本文關(guān)鍵詞：中間層采用預(yù)軋制坯的特厚鋼板三層軋制復(fù)合機(jī)理實(shí)驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：特厚板在軍用和民用領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,有很大的市場(chǎng)需求。連鑄坯復(fù)合軋制技術(shù)采用連鑄坯作為原料,利用真空焊接組坯后熱軋復(fù)合成形,具有生產(chǎn)效率高、成本低等優(yōu)點(diǎn),且生產(chǎn)出的特厚鋼板具有良好的界面組織和力學(xué)性能,具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。然而,目前常用的雙層組坯熱軋復(fù)合工藝,在生產(chǎn)較厚規(guī)格的特厚鋼板時(shí),為保證復(fù)合界面強(qiáng)度和軋制延伸率,往往對(duì)復(fù)合坯初始厚度有較高要求,從而限制了連鑄坯厚度規(guī)格有限的中小鋼鐵企業(yè)的特厚鋼板生產(chǎn)能力。為此,本文深入研究熱軋復(fù)合機(jī)理基礎(chǔ)上,提出以預(yù)軋制坯作為中間層的特厚鋼板三層復(fù)合軋制工藝,利用中間層預(yù)軋制坯已具備的良好組織性能,在滿足復(fù)合界面結(jié)合強(qiáng)度的基礎(chǔ)上,可有效降低對(duì)初始復(fù)合板坯厚度規(guī)格的要求,對(duì)指導(dǎo)工業(yè)生產(chǎn)具有現(xiàn)實(shí)意義。考慮大型連鑄坯內(nèi)部不可避免地存在疏松、縮孔等鑄態(tài)缺陷,以及熱軋復(fù)合界面結(jié)合強(qiáng)度與軋制溫度、軋制壓下量和軋制速度等工藝參數(shù)間的復(fù)雜非線性關(guān)系,本文將數(shù)值模擬方法與普通二輥軋機(jī)條件下的比例模型熱軋復(fù)合實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,開展中間層預(yù)軋制坯的特厚鋼板三層軋制復(fù)合機(jī)理研究。主要研究?jī)?nèi)容包括:(1)界面剪切變形是軋制復(fù)合與傳統(tǒng)擴(kuò)散焊接的重要差異,界面復(fù)合機(jī)理物理模擬模型中無(wú)法考慮剪切。利用連鑄坯熱軋復(fù)合生產(chǎn)特厚鋼板工藝與實(shí)驗(yàn)室條件下開展熱軋復(fù)合工藝研究存在熱力學(xué)相似性,使用有限元MARC分別建立工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)特厚板復(fù)合軋制與實(shí)驗(yàn)室熱軋復(fù)合兩種工況下的二維模型,對(duì)兩者的熱力學(xué)條件相似性進(jìn)行分析。由模擬結(jié)果可知,實(shí)驗(yàn)室條件下開展熱軋復(fù)合工藝物理模擬研究與實(shí)際特厚板復(fù)合軋制界面結(jié)合效果近似等效,利用物理模擬實(shí)驗(yàn)可實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際特厚板軋制界面結(jié)合效果進(jìn)行預(yù)判;(2)在實(shí)驗(yàn)室雙層Q235軋制實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)軋后復(fù)合界面進(jìn)行微觀組織、能譜分析及強(qiáng)度測(cè)試,分析不同組坯方式對(duì)實(shí)驗(yàn)室工況熱軋而成復(fù)合板結(jié)合界面微觀形貌及復(fù)合強(qiáng)度的影響,提出滿足實(shí)驗(yàn)物理模擬軋制過(guò)程的組坯方案;(3)分析傳統(tǒng)雙層軋制復(fù)合工藝的界面復(fù)合機(jī)理,以及壓下量對(duì)復(fù)合界面及基體宏微觀性能的影響規(guī)律,為新的熱軋復(fù)合工藝提出奠定基礎(chǔ);(4)提出降低初始板坯厚度規(guī)格的新工藝-基于中間層預(yù)軋制坯的三層復(fù)合軋制工藝,使用有限元DEFORM-2D建立雙層、三層Q235連鑄坯熱軋復(fù)合模型,并對(duì)兩種組坯方式在軋制過(guò)程中連鑄坯心部疏松閉合情況進(jìn)行比較。模擬結(jié)果可知,基于中間坯預(yù)軋三層軋制復(fù)合工藝,不僅可以改善變形滲透不到心部、心部晶粒粗大的問(wèn)題,而且能夠充分利用邊部的大變形,從而較少的道次、較小的總壓下率達(dá)到改變上下層連鑄坯的鑄態(tài)組織所需的變形量,并實(shí)現(xiàn)芯部疏松閉合;(5)進(jìn)行了不同厚度板坯三層組坯軋制復(fù)合實(shí)驗(yàn),研究層厚比和壓下量(軋制道次)對(duì)界面結(jié)合效果和基體性能的影響規(guī)律,并結(jié)合熱力學(xué)相似條件為實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：特厚板 中間層預(yù)軋坯 三層軋制復(fù)合 組坯方式 復(fù)合機(jī)理 復(fù)合效果
