低碳鋼熱軋計算機模擬及工藝優(yōu)化研究.pdf

1、近年來，隨著我國經濟建設的不斷發(fā)展，對鋼材的應用越來越廣泛，其中軋鋼技術是我國鋼鐵材料成型的主要方法之一。在鋼鐵行業(yè)中，冶煉鋼的90％以上都是通過軋制工藝來生產所需的鋼材，其被廣泛應用于汽車、建筑、能源、交通、機械制造用構件等國民經濟支柱產業(yè)。因而在日趨激烈的市場競爭下開拓市場，就需要開發(fā)新工藝來不斷提升產品的質量和力學性能。目前，相比于傳統(tǒng)的分析手段應用計算機模擬技術對軋制全過程的仿真，可實現(xiàn)對棒材產品的可制造性和產品質量的預報，可以

2、節(jié)省大量的資源。因此，本課題基于此背景以棒線材20A鋼為研究對象，針對某鋼鐵廠實際軋制生產中存在的棒材尺寸精度、力學性能及產品質量等問題進行了系統(tǒng)的研究，所做工作如下：
　?。?）20A鋼本構模型及動態(tài)再結晶模型的理論研究，通過對試樣在不同變形條件下應用-1500Gleeble熱模擬試驗機進行壓縮實驗得到材料的真應力-應變曲線，并分析變形條件對流動應力的影響規(guī)律，最終建立材料的高溫本構模型及動態(tài)再結晶模型，為后續(xù)軋制過程的模擬及分

3、析提供理論基礎；
　?。?）軋輥孔型的優(yōu)化設計，根據實際工廠生產提供的理論數據，結合軋制孔型設計的相關理論合理設計熱連軋橢圓-圓軋輥孔型參數；
　?。?）Deform-3D軟件自帶材料數據庫的二次開發(fā)及UG三維建模，將建立的材料理論模型及材料的熱物性參數添加到數據庫中，根據設計的軋輥孔型在UG軟件平臺下進行三維建模；
　?。?）通過設計正交試驗，優(yōu)化軋制工藝參數，應用剛塑有限元仿真技術，分析了不同軋制工藝條件下坯料的成

4、形過程，得到了熱軋階段應力場、等效應變場、溫度場、金屬流動情況及晶粒尺寸演變情況，從而獲得了優(yōu)化的工藝參數；
　?。?）軋制物理實驗驗證，通過將優(yōu)化后的工藝方案進行軋制實驗，在得到的熱軋20A鋼棒材進行取樣，做相關的性能檢測和試驗，包括：外形尺寸檢測、硬度測試、端面形貌及微觀組織的觀察，并與有限元模擬及仿真進行比較。
　　將數值模擬結果與實驗結果比較得出如下結論：利用有限元數值模擬技術可準確地模擬和仿真棒材軋制全過程，優(yōu)化軋