电磁调控轧辊的热力胀形行为及高效控制方法

为研究辊形电磁调控技术(roll profile electromagnetic control technology,RPECT)的热力胀形行为,采用有限元方法分析了不同电流密度及频率下综合辊凸度、热力贡献辊凸度以及力凸度占比等随接触区热量的变化规律,探究了接触区热量与热力胀形能力的映射关系及其成立条件.结果表明,在接触区热量的中低取值范围内,同一接触区热量所对应的热力调控能力不会受磁参数影响,故提出将接触区热量作为输入参数与调控能力之间桥梁的RPECT高效控制策略.该策略通过提升磁参数来快速达到接触区的目标温升效果,进而获取目标调控能力.以20μm的辊缝凸度需求为例,经原始与高效控制策略间的对比发现,新策略的调控时间可有效地缩短至原调控时间的19.57%.

新型板带钢轧制过程热力模拟试验技术的研究

研究并开发了适合板带钢轧制过程热模拟的试验设备,讨论了加热系统、变形系统、冷却系统以及控制系统的具体实施与效果,并在此基础上进行了连续6道次变形过程模拟,变形后试样不仅能进行显微组织观察,而且还能进行力学性能分析。研究结果表明,大试样平面应变技术能很好地将材料的成分、工艺以及性能结合在一起。

挤压AZ31B镁合金板材高温轧制变形行为研究

通过单道次轧制试验,研究了AZ31B挤压镁合金板材在温度为365℃和450℃时的轧制性能,其变形量范围为10%～60%,应变速率为2.1s-1～5.0s-1。通过光学显微镜和扫描电镜观察了轧制变形中的微观组织及其演变。结果表明,在变形的初始阶段,孪生为主要的变形机理和硬化机制。由孪生变形积聚的畸变能和非基滑移的启动,导致了动态再结晶的形核与长大,增大变形速率可以抑制晶粒长大,使平均晶粒尺寸细化到7μm～10μm。365℃温轧制变形使板材晶粒明显细化,温度较高时,晶粒细化作用有限。在同一变形量下,随着轧制温度的升高,板材的晶粒呈长大趋势,在365℃轧制温度下,随着道次变形量的加大,细晶百分含量随之迅速增加。当轧制温度提高到450℃时,晶粒细化有限,晶粒尺寸保持在20μm以上。

微合金高强度船板钢轧制工艺研究

在实验室分析了不同成分、不同控制轧制工艺生产的微合金高强度船板钢的晶粒大小,析出相的形貌、分布和组成,为制订该钢种的生产工艺提供了主要依据。

热带钢粗轧立辊调宽轧制过程变形研究及应用

针对工业现场热带钢轧机粗轧段立辊侧压调宽轧制的工艺特点,利用ANSYS/LS-DYNA建立了精确的立辊-水平辊三维轧制有限元仿真模型,模拟计算了不同工艺条件下轧件的变形,重点分析了横截面形状("狗骨形")变形特点和宽展变形特点,所建模型及计算结果已应用于粗轧段自动宽度控制(AWC)程序预设定值,应用效果良好。

“宽带钢热连轧生产成套关键技术与应用”获2010年国家科技进步二等奖

项目成果 热轧宽带钢占钢铁产品总量的40％以上，其产品质量和生产效益对钢铁工业的技术进步和国民经济建设有着重要的影响。目前我国已建和在建的宽带钢热连轧总数达到70套，实际产能超过2．2亿t。热轧宽带钢生产过程中节能降耗、产品质量控制和生产自动化等已成为关键共性技术。

X-H轧制法轧制H型钢轧制力模型的研究

对采用X-H轧制法轧制H型钢的轧制力进行分析,以西姆斯公式为基础,采用多元线性回归的方法建立万能轧机轧制H型钢的轧制力数学模型。用编程的方法对数学模型的系数进行求解,给出几种规格的H型钢回归模型的系数,并将计算结果与实测的数据进行对比分析,得到的结果与实测值的误差在6%以内,表明模型具有较高的应用价值。

