厚规格管线钢热轧中间坯剪切过程有限元分析

滚筒式飞剪是热连轧生产线重要切头设备,能否适应厚规格高强度钢生产时中间坯的剪切值得研究。为获得最优剪切条件,在测试X70管线钢高温力学性能的基础上,利用DEFORM-3D有限元软件,对滚筒式飞剪剪切厚板过程进行了三维模拟,研究了不同模拟条件对最大剪切力的影响规律。对于相同断面尺寸的中间坯,X70比Q235在960℃时最大剪切力增加了52%。X70最大剪切力随厚度增加近似线性增加。相同剪切断面与温度下,滚筒式飞剪模拟值与曲柄式飞剪经验公式计算值对比,其最大剪切力大20%以上,其剪切厚板在工艺上是可行的,但需要考虑结构的承载能力以及刀片强度等。     

不锈钢/碳钢耐蚀海水带肋钢筋轧制复合工艺

摘要：海洋工程用带肋钢筋要求有耐氯离子腐蚀能力，但选用双相不锈钢生产成本过高，不锈钢 碳钢轧制复合钢筋则可兼顾耐蚀性和低成本。覆层采用2205不锈钢，基材为低合金钢20MnSi，用有限元方法模拟钢筋的热轧复合过程，分析轧制过程尤其是成品孔中轧件的变形规律。有限元仿真发现，矩形组合坯料无孔型轧制时，其角部复合困难，而成品孔轧制时，钢筋横肋根部的应变最大，覆层在此位置减薄显著，应选择合适的复合坯覆层厚度。在实验室采用焊接、真空处理和热轧方法制备了直径为16mm的复合钢筋，屈服强度为485MPa，抗拉强度为701MPa，断后伸长率约为37.1%，复合界面剪切强度为317.5MPa。复合钢筋呈良好的冶金结合，Fe和Cr的扩散层厚度约为40μm。该工艺生产的复合带肋钢筋成本较不锈钢降低50%以上。     

多层金属复合板的热轧制备方法

提高成材率和复合界面质量是制备多层复合板的难题。本工作提出一种多层复合板的高成材率热轧制备方法,即采用氩弧焊固定各层原料板组成坯料,坯料放入金属套后抽真空,再加热到1000~1200℃进行多道次轧制,成功制备出2.5mm厚的67层复合板。通过金相显微镜及电子显微镜观察和分析了界面组织及元素扩散行为,采用拉伸、剪切实验测定复合板的力学性能,并分析其剪切断口。结果表明:采用两步组坯复合和工艺优化,多层复合板的轧制成材率达90%以上。多层复合板具有良好的结合界面,其抗剪强度达到241MPa。9Cr18和1Cr17镍中间层可以较为有效地阻碍界面附近的碳扩散并改善复合板的组织特征。     

轧制同轴复合棒材的芯材变形规律

棒材同轴复合时芯材与加工工具不接触,其横截面形状及尺寸精度控制难度大,采用方-椭圆孔型轧制时芯材圆度严重超公差。在建立覆材和芯材变形抗力模型的基础上,利用三维弹塑性热力耦合有限元方法对同轴复合棒材热轧变形过程进行数值模拟。分析了轧制孔型、覆材及芯材外形对轧制后芯材变形和形状的影响,用工业试验对模拟计算结果进行验证。结果表明：轧辊孔型设计对芯材不圆度的影响最明显,覆材及芯材外形是次要影响因素。这是因为方-椭圆孔型系统会导致最终轧件在横截面上的非对称等效累积应变分布,以及导致轧后芯材严重不圆。减少K4孔的轧件压下量,增加K3孔轧件压下量,可以改善方-椭圆孔型中轧件变形的对称性,减少芯材不圆度。