500MPa級細晶粒熱軋盤圓鋼的開發(fā).pdf

1、本文結合國家高技術研究發(fā)展計劃(十五863)課題“500MPa碳素鋼先進工業(yè)化制造技術”和國家自然科學基金項目“成形功率泛函積分線性化及在金屬加工中應用研究”，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)律和力學性能的變化進行了研究，并據(jù)此進行了工業(yè)試驗。論文的主要內容包括：
　　 (1)盤圓鋼軋后各冷卻區(qū)溫度演變及返紅現(xiàn)象的研究
　　 以盤圓鋼的實際軋后冷卻過程為計算條件，考慮了輻射、強制對

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，研究了從精軋機組出口到斯太爾摩強制風冷區(qū)的整個控冷區(qū)盤圓鋼橫斷面溫度、返紅現(xiàn)象隨時間的變化規(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性能的變化奠定基礎。
　　 (2)精軋機組軋件的變形及溫升研究
　　 為了計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行等效矩形轉換而直接求解橢圓-圓孔型系統(tǒng)等效

3、應變的新方法，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組橢圓-圓孔型系統(tǒng)的寬展類型、等效應變的范圍；為檢驗OA的有效性，利用OA法求解了精軋機組的溫升。計算溫升與實測結果符合較好，相對誤差小于10％。利用溫升計算結果分析了精軋入口溫度、出口速度對整個機組累積總溫升的影響，結果表明：總溫升隨出口速度降低而降低，但當降速10％軋制時

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)試驗鋼室溫拉伸性能及變形特性
　　 對于幾種試驗鋼單軸拉伸下的變形特性進行了對比和分析。結果表明，在均勻變形階段，不同屈服形式試驗鋼具有相似的加工硬化特性；而在低應變區(qū)，不同屈服形式試驗鋼的加工硬化性質差異很顯著。從屈服現(xiàn)象的物理本質出發(fā)，對于試驗鋼出現(xiàn)無明顯屈服同時變形特性與雙相鋼相類似的現(xiàn)象，綜合運用多晶增殖模型、位錯增殖理論、殘余應力理論等

5、給出了較全面地解釋。根據(jù)理論分析結果，提出了消除試驗鋼無明顯屈服點現(xiàn)象的措施。
　　 (4)HRBF500試驗鋼的工藝模擬與設備校核
　　 以普通C-Mn為研究對象，采用單道次壓縮實驗輔以顯微組織觀察，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粗軋機組的設備能力進行了校核。結果表明，3＃粗軋機軋輥強度及電機負荷均處于安全范圍內。