不同轧制工艺对AZ31镁合金薄板室温成形性能的影响

采用常规轧制(NR)、异步轧制(DSR)和交叉轧制(CR)3种不同工艺来获得AZ31镁合金板材并进行室温成形性能的研究。结果表明:AZ31镁合金板材的综合力学性能不仅与晶粒尺寸有关,还与晶粒取向有关。基面织构的减弱可明显提高板材的胀形性能。异步轧制明显降低板材基面织构强度,使板材室温冲压性能得到提高。交叉轧制使晶粒显著细化,基面织构增强,提高了板材的力学性能,却降低其冲压成形性能;同时交叉轧制可以减弱板材各向异性。研究结果为改善镁合金室温塑性与成形性能提供了理论依据和新思路。

TRIP钢中残余奥氏体及其稳定性的研究

采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪等对贝氏体等温转变后TRIP钢中的残余奥氏体及其稳定性进行了研究。结果表明,TRIP钢在贝氏体转变区400～440℃保温120～300 s,随着等温温度的升高和保温时间的延长,钢中残余奥氏体的含量不断增多,残余奥氏体碳含量呈降低趋势。TRIP钢中的残余奥氏体主要以薄膜状、粗大块状和细小粒状的形态存在。粗大块状的残余奥氏体稳定性最差,薄膜状次之,细小粒状最稳定。残余奥氏体的含量不足,或残余奥氏体的含量偏高造成碳含量的不足,都会导致TRIP钢综合成形性能的降低。此外,贝氏体等温处理时间过长,渗碳体的出现大大降低了残余奥氏体中的碳含量,从而降低了残余奥氏体的稳定性。

汽车用双相钢的研究与生产现状

双相钢以其优良的力学性能和成型性能在汽车行业得到了大力发展,成为理想的汽车用钢板。目前国内与国外相比,无论是在双相钢板基础理论研究上还是实际生产产品上都还存在着相当大的差距;介绍了国内外双相钢的研究现状及重点研究方向,指出国内应注重在双相钢的高强化、镀锌化、细晶化等方面加强研究,以适应我国对汽车用双相钢板迅猛增长的需求。

LVC工作辊辊型的板形控制性能研究

提出一种新型线性变凸度工作辊辊型即LVC辊型,这种辊型实现了辊缝凸度调节与板宽成线性化。用承载辊缝调节域和承载辊缝横向刚度这两个基本板形控制性能来验证LVC工作辊的板形调节能力,并将LVC工作辊应用到实际生产中,经过计算和比较可以看出LVC工作辊辊型具有较好的实用性。在工作辊辊型的研究上具有一定的新颖性。

国外新型汽车用钢的技术要求及研究开发现状

为了满足未来新一代汽车工业发展的需求,开发了大量的新钢铁材料,如超高强钢(AHSS)、高强钢(HSS)、双相钢(DP钢)、TRIP钢,TWIP钢等。介绍了这些钢铁材料,给出并分析了它们的成分、结构、工艺、性能和特点。

低硅TRIP钢的力学性能及残余奥氏体稳定性研究

通过常温拉伸实验研究低SiTRIP钢的力学性能及其加工硬化特点,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电镜(TEM)等手段研究低SiTRIP钢在拉伸变形前后组织变化特别是残余奥氏体特性的变化。结果表明:低SiTRIP钢表现出良好的力学特性,没有屈服平台,低的屈强比,同时又拥有比双相钢更好的延伸率和均匀应变。TRIP钢的残余奥氏体的分布也影响着其稳定性,分布在铁素体晶内的残余奥氏体在拉伸变形后仍然存在。

高强度高塑性TWIP钢的开发研究

通过调整成分 ,研究了一种新型的高锰钢成分对组织结构和 TWIP效应以及对强度、塑性的影响。结果表明 ,该钢在变形后基体中存在大量细小的形变孪晶 ,室温下可具有相变诱导塑性和孪晶诱导塑性的 TWIP效应 ,因而具有高的强度 (10 0 0 MPa以上 )和极高的伸长率 (6 0 %～ 90 % )。该钢种是很有前途的高强度、高塑性钢种 。

