500MPa級細(xì)晶粒熱軋盤圓鋼的開發(fā).pdf

1、本文結(jié)合國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(十五863)課題“500MPa碳素鋼先進(jìn)工業(yè)化制造技術(shù)”和國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“成形功率泛函積分線性化及在金屬加工中應(yīng)用研究”，對普通C-Mn成分開發(fā)HRBF500盤圓鋼在控軋控冷工藝過程中組織演變規(guī)律和力學(xué)性能的變化進(jìn)行了研究，并據(jù)此進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)。論文的主要內(nèi)容包括：
　　 (1)盤圓鋼軋后各冷卻區(qū)溫度演變及返紅現(xiàn)象的研究
　　 以盤圓鋼的實(shí)際軋后冷卻過程為計(jì)算條件，考慮了輻射、強(qiáng)制對

2、流、自然對流等熱損失過程，利用ANYSYS軟件建立了盤圓鋼斷面的瞬態(tài)溫度場模型，研究了從精軋機(jī)組出口到斯太爾摩強(qiáng)制風(fēng)冷區(qū)的整個(gè)控冷區(qū)盤圓鋼橫斷面溫度、返紅現(xiàn)象隨時(shí)間的變化規(guī)律，為定性分析軋后控制冷卻過程的顯微組織演變及力學(xué)性能的變化奠定基礎(chǔ)。
　　 (2)精軋機(jī)組軋件的變形及溫升研究
　　 為了計(jì)算高速線材精軋過程的非均勻變形，分析了等效矩形法的基本原理，據(jù)此提出了一種不需要進(jìn)行等效矩形轉(zhuǎn)換而直接求解橢圓-圓孔型系統(tǒng)等效

3、應(yīng)變的新方法，稱其為相交面積法(Overlapping Area method)，簡稱OA法。
　　 根據(jù)相交面積和孔型入口面積的比值，確定了高速線材精軋機(jī)組橢圓-圓孔型系統(tǒng)的寬展類型、等效應(yīng)變的范圍；為檢驗(yàn)OA的有效性，利用OA法求解了精軋機(jī)組的溫升。計(jì)算溫升與實(shí)測結(jié)果符合較好，相對誤差小于10％。利用溫升計(jì)算結(jié)果分析了精軋入口溫度、出口速度對整個(gè)機(jī)組累積總溫升的影響，結(jié)果表明：總溫升隨出口速度降低而降低，但當(dāng)降速10％軋制時(shí)

4、，這種降低效果并不顯著；總溫升隨入口溫度降低而近似線性地升高。
　　 (3)試驗(yàn)鋼室溫拉伸性能及變形特性
　　 對于幾種試驗(yàn)鋼單軸拉伸下的變形特性進(jìn)行了對比和分析。結(jié)果表明，在均勻變形階段，不同屈服形式試驗(yàn)鋼具有相似的加工硬化特性；而在低應(yīng)變區(qū)，不同屈服形式試驗(yàn)鋼的加工硬化性質(zhì)差異很顯著。從屈服現(xiàn)象的物理本質(zhì)出發(fā)，對于試驗(yàn)鋼出現(xiàn)無明顯屈服同時(shí)變形特性與雙相鋼相類似的現(xiàn)象，綜合運(yùn)用多晶增殖模型、位錯(cuò)增殖理論、殘余應(yīng)力理論等

5、給出了較全面地解釋。根據(jù)理論分析結(jié)果，提出了消除試驗(yàn)鋼無明顯屈服點(diǎn)現(xiàn)象的措施。
　　 (4)HRBF500試驗(yàn)鋼的工藝模擬與設(shè)備校核
　　 以普通C-Mn為研究對象，采用單道次壓縮實(shí)驗(yàn)輔以顯微組織觀察，模擬分析了軋后冷卻工藝過程，研究了Mn含量和冷卻速度對相變過程、組織形貌等的影響。利用成形功率泛函線性化方法對控溫軋制時(shí)粗軋機(jī)組的設(shè)備能力進(jìn)行了校核。結(jié)果表明，3＃粗軋機(jī)軋輥強(qiáng)度及電機(jī)負(fù)荷均處于安全范圍內(nèi)。