高级别管线钢板形控制技术研究

随着管道输送效率的不断提高,大厚壁大口径高钢级已成为管线钢发展的趋势。为满足高强韧性要求,合金加入量及轧制工艺难度越来越大,终冷温度控制朝着大冷速超低温控制,造成钢板内组织及应力不均性增大,板形控制难度增加,瓢曲严重。为解决此类问题,通过对钢坯加热制度、初轧工艺、精轧工艺、冷却参数以及成分设计等实际生产数据统计分析,确定板形影响关系,为控制高级别管线钢板形问题制定有效措施。

14Mn5Nb无缝钢管“鱼鳞”形外折分析与控制

某厂14Mn5Nb连铸圆坯(Φ330 mm)轧制成无缝钢管(Φ323.8 mm×8.3 mm)后表面出现大量“鱼鳞”状外折缺陷,影响成材率,成为亟须解决的问题。采用缺陷金相分析,“刻槽”试验,铸坯酸洗确定钢管表面“鱼鳞状”缺陷是由连铸圆坯表面横裂纹造成。采用扫描电镜检测,钢种热溯性分析以及现场数据统计,确定铸坯表面横裂纹产生原因为:Φ330 mm圆坯在当前工艺参数下铸坯进拉矫温度在900~950℃,处于第III脆性区转变温度940℃附近;表面存在较多Nb(C、N)析出物,增加了钢种的裂纹敏感性。通过调整钢种Ti含量至0.02%~0.03%,保护渣碱度由0.97提高至1.14,降低结晶器水量,调整二冷水量配比以确保进拉矫温度≥970℃等措施,有效避免了铸坯横裂纹和无缝钢管鱼鳞外折的产生。

基于孔型形状系数的双相不锈钢棒材宽展模型研究

目的 针对2209双相不锈钢棒材在开坯轧制阶段宽展计算精度不高、孔型设计不合理、容易产生“折叠”“耳子”等表面缺陷的问题,建立一种基于“椭圆”孔型形状系数的宽展模型,提高产品尺寸精度。方法建立11道次2209双相不锈钢开坯轧制有限元模型,研究轧件温度分布及“椭圆”孔型不同形状系数对轧件宽展的影响,修正传统С.И.古布金计算模型,并与实测数据进行对比,验证修正后模型的可靠性。结果模拟轧制过程中,轧件温度变化趋势与实测值基本相同,11道次后温降为91.87℃,且在孔型突变阶段降幅较大。通过轧件每道次尺寸数据对比得出,С.И.古布金模型宽展计算偏差较大,在第8道次椭圆孔型偏差最大。不同形状系数的椭圆孔型分别模拟轧制后,发现形状系数为2时,椭圆孔型充满度为93.94%,下一道圆孔型充满度为98.92%,此时轧出的产品尺寸精度高。修正后的宽展模型与实测值进行对比,计算精度高于95%。结论 构建的形状系数修正宽展模型提高了轧制宽展计算精度,可用于指导双相不锈钢开坯轧制孔型设计及优化。

热拉深钛合金盒形件法兰褶皱分析

针对钛合金盒形件法兰区域在热拉深中产生褶皱的问题进行研究,采用数值模拟仿真与试验结合的方式,对坯料形状、压边条件等参数进行了分析,探索钛合金盒形件热拉深成形褶皱出现的原因,在热成形设备上进行试验,验证了影响因素,为消除钛合金盒形件热拉深过程中的褶皱提供了参考。

热轧异型钢坯型共用技术的设计与应用

莱钢针对异型钢生产线因坯型尺寸限制造成的效率低下问题,对各规格工艺设计进行计算,解析型钢成品、坯型尺寸对照关系,并根据矩形坯断面尺寸及轧线设备布置针对性的完成两种坯型共用设计模型,实现坯型种类高度压缩,提高了生产组织效率。

铝合金锻件成形工艺及三维有限元分析

为了揭示叶轮件模锻成形过程中金属的变形流动规律,采用有限元模拟对不同形状坯料成形过程的塑性变形流动行为进行对比分析。结果表明:叶片处是较难以充填成形的部位,且随着截面位置的下移,金属向该处型腔充填流动的趋势更为显著;与圆柱形坯料相比,阶梯形坯料成形过程中叶片部位更易于被充填成形,金属流动的均匀性也较好;通过工艺实验验证了利用阶梯形坯料可一次性成形出尺寸精度和性能均符合设计要求的叶轮锻件。

