合面金属流动的同步性越较好,复合强度较高。     

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。     

Al/Al板复合轧制中界面焊合与分离

对退火态Al/Al板在室温下进行同步和异步复合轧制实验,发现同步轧制后的Al/Al板界面发生焊合,而异步轧制使已焊合的Al/Al板界面又出现分离。为了进一步验证Al/Al板界面焊合与分离现象,分别对同步和异步轧制后的试样进行拉伸实验,并观察拉伸断口的SEM像。分析认为:同步轧制时轧件表面受到的纵向剪应力最大,而轧件厚度二分之一处(对称面)的纵向剪切应力为0,这种剪应力分布有利于复合界面在强大压应力下实现焊合;相比之下,异步轧制存在搓轧区,搓轧区中的纵向剪应力沿轧件厚度方向分布均匀,即Al/Al结合界面受到的纵向剪应力与轧件表面处几乎相等,此剪应力对已经焊合的界面产生破坏作用,导致焊合面发生剪切分离。为了深入探究同步轧制焊合与异步轧制分离的机制,采用有限元方法进行模拟,得到异步轧制下Al/Al界面处纵向剪应力为57.8 MPa,达到工业纯铝复合界面的剪切强度,足以引起焊合面的剪切分离。这为诠释异步轧制下的界面分离现象提供了佐证,这些研究结果对层状金属复合轧制方式的选择具有较大的参考价值。     

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。     

铝合金板材异步轧制翘曲缺陷的有限元数值分析

利用非线性有限元数值模拟方法,对异步轧制过程中轧板金属流动的速度场、应变场、变形区内由摩擦引起的"搓轧区"现象及附加剪切变形区的受力进行研究,并分析这些因素对翘曲的影响规律。结果表明,由于轧板上下部分变形速度不同,在稳定轧制阶段始终存在速度差,导致轧向和法向的变形不对称,并引起轧板厚向上不同部位产生应变差,最终导致翘曲。另外,由于"搓轧区"上下两部分所受轧辊摩擦力方向相反,由此产生的正弯矩和贯穿轧板厚向的附加剪切变形,也是引起翘曲的重要因素。     

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。     

铝合金板材异步轧制翘曲缺陷的有限元数值分析

利用非线性有限元数值模拟方法,对异步轧制过程中轧板金属流动的速度场、应变场、变形区内由摩擦引起的"搓轧区"现象及附加剪切变形区的受力进行研究,并分析这些因素对翘曲的影响规律。结果表明,由于轧板上下部分变形速度不同,在稳定轧制阶段始终存在速度差,导致轧向和法向的变形不对称,并引起轧板厚向上不同部位产生应变差,最终导致翘曲。另外,由于"搓轧区"上下两部分所受轧辊摩擦力方向相反,由此产生的正弯矩和贯穿轧板厚向的附加剪切变形,也是引起翘曲的重要因素。     

极薄带最小可轧厚度研究新进展

最小可轧厚度是轧制理论中的一个经典问题,轧件厚度逐渐减小到接近一个极限,而不能再继续减薄。异步轧制引入了异速比的概念,轧件因上下表面摩擦力不同而产生搓轧作用,使金属更容易变形,此时是否还有最小可轧厚度需要进一步研究。实验发现,搓轧区比例是影响最小可轧厚度的关键参数,在此基础上推导了异步轧制条件下的最小可轧厚度新公式。并指出接近全搓轧时,最小可轧厚度可趋近于0;是否能达到,取决于轧制过程是否因裂纹、孔洞、褶皱等原因导致的断带而终止。     

万能孔型中带张力轧制H型钢力能参数的实验研究

一、前言目前H型钢主要是在万能一轧边可逆式连轧机组上轧制的。在万能孔型中轧制H型钢时,由于存在轧件边部与腰部咬入的不同时性、边部和腰部在变形过程中的互相牵拉作用及金属流动,腰部一般出现全后滑,边部变形区为异径、异步、单辊传动的综合轧制过程,以及连轧中机架间出现张力等特     

