中厚板轧制多参量耦合的数值模拟(Ⅱ)

在采用三维刚塑性有限元法和金属热变形组织演变规律,建立中厚板轧制过程多参量耦合数值仿真模型。在数值模拟(Ⅰ)分析典型工艺下16Mn中厚板显微组织演变规律之后[10],运用该模型对16Mn钢中厚板轧制过程进行了各种工况的有限元模拟,分析了压下量、变形温度及轧制速度对轧件热机械性、组织变化的影响规律。     

非调质钢空心轴楔横轧控冷相变过程数值模拟

文中以F40MnV空心轴为研究对象,基于等温相变模型,采用有限元数值模拟技术建立了楔横轧成形及轧后冷却相变分析预测系统,研究了轧后不同冷却工艺制度下轧件的温度和相变组织分布规律,其中水冷时工件截面以马氏体组织为主,可基本淬透,而空冷和风冷则以珠光体和铁素体组织为主.通过楔横轧冷却实验分析,得出的理论计算温度和相变组织结果与实验测量数据吻合良好.研究结果可用于指导楔横轧冷却过程的工艺控制.     

Caldisericum exile来源新嗜热脂肪酶的发现及酶学特征的研究

脂肪酶在进化过程中具有菌属特征,新嗜热脂肪酶的开发是脂肪酶研究和应用的重要方向。从嗜热微生物发酵产物或利用宏基因组方法分离发现新嗜热脂肪酶的操作过程较为繁琐。该文基于生物信息学方法和异源表达技术,对海洋热泉来源的Caldisericum exile基因组数据进行筛选和进化分析,发现BAL81435.1(GenBank ID)可能编码新的嗜热脂肪酶。将该序列克隆到pET28(a)载体上,诱导表达后对该酶进行分离纯化和酶学性质表征。试验证实BAL81435.1编码新的嗜热脂肪酶,其底物为长碳链(C₁₂以上)的对硝基苯磷酸酯,最适底物为C₁₆的长碳链,最适pH值为8.8,最适温度为60℃。该嗜热脂肪酶在4～60℃具有较好的温度耐受性,对大部分有机溶剂、金属离子、变性剂及高浓度的NaCl有较好的耐受性,但对表面活性剂敏感。该研究表明BAL81435.1编码新的嗜热脂肪酶,为嗜热脂肪酶的进一步开发奠定基础。     

楔横轧三维热力耦合非线性有限元模拟

通过模拟线、棒材实际轧制条件下的组织演变过程,并结合控制轧制理论,提出几种不同于原有轧制条件的工艺.模型模拟计算的结果表明,改变初始的轧制条件,如降低轧制过程中各道次的变形温度或降低终轧区的变形温度、增加末道次应变速率等方法均有利于最终轧制道次奥氏体晶粒尺寸的减小.为模拟计算所开发的模型实现了可视化,大大方便了过程模拟,同时也为经济有效地优化加工工艺提供条件.在轧制过程中,合理控制产品的微观晶粒尺寸为后续钢材冷却处理提供组织上的保证,同时也可提高成品的综合力学性能.     

空心件带芯棒轧制与空心轧制成形过程的比较分析

对三辊楔横轧空心件带芯棒与空心轧制的复杂变形特性开展了实验研究,通过有限元仿真,比较分析了带芯棒与空心轧制时轧件的内部应力、应变场以及晶粒尺寸,分析表明,带芯棒轧制时不仅可以得到了等内径空心件,而且晶粒细化更能满足轴类零件的力学性能需要。     

40Cr钢等温转变曲线与非等温冷却过程数值分析

建立连续冷却过程多相转变模型,并实现了对冷却过程中各相转变量的数值预测。用传统叠加模型和Cahn微分模型分别对40Cr钢连续冷却过程中组织分布进行了模拟计算,结果表明,考虑动力学参数n随温度变化的相变动力学微分方程计算结果与实际结果更为接近。为分析晶粒尺寸对相变过程的影响,结合不同奥氏体化温度下的等温膨胀实验,讨论了考虑晶粒尺寸时的相变动力学模型的应用范围,不同晶粒度下的相变参数n相同时,模型才能准确反应实际相变过程。     

EA4T钢热变形行为及组织演变规律研究

通过Gleeble-3200热模拟机对EA4T钢进行热压缩实验,研究了应变速率为0.01~10 s~(-1),变形温度为950~1150℃条件下,EA4T钢的热变形行为和组织演变。分析其流变曲线发现,EA4T钢的峰值应力随着温度增大而减小,随着应变速率增大而增大,得到该材料在高的温度和低的应变速率条件下容易发生动态再结晶。基于Arrhenius双曲正弦方程建立了EA4T钢的热变形本构方程;运用数值计算方法,确定了EA4T钢的峰值激活能和稳态激活能分别为385.4和395.4 kJ·mol~(-1);观察温度以及应变速率对试验钢组织演变的影响发现,动态再结晶晶粒尺寸随着变形温度的增加而增大,随着应变速率的增加而减小;通过测量晶粒度,获得动态再结晶晶粒尺寸和Z参数的关系式。     

三辊楔横轧空心件热变形时微观组织的研究

利用非线性有限元建立了金属成形过程中热、力、组织相互耦合的刚塑性有限元模型,采用该模型对三辊楔横轧空心件成形工艺进行仿真计算,得出不同阶段轧件的晶粒尺寸变化规律.在此基础上,应用正交实验法探讨了空心坯料轧制时壁厚、断面收缩率、轧制温度对晶粒尺寸的影响.结果表明:轧制温度对晶粒尺寸影响显著,其次依次为肇厚、断面收缩率.     

板材调宽轧制头部形状控制有限元分析

利用数值仿真技术建立立轧／平轧三维热应力耦合有限元模型，对宝钢2050粗轧区实际工况进行仿真计算。计算所得的带钢头部形状与实测结果吻合很好，说明所建模型合理且有效。针对宝钢2050现场轧制实际问题，研究了立轧／平轧过程带钢头部的非稳态变形规律，给出了立轧头部等效应力、等效应变及厚向位移分布规律。根据模拟计算数据建立控制带钢头部形状的短行程控制模型。通过对比分析可知，所得新模型比原模型能更好地改善头部形状及减少切损量。     

控制轧制过程中显微组织演变的计算机模拟和工艺优化

通过模拟线、棒材实际轧制条件下的组织演变过程,并结合控制轧制理论,提出几种不同于原有轧制条件的工艺.模型模拟计算的结果表明,改变初始的轧制条件,如降低轧制过程中各道次的变形温度或降低终轧区的变形温度、增加末道次应变速率等方法均有利于最终轧制道次奥氏体晶粒尺寸的减小.为模拟计算所开发的模型实现了可视化,大大方便了过程模拟,同时也为经济有效地优化加工工艺提供条件.在轧制过程中,合理控制产品的微观晶粒尺寸为后续钢材冷却处理提供组织上的保证,同时也可提高成品的综合力学性能.