利用Thermecmastor-Z熱模擬試驗機對試驗用耐磨鋼的金屬塑性變形抗力進行研究,獲得了該鋼種在1200℃,應變速率為1、10 s-1的應力-應變曲線。應用ANSYS/LS-DYNA有限元軟件模擬了1200℃條件下耐磨鋼/碳鋼復合板的單道次軋制過程。結(jié)果表明:在單道次軋制過程中,獲得理想的復合效果的垂直壓應力要達到200 MPa以上,等效應變要達到0.85以上。 

【文章來源】：熱加工工藝. 2017,46(20)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

耐磨鋼的應力-應變曲線

嘀炙芐圓牧夏?型，包括與應變率無關(guān)的各向同性塑性材料模型、與應變率相關(guān)各向同性塑性材料模型、與應變率相關(guān)的各向異性塑性材料模型等[7]。在軋制過程中，金屬在變形區(qū)中的變形速率變化很大，因此本文選用分段線性塑性模型，可輸入與應變速率相關(guān)的應力-應變曲線，使分析結(jié)果更加精確，更符合實際生產(chǎn)過程。對于復合板的三維有限元模型的處理采取上、下層金屬共用一個面，其面上畫分相同的單元網(wǎng)格，這樣能使相對應的節(jié)點上應力、應變在變形過程中能夠保持一一對應[8]。建立實體模型，其部分有限元模型如圖2所示。2模擬結(jié)果及其分析金屬復合板界面結(jié)合機制主要是裂口作用機制和薄膜理論[9]。根據(jù)這些理論可認為，復合板在預處圖2軋制幾何模型Fig.2Rollinggeometrymodel圖1耐磨鋼的應力-應變曲線Fig.1Stress-straincurvesofwear-resistantsteel0.00.10.20.30.40.50.60.70.8908070605040302010CSiMnCrTiNbMo0.220.31.50.70.0120.030.5表1耐磨鋼的化學成分(質(zhì)量分數(shù)，%)Tab.1Chemicalcompositionofwearresistantsteel(wt%)應力/MPa應變1s-110s-1zxy122

《熱加工工藝》2017年10月第46卷第20期圖4不同壓下率下復合界面圖Fig.4Theinterfaceimagesatdifferentreductionratios(a)30%(b)40%(c)50%(d)60%50μm50μm50μm50μm碳鋼耐磨鋼復合界面碳鋼耐磨鋼復合界面碳鋼耐磨鋼復合界面碳鋼耐磨鋼復合界面理過程中會生成硬化層及氧化膜，在非真空加熱的環(huán)境下復合界面處也會生成氧化層。軋件在軋制過程中受到軋制力作用，界面處的金屬發(fā)生塑性流動，比金屬塑性差的氧化層破裂露出新鮮金屬。界面兩側(cè)新裸露出來的金屬原子在壓力的作用下，達到原子間作用力的范圍后形成金屬鍵而實現(xiàn)冶金結(jié)合。從微觀上看熱軋復合屬于點結(jié)合，只有兩種金屬質(zhì)點達到一定的應力、應變才能滿足結(jié)合條件[10]，因此可通過界面處雙金屬的應力、應變的大小來判定界面的結(jié)合程度。由于耐磨鋼與碳鋼相比其變形抗力較大，發(fā)生塑性應變相對較小，在較小的壓下量時，界面上的碳鋼已發(fā)生變形，而較硬的耐磨鋼可能并未發(fā)生塑性應變。故應該選擇比較硬的耐磨鋼的應變作為判斷標準。通過LS-PREPOST后處理軟件，分別提取各壓下率下穩(wěn)定軋制變形區(qū)內(nèi)復合界面處耐磨鋼單元的最終等效應變和最大垂直壓應力，然后計算出各壓下率下的等效應變和最大垂直壓應力的平均值，繪制等效應變值、最大垂直壓應力值隨壓下率的變化曲線，如圖3所示�？煽闯�，隨著壓下率的增大，最大垂直壓應力和等效應變都相應的增大。3軋制試驗3.1試樣材料及尺寸試樣由低合金耐磨鋼板和碳鋼板四邊焊合而成，耐磨鋼復合板的總厚度H=13mm，其中耐磨鋼厚度為3mm，碳鋼厚度為10mm。板寬均為40mm，板長均為100mm，試驗熱軋溫度為1200℃。Q235碳鋼的化學成分如表2所示。3.2試驗方法實驗步驟如下：（1）用線切割將厚度為3mm的低?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]耐磨復合板及其使用技術(shù)問題[J]. 張立國.  水泥工程. 2012(03)
[2]Al/316L爆炸復合雙金屬板界面結(jié)構(gòu)分析[J]. 駱瑞雪,李爭顯,汪洋,趙峰.  熱加工工藝. 2010(08)
[3]高強度耐磨鋼板的生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 張宇斌,秦潔.  世界鋼鐵. 2009(06)
[4]雙金屬板熱軋復合模擬及最小相對壓下量的確定[J]. 宗家富,張文志,許秀梅,黃亮.  燕山大學學報. 2005(01)
[5]雙金屬復合帶材軋制過程有限元模擬[J]. 李世蕓,張曙紅,張代明.  中國有色金屬學報. 2001(06)
[6]耐磨復合鋼板及其應用[J]. 閻志醒,孟昭宏.  冶金設備. 1997(03)



本文編號：3460352