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG335.51
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-19
• 1.1 課題研究背景12-13
• 1.2 金屬?gòu)?fù)合板的生產(chǎn)方式13-17
• 1.2.1 爆炸復(fù)合法13-14
• 1.2.2 爆炸復(fù)合+軋制復(fù)合14-15
• 1.2.3 直接軋制復(fù)合15
• 1.2.4 真空軋制復(fù)合15-17
• 1.3 存在的問(wèn)題17-18
• 1.4 課題來(lái)源與主要研究?jī)?nèi)容18-19
• 第二章 特厚板復(fù)合軋制熱力學(xué)條件相似性分析19-27
• 2.1 熱軋復(fù)合過(guò)程的界面熱力學(xué)行為19-20
• 2.2 特厚板熱軋復(fù)合界面熱力學(xué)行為的有限元模擬20-23
• 2.2.1 材料模型20-21
• 2.2.2 特厚板熱軋復(fù)合有限元模擬21-22
• 2.2.3 模擬結(jié)果分析22-23
• 2.3 實(shí)驗(yàn)室熱軋復(fù)合實(shí)驗(yàn)的界面熱力學(xué)相似性分析23-26
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)室熱軋復(fù)合有限元模擬23
• 2.3.2 模擬結(jié)果分析23-24
• 2.3.3 實(shí)驗(yàn)室熱軋復(fù)合實(shí)驗(yàn)的界面熱力學(xué)相似性分析24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 組坯方法與熱軋復(fù)合實(shí)驗(yàn)方案27-37
• 3.1 雙層真空釬焊組坯27-30
• 3.1.1 坯料準(zhǔn)備27-28
• 3.1.2 釬料選擇28
• 3.1.3 高溫真空爐28-29
• 3.1.4 真空釬焊組坯步驟29-30
• 3.2 氬弧焊與CO_2保護(hù)焊四周封焊組坯30-31
• 3.3 熱軋復(fù)合實(shí)驗(yàn)31-34
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)軋機(jī)31-32
• 3.3.2 軋制力測(cè)試32
• 3.3.3 工件溫度測(cè)試32
• 3.3.4 熱軋復(fù)合實(shí)驗(yàn)32-34
• 3.4 熱軋復(fù)合界面分析方法34-36
• 3.4.1 復(fù)合界面強(qiáng)度微拉伸測(cè)試34-35
• 3.4.2 界面SEM觀察與EDS能譜分析35-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第四章 熱軋復(fù)合界面復(fù)合機(jī)理與結(jié)合性能分析37-47
• 4.1 不同組坯方式界面氧含量研究37-38
• 4.2 壓下量對(duì)熱軋復(fù)合效果的影響38-41
• 4.2.1 壓下量對(duì)真空釬焊組坯熱軋復(fù)合效果的影響38-39
• 4.2.2 壓下量對(duì)四周封焊組坯熱軋復(fù)合效果的影響39-41
• 4.3 組坯方式對(duì)熱軋復(fù)合效果的影響41-46
• 4.3.1 組坯方式對(duì)復(fù)合板結(jié)合界面微觀組織的影響41-44
• 4.3.2 不同組坯方式焊接接頭及熱影響區(qū)的界面微觀組織44-45
• 4.3.3 組坯方式對(duì)結(jié)合界面力學(xué)性能的影響45-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 第五章 基于中間預(yù)軋坯的三層軋制復(fù)合工藝研究47-64
• 5.1 基于中間預(yù)軋坯的三層軋制復(fù)合工藝設(shè)想47-48
• 5.2 基于中間預(yù)軋坯的三層軋制復(fù)合有限元模擬48-53
• 5.2.1 雙層 210mm連鑄坯復(fù)合軋制模擬49-50
• 5.2.2 基于中間預(yù)軋坯的三層軋制復(fù)合模擬50-52
• 5.2.3 模擬結(jié)果對(duì)比分析52-53
• 5.3 軋制試驗(yàn)53-55
• 5.4 界面微觀形貌及力學(xué)性能分析55-62
• 5.4.1 界面金相組織分析55-61
• 5.4.2 界面力學(xué)性能分析61-62
• 5.5 本章小結(jié)62-64
• 結(jié)論64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果69-70
• 致謝70

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本文編號(hào)：467594