喷射成形圆柱坯的计算机模拟与工艺设计

建立了描述喷射成形圆柱坯形状演化过程的数学模型,找到了一种较为简便的计算屏蔽系数的方法,研究了圆柱坯的生长规律.模拟结果表明,雾化参数、沉积盘的下拉速率和起始偏心距等是影响沉积坯形状演化的重要因素;喷射角主要影响上部过渡区的形状;而沉积盘转速在一定范围内变化时,对沉积坯形状演化几乎没有影响.喷射成形开始一段时间后,沉积坯顶点的生长速率将等于沉积器的下拉速率.在其它参数一定的情况下,通过适当选取起始偏心距,可以缩短沉积坯进入稳态生长的时间.模型结果与实验结果吻合较好.提出了喷射成形圆柱坯工艺的设计思路.

基于微观组织优化的锻造工艺预成形及毛坯形状优化设计

以锻件晶粒尺寸细小均匀为目标,以预成形形状设计为对象,提出了锻造成形过程微观组织优化设计方法,构建了晶粒尺寸、锻件形状子目标函数以及无量纲化的总目标函数,确定了预成形形状作为优化过程的设计变量;给出了优化设计的具体步骤,采用微观遗传算法和有限元模拟方法开发了基于预成形设计的锻造过程微观组织优化程序;并对典型的圆柱体镦粗进行了面向微观组织优化的预成形设计,给出了能够获得具有良好微观组织的镦粗成形预成形模具型腔形状。通过分析不同高径比的初始毛坯形状对微观组织优化目标函数值的影响,给出了较为合理的初始毛坯形状高径比取值范围。

凹模及坯料形状对弹体挤压成型影响的数值模拟

用 MARC/AutoForge 软件模拟了采用不同形状凹模及坯料时弹体挤压成形过程。通过模拟得到的节点速度矢量、等效应变及力—行程曲线分析了凹模及坯料形状对弹体挤压成形的影响,提出弹体挤压时坯料直径应与凹模直径相等,凹模形状应根据挤压力的大小和模具结构的简化两方面确定。

27SiMn钢圆铸坯的心部裂纹分析

从铸坯的成分、宏观形貌、微观断口、析出物、凝固组织等对27SiMn钢圆铸坯心部裂纹缺陷进行检测分析。结果表明:27SiMn圆铸坯凝固末期,心部补缩不足形成疏松、缩孔缺陷;S、Mn等元素在金属自由表面上富集析出,形成卵形树枝晶,降低组织的连续性而产生裂纹,后续过程应力释放使裂纹进一步扩展,形成星形裂纹。通过控制浇钢温度、降低二冷区水量、降低拉速等工艺参数,有效地消除了27SiMn圆铸坯心部星形裂纹缺陷,提高了该钢种大断面连铸坯的成材率。

一种白铜管坯的近终形连铸

采用水平连铸工艺制备了空心BFe10-1-1白铜管坯,并对铸态管坯的表面质量、凝固组织及力学性能进行分析。结果表明,采用合适的工艺参数,可以利用水平连铸的方法制备出表面光滑,凝固组织致密的近终形BFe10-1-1白铜管坯;管坯的力学性能随着温度升高而下降,室温时管坯具有良好的塑性。

汽车轮毂轴管模锻成形工艺的研究

根据汽车轮毂轴管零件的形状尺寸特点,分析了实心柱坯模锻成形工艺的可行性,并制定了成形工步图。对各工步的工艺参数进行了计算,计算结果表明制定的成形工步可行。制定了头部复杂形状两种成形方案,并对两种成形方案做了分析,指出采用顺序成形头部形状能显著降低成形力,将在一定程度上改善模具的受力状况,提高模具的使用寿命。

三线切分轧制头部不齐问题解决

Φ12 mm螺纹钢进行三线切分轧制后,轧件在冷床上对齐难度较大.3根轧件在冷床上存在长短差,原因是3根轧件在切分孔型中的金属流量不相同.解决措施：根据切分轧制原理调整料型匹配关系,控制基础料型,预切料型进口导辊间隙比轧件小0.3～0.4 mm,控制导卫对正,孔型对正,横梁水平和两端辊缝一致,调整三线切分轧制中线与两边线长短差,改进对齐辊槽型.改进后,Φ12 mm螺纹钢成材率提高了0.3％,定尺率提高了0.4％,解决了Φ12 mm螺纹钢三线切分生产头部不齐的问题.