带钢异步冷轧及退火行为的研究

采用阶梯形异径轧辊,对带钢同时进行3种异径比的多道次异步冷轧,在压下率80%时,对轧件进行微观显微组织观察,并进行拉伸试验和不同温度的退火试验。结果表明：随着异径比增加,晶粒长度和宽度的比值增大,抗拉强度增加,退火后晶粒平均直径变小;随着异径比增加,观察到了较高位错密度的位错和较小尺寸的亚晶;验证了异步轧制与同步轧制相比变形更加剧烈,可以产生更多的位错和亚晶、提高带钢的强度、增加应变储能、降低再结晶退火温度。     

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。     

温轧无取向Fe-3.1wt%Si钢的组织织构及磁性能

基于电工钢传统轧制技术,采用温轧工艺制备了无取向Fe-3.1wt%Si钢,并研究了温轧温度对全流程组织、织构及成品板磁性能的影响规律。结果表明,随轧制温度的升高,变形晶粒内部的剪切带密度先升高后降低,温轧板织构强度逐渐减弱。轧制温度为120、360℃时,冷轧板与温轧板具有锋锐的α织构和中等强度的γ织构与λ织构;轧制温度达到600℃时,温轧板中出现了较强的Goss织构。退火板平均晶粒尺寸随轧制温度的增大先增大后减小。冷轧及轧制温度为120、360℃的退火板中的γ织构强度相近,其中120℃温轧后的退火板具有最强的λ织构,360℃温轧后退火板中γ织构与λ织构强度均较低。磁性能在120℃温轧时达到最优,此时铁损P1.5/50为2.18W/kg,磁感应强度B50为1.70 T。     

Mn13异步冷轧性能与异径比及压下率的关系

为扩大Mn13耐磨高锰钢零件的使用范围,延长耐磨件使用寿命,采用冷轧技术,试验研究在不同异径比情况下,高锰钢Mn13经过不同压下率冷轧预变形后的性能变化情况。结果表明:施行冷轧预变形后,高锰钢Mn13的硬度、屈服强度、抗拉强度都显著提高,但韧性有所下降;由于异步轧制存在搓轧作用,可采用比常规轧制更大的压下率使硬度具有更大的提高空间。异步冷轧预变形压下率控制在15%～20%时,硬度基本达到300～350 HB,韧性不低于90 J·cm~(-2),能保证一般工况对高锰钢Mn13硬度和韧性的基本要求;异径比越大,轧件受到的搓轧作用越显著,有利于增大压下率,改善加工性能和硬化效果,但也会使轧件弯曲更明显。异径比控制在1. 1～1. 3的合理区间,压下率控制在15%～20%的范围内,对Mn13高锰钢施行冷轧制预变形,有利于取得较好的使用性能。     

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 在实验室条件下模拟热轧时的“压力”轧制即异径异步轧制,研究了热轧板带的头部弯曲规律,从理论上分析了压下率、入口厚度、异径比和摩擦条件对弯曲的影响规律。研究结果表明,压下率是影响弯曲的重要因素。综合调整影响弯曲的几个主要因素：压下率、入口厚度、异径比值和摩擦条件即可得到合适的头部弯曲形状,在一定程度上起到了指导实际生产的作用。     

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。     

厚板蛇形轧制压下量与咬入条件分析与研究

厚规格金属板经传统轧制后存在心部变形不充分的问题,导致心部性能普遍偏低,影响金属板的使用,为提高心部变形,开发了将异步轧制和板材矫直相结合的厚规格金属板蛇形轧制方法,根据轧制理论及蛇形轧制模型的特点建立了同径异速蛇形轧制和异径同速蛇形轧制辊缝补偿计算模型、压下量计算模型、咬入角计算模型以及实现金属板自然咬入的判据,进一步丰富了轧制理论。对计算模型进行分析,结果表明:同径异速和异径同速蛇形轧制上下工作辊压下量不同,且上工作辊的压下量大于下工作辊压下量,压下量之差与下工作辊偏移量和轧辊直径有关;实现蛇形轧制自然咬入的条件为摩擦角大于上下工作辊咬入角的平均值。