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EH36钢低温热变形行为研究及中厚板热矫直矫直力的预测

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EH36钢低温热变形行为研究及中厚板热矫直矫直力的预测

作者：余茹武汉科技大学

学位级别：硕士

随着世界经济的高速发展和贸易的不断增长,船舶的需求量不断上升。EH36钢作为船体结构用钢板,是技术含量及附加价值较高的产品之一。矫直是中厚板轧制过程中必不可少的工艺,矫直模型的准确与否将直接影响到产品性能、能源消耗和生产成... 详细信息

随着世界经济的高速发展和贸易的不断增长,船舶的需求量不断上升。EH36钢作为船体结构用钢板,是技术含量及附加价值较高的产品之一。矫直是中厚板轧制过程中必不可少的工艺,矫直模型的准确与否将直接影响到产品性能、能源消耗和生产成本等。而钢材的热变形行为对矫直模型的研究至关重要,由于中厚板矫直温度通常在中低温范围,并且中低温区的流动应力变化与高温区有明显区别,而针对低温区流动应力模型的研究尚显不足。因此,针对于EH36高强度船板钢的低温区热变形行为和矫直模型的研究意义重大。本文采用Gleeble-1500热模拟机对EH36高强度船板钢进行了单道次低温热模拟压缩实验,建立了低温区的流动应力模型,并且以预测热矫直矫直力为目标,建立了中厚板热矫直过程的相关解析模型,根据模型对比以及实测数据分析,对解析模型加以修正完善,并对修正后的模型进行验证。结果表明,矫直力的预测值与实测值吻合良好。本文的主要研究内容如下： (1)查阅有关船板及中厚板矫直过程的相关文献资料,研究我国中厚板热矫直机使用现状;(2)结合单道次低温热模拟压缩实验数据,分析了不同工艺参数对EH36钢低温热变形行为的影响;(3)通过不同变形条件下的流动应力数据,计算了变形激活能,建立了Zener-Hollomon参数方程和分段式流动应力模型,同时给出了初始应力、峰值应力、稳态应力、峰值应变以及动态回复形状系数的拟合关系式;(4)建立了中厚板矫直过程中的相关数学模型,主要包括压下量模型、残余曲率与残余应力模型、弹性模量模型、弯矩模型、纵向纤维层的平均塑性应变及其应变速率模型以及矫直力模型等。全文通过上述研究工作,建立了相关中厚板热矫直数学模型,为进一步实现我国中厚板辊式热矫直机国产化、先进化提供了相关理论参考。

关键词：中厚板 EH36钢低温热变形流动应力矫直力

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45钢低温区热变形行为研究

钢铁 2014年第10期49卷 62-65,75页

作者：周家林史密张陪毅杨光宇余茹代元武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点试验室湖北武汉430081 武汉钢铁股份有限公司热轧厂湖北武汉430080

利用Gleeble-1500热模拟试验机研究了不同变形条件对45钢低温区热变形行为的影响。试验结果表明:峰值应力随变形温度的降低和应变速率的提高而增大;当应变速率ε≥0.01s-1、变形温度t<500℃时,发生动态回复;当应变速率ε≤1s-1、变形温... 详细信息

利用Gleeble-1500热模拟试验机研究了不同变形条件对45钢低温区热变形行为的影响。试验结果表明:峰值应力随变形温度的降低和应变速率的提高而增大;当应变速率ε≥0.01s-1、变形温度t变形温度t≥500℃时,发生动态再结晶。在Sellars-Tegart方程的基础上,建立了45钢低温区加工硬化-动态回复、动态再结晶2阶段流变应力模型;根据试验结果计算拟合了模型中各参数。采用建立的流变应力模型成功预测了动态回复、动态再结晶型应力-应变曲线。利用上述模型对45钢中厚板轧后低温工业热矫直的矫直力进行了预测,其结果与实测值吻合良好。

关键词： 45钢低温热变形动态回复动态再结晶流变应力

20CrMnTiH钢的热加工特性及组织演化规律研究

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20CrMnTiH钢的热加工特性及组织演化规律研究

作者：龚乾江贵州大学

学位级别：硕士

随着精密锻造的发展,“纳米结构钢”的提出,低碳钢的热变形行为受到了广泛研究者的关注。因此,本文以20CrMnTiH钢为研究对象,采用Gleeble-3500热模拟试验机对20CrMnTiH钢进行热压缩变形处理,研究其高温热变形行为和低温热变形行为,建立... 详细信息