方坯软接触结晶器电磁场分布及弯月面形状的数值模拟

应用有限元与边界元相结合的方法 ,通过求解电磁场的 H- 方程和边界积分方程 ,进行了方坯软接触结晶器内电磁场和弯月面处钢液形状的数值模拟。结果表明 ,作用在钢液自由表面边缘向里向下的电磁力是使弯月面向内弯曲的直接原因 ;

安钢高线粗中轧料型优化

安钢为克服高线粗中轧料型不合适易造成堆钢事故和成品头尾缺陷,将第6道料型尺寸由φ74 mm调整为φ72.5 mm,控制中轧的第12道和14道,小规格比原始料型稍小一些,大规格比原始料型稍大一些。料型优化后,φ10 mm及以下规格成品尺寸精度可达±0.1 mm,φ10 mm以上规格成品可达±0.15 mm,堆钢事故减少,头尾开裂率降低,成品头尾剪切圈数减少。主要经济指标成材率、有效作业率分别提高0.2%,5%。

新SIMA法制备铝合金3A21半固态坯料

利用有限元模拟软件模拟不同路径下等径角挤压过程,分析材料等效应变分布情况,通过等径角挤压实验、半固态等温处理实验、金相显微镜、金相检验软件系统等实验方法和分析设备,研究铝合金3A21半固态坯料显微组织晶粒尺寸同等效应变的关系,分析不同工艺参数对晶粒等积圆直径和形状系数的影响。结果表明,随着材料经过ECAE后等效应变的增大,半固态坯料晶粒尺寸减小;随着保温时间的延长,晶粒尺寸增大、圆整度增加。

双层复合管用Al/Mg合金半固态坯料制备及加热研究

金属半固态成形技术因具有许多突出优势而被广泛研究。作为金属半固态成形技术的延伸和发展,触变挤压成形双层复合管具有重要的价值和意义,其中环状和棒状坯料制备和二次加热是触变挤压成形双层复合管的关键技术。因A356铝合金和AZ91镁合金的半固态成形技术研究相对比较成熟,所以选用这两种材料作为双层管的外层和内层材料。本研究首先利用专门设计制造的制坯模制备了一系列不同尺寸的半固态棒状坯料和环状坯料,然后利用电阻炉对制备的棒状坯料和环状坯料进行二次加热,探讨半固态棒状坯料和环状坯料的加热规律。

劈分法轧制H型近终形连铸坯的试验研究

根据马钢的具体情况 ,在实验轧机上采用铅件模拟应用劈分法轧制了H6 30mm× 4 70mm的H型钢 。

Mo-La合金粉粒度分布组成对大规格钼棒坯烧结密度的影响

选用费氏粒度为3.5μm的3种不同形貌、不同粒度分布组成的Mo-La合金粉,采用相同的压制和烧结工艺,制备了单重为50 kg的大规格钼烧结棒坯,探讨了合金粉粒度分布组成对烧结钼棒坯密度的影响。结果表明:费氏粒度相同而粒度分布组成不同的Mo-La合金粉经相同条件压制和烧结后获得的大规格钼棒坯密度不尽相同。选取粉末形貌适宜、粒度分布组成呈正态分布、且粗细粉比例协调的Mo-La合金粉,烧结的钼棒坯相对密度可达到98.31%。

坯料形状对GH4169合金镦粗锻件组织均匀性的影响(一)

坯料形状对锻件的组织均匀性产生重要影响,为提高GH4169高温合金锻件的综合力学性能,该文以圆柱体镦粗为例,采用数值模拟技术分析不同的坯料形状对最终锻件的等效应变、等效应变速率、平均晶粒度以及再结晶体积分数的影响规律,分析坯料形状与锻件最终组织均匀性之间的关系,证明改变坯料形状可以有效提高锻件难变形区域的组织均匀性。