低碳微合金钢中Nb、V、Ti碳氮化物的回溶研究

采用透射电镜和X射线光谱技术,研究了低碳微合金钢中Nb、V、Ti的碳氮化物在不同温度保温1 h后的回溶行为。结果表明,低碳微合金钢中存在尺寸明显不同的两类析出,其中颗粒尺寸较大的在80 nm以上;这种颗粒的心部是(Nb,V,Ti)(C,N)相,而颗粒边缘为(Nb,Ti)(C,N)相;颗粒尺寸较小的在20 nm以下,其类型为(Nb,Ti)(C,N)。两类析出物中Nb与Ti的原子比均随回溶温度的升高而减小。

变接触轧制技术在热带钢轧机上的应用

阐述了变接触轧制技术的原理。从理论上分析了变接触轧制技术在提高承载辊缝横向刚度、增加弯辊力调控功效、改善辊间接触压力分布方面的作用。通过在宽带钢热连轧机上的长时间应用证明:变接触轧制技术可以显著改善轧后带钢的板形质量、降低轧辊消耗和增加轧制单位公里数。

铝-铜轧制复合工艺及界面结合机理

通过不同的压下率和不同的扩散退火温度试验,利用金相显微镜,力学实验机、扫描电镜等仪器,研究在室温条件下铝-铜轧制复合工艺,探讨界面结合机理。结果表明,在室温轧制条件下,采用75%的压下率,轧后采用300℃,保温30min的扩散退火处理为理想的轧制复合工艺。组元压下率和总压下率成正比关系,变化趋势相同,组元变化率差值随总压下率的增大而减小,变形抗力趋于一致,有利于轧制复合。

快速辊系变形在线计算方法研究

工作辊和支撑辊弹性变形计算是板带轧机板形设定模型的关键,其计算速度与结果精度是当前制约辊系变形在线计算的主要因素。物理建模方面,在传统影响函数法的基础上,通过引入工作辊中心倾斜角度这一变量,改进辊系弹性变形简化模型,使辊系在非对称工况下也能满足弯矩平衡条件。在辊系变形数值计算方面,根据Timoshenko深梁理论建立挠曲平衡微分方程,采用有限差分法对四辊轧机辊系变形进行数学建模,计算辊系的角位移和挠曲变形。该有限差分模型采用递推方式进行挠曲计算,避开了影响函数法中的大量矩阵乘法运算,计算效率有较大提高。分别通过与影响函数法、有限元法对非对称工况的计算结果进行对比,验证基于有限差分法的快速辊系变形计算方法具有较快的计算速度和较高的精度。

F40高强船板钢组织中针状铁素体形成及细化机制研究

在Gleeble1500上对高强船板钢F40的热轧工艺进行了模拟研究,对晶粒细化机理进行了详细的分析。结果表明,对奥氏体进行两阶段的大压下量轧制,为随后的相变提供更多的形核点和大的形核驱动力,大形变能诱导碳氮化物析出,阻止再结晶后的晶粒长大,但会使相变时间提前,相变温度提高;适当增加冷速能使针状铁素体明显细化,从而获得以针状铁素体为主要组织的多相结构。

TRIP钢中残余奥氏体及其稳定性的研究

采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪等对贝氏体等温转变后TRIP钢中的残余奥氏体及其稳定性进行了研究。结果表明,TRIP钢在贝氏体转变区400℃～440℃下保温120～300 s,随着等温温度的升高和保温时间的延长,钢中残余奥氏体的含量不断增多、残余奥氏体碳含量大致呈降低趋势。TRIP钢中的残余奥氏体主要以薄膜状、粗大块状和细小粒状的形态存在。粗大块状的残余奥氏体稳定性最差,薄膜状次之,细小粒状最稳定。残余奥氏体的含量不足,或残余奥氏体的含量偏高造成碳含量的不足,都会导致TRIP钢综合成形性能的降低。此外,贝氏体等温处理时间过长,渗碳体的出现大大降低了残余奥氏体中的碳含量,从而降低了残余奥氏体的稳定性。