随着精密锻造的发展,“纳米结构钢”的提出,低碳钢的热变形行为受到了广泛研究者的关注。因此,本文以20CrMnTiH钢为研究对象,采用Gleeble-3500热模拟试验机对20CrMnTiH钢进行热压缩变形处理,研究其高温热变形行为和低温热变形行为,建立了不同变形条件下的本构关系模型、动态再结晶模型以及热加工图,利用光学显微镜、场发射扫描电镜和透射电镜分析了其微观组织演化规律,优化了20CrMnTiH钢的热加工区域,探究出了一种20CrMnTiH钢纳米结构马氏体板条的制备方法。本论文获得的研究成果如下:1.通过高温热压缩变形,建立了20CrMnTiH钢包含应力σ、应变速率、变形温度T和变形量ε的热变形本构方程和动态再结晶的临界模型;由热加工图确定了20CrMnTiH钢的最优热加工工艺变形温度为900℃025℃、应变速率为0.01s-1～0.2s-1。2.20CrMnTiH钢高温热变形微观组织表明,20CrMnTiH钢在高温实验条件下都呈现出动态再结晶的特征,且当应变速率一定时,再结晶晶粒尺寸、马氏体束尺寸随着变形温度的升高而增大,显微硬度随着变形温度的升高而降低;当变形温度一定时,再结晶晶粒尺寸、马氏体束尺寸随着应变速率的增大而减小,显微硬度随着应变速率的增大而增大。3.20CrMnTiH钢低温热变形微观组织表明,随着过冷奥氏体的变形温度的降低,奥氏体和马氏体位错密度增加,硬度提高,马氏体组织细化。20CrMnTiH钢在650-600℃以5s-1的速率变形至50%时,马氏体块尺寸由1.46μm增大至2.84μm,硬度由527.16HV减小到454.54HV。4.随着过冷奥氏体的变形量的增加,淬火后得到的马氏体位错密度增加,硬度提高,马氏体组织细化。当20CrMnTiH钢在600℃以5s-1的速率变形30%-50%时,马氏体束、块、条的尺寸分别由6.84um,2.21um,230nm减小到4.68um,1.46um,90.29nm,硬度由501.85HV增加至527.16HV,纳米压痕硬度由7.05Gpa增加至7.9Gpa,弹性模量由247.638Gpa增加至259.89Gpa;而在600℃以5s-1的速率变形70%时,马氏体束、块、条的尺寸分别为8.28um,2.63um,340nm,硬度为472.4HV,纳米压痕硬度为6.52Gpa,弹性模量为236.503Gpa。

关键词： 20CrMnTiH钢高温热变形低温热变形纳米结构马氏体显微组织

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一种低温真空离轴反射式准直仪的研究

一种低温真空离轴反射式准直仪的研究

作者：陈悦南京理工大学

学位级别：硕士

空间远程探测技术的不断发展与进步,对空间光学系统提出越来越高的要求,具有大口径、高像质等特点的离轴反射式准直仪已成为研究的重点之一。本文对一种低温真空离轴反射式准直仪的光学设计、低温环境下的温度补偿方法、系统低温热变形... 详细信息

空间远程探测技术的不断发展与进步,对空间光学系统提出越来越高的要求,具有大口径、高像质等特点的离轴反射式准直仪已成为研究的重点之一。本文对一种低温真空离轴反射式准直仪的光学设计、低温环境下的温度补偿方法、系统低温热变形、非球面镜面的加工检测技术、系统的装调工艺以及降温条件下的成像质量展开了研究。根据口径380mm、焦距6m、工作波长λ为0.55-15μm准直仪系统的设计指标,提出采用离轴R-C结构,计算其初始结构,运用Zemax软件优化出设计结果,该系统轴上点波像差RMS值优于0.02λ、轴外点波像差优于0.25λ。该仪器在100K-330K的低温真空环境下工作,提出了采用殷钢加不锈钢反向温度补偿的方式,分析降温193℃时主次镜位置对像质的影响。运用Patran软件分析降温4天后,系统、主镜和折转反射镜的温度分布和热变形情况,得出150K低温条件下温度分布均匀、镜面面形变化小于λ,保证系统的像质稳定。根据口径390mm、离轴量380mm的主镜的面形要求,采用刀口阴影法和Offner补偿法进行加工检测,实现主镜面形RMS值优于V30。采用动态干涉仪及自准直法,完成系统常温常压下的安装调试,系统出射波面畸变优于λ/10;分析装调过程中主次镜位置对系统像质的影响。实时监测20℃～-110-℃降温过程,得系统出射波面畸变均优于0.25λ,达到设计要求。

关键词：离轴反射式准直仪温度补偿低温热变形 Offner补偿法自准直法装调