中厚板轧机生产微合金高强钢的计算机模拟优化与组织性能预报

作者:CSM              发布时间:2013-06-26


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        ↑↑↑↑中厚板轧机生产微合金高强钢的计算机模拟优化与组织性能预报↑
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    ↑↑↑↑摘要:↑↑↑以↑↑Q345↑↑↑低合金钢、↑↑X70↑↑↑管线钢、↑↑JB800↑↑↑贝氏体钢为研究对象,结合济南钢铁集团中厚板厂的实际生产工艺,采用有限元模拟技术,实现了高强度宽薄板产品生产技术的开发,分析了轧制过程中的板形、温度的变化规律,计算了各个道次的力能参数,并校核了轧机万向接轴的强度,分析了后三道次不同弯辊力作用下轧件的板凸度变化规律,确定了最佳弯辊力,根据热模拟数据,建立了高强度宽薄板的变形抗力数学模型及奥氏体再结晶模型,模拟了试样压缩过程及轧制过程的奥氏体组织演变规律。根据模拟结果,提出了科学合理的生产工艺制度,为实现高强宽薄板的批量生产提供了理论依据。取得主要研究结果如下:↑↑↑↑ ↑

研究了变形温度、变形程度及应变速率等因素对↑↑Q345↑↑↑、↑↑X70↑↑↑、↑↑JB800↑↑↑等三种高强度钢变形抗力的影响规律,建立了三个钢种的变形抗力数学模型,该数学模型的回归结果与实测结果吻合较好。将材料的应力-应变数据及测定的高温热物性参数写入↑↑Marc↑↑↑材料数据子程序,建立了三个高强度钢种的材料数据库,为获得真实可靠的力能参数奠定了基础。↑↑↑↑ ↑

根据实际生产工艺,建立了相应的宽薄板轧制有限元模型和几何模型,对各种边界条件,特别是热力耦合的热边界条件进行了较精确的计算和设定。↑↑↑↑ ↑

模拟了高强度宽薄板的轧制过程,实现了不同道次间轧件数据和形状的遗传,分析了↑↑Q345↑↑↑钢↑↑和↑↑X70↑↑↑管线钢↑↑各道次的温度变化规律,↑↑Q345↑↑↑钢各道次的模拟温度和实测温度最大偏差在↑↑15↑↑↑℃↑↑↑。分析了不同的热物性参数、压下率、摩擦系数、轧制速度等因素对轧件温度场、力能参数的影响规律,模拟结果和实测的力能参数吻合较好,根据模拟计算的各道次力能参数,采用有限元法校核计算了万向接轴的强度,分析了主要部件的应力分布规律,结果表明,在现有工艺设备条件下,通过优化生产工艺制度,完全可以实现高强度宽薄板的生产。↑↑↑↑ ↑

模拟计算了典型轧制道次的板形变化规律,在板形控制道次,将轧机主传动系统整体建模,首次用有限元法实现并模拟了板形控制道次不同弯辊力对轧件厚度、轧辊挠度的影响规律,根据模拟结果,确定了最佳轧制弯辊力,模拟结果表明,建立的有限元模型是科学合理的。↑↑↑↑ ↑

通过单道次压缩试验,研究了不同工艺参数对所研究钢种动态再结晶的影响规律,建立了↑↑Q345↑↑↑钢、↑↑X70↑↑↑管线钢、↑↑JB800↑↑↑贝氏体钢的动态再结晶模型,并模拟计算了试样压缩过程奥氏体组织演变规律,结果表明采用本文建立的再结晶模型计算的精度明显高于采用↑↑Hodgson↑↑↑、↑↑Yada↑↑↑模型计算的精度,实现了宏观热力耦合模拟与金属微观组织的结合。↑↑ ↑

↑↑ ↑ ↑↑通过双道次压缩试验,研究了↑↑X70↑↑管线钢静态再结晶规律,分析了不同变形温度、间隔时间、应变速率、变形量及初始奥氏体晶粒尺寸等参数对静态再结晶行为的影响规律,并建立了其静态再结晶动力学模型,开发了描述轧制过程的再结晶百分数和晶粒尺寸的用户子程序,实现了热、力、组织的耦合模拟和组织演变过程的可视化,研究了奥氏体晶粒尺寸的变化规律。↑

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