特殊鋼屬于高附加值、高技術(shù)含量的鋼種,它是衡量一個(gè)國家是否為鋼鐵強(qiáng)國的重要標(biāo)志。直接切削用非調(diào)質(zhì)鋼作為一種典型的特殊鋼,具有節(jié)能環(huán)保、生產(chǎn)周期短、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn),擁有廣闊的市場前景。然而,我國對(duì)該鋼種的研究還嚴(yán)重匱乏,其生產(chǎn)過程中的微觀組織演變規(guī)律還不明確,該鋼種大棒材產(chǎn)品還存在生產(chǎn)效率低、控冷工藝差、產(chǎn)品質(zhì)量不足等問題。為此,本論文以直接切削用非調(diào)質(zhì)鋼大棒材為研究對(duì)象,設(shè)計(jì)了適用于大棒材生產(chǎn)的控冷工藝,并通過以數(shù)值模擬為主和適量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法,對(duì)該鋼種大棒材控軋控冷全過程進(jìn)行了研究,為提高直接切削用非調(diào)質(zhì)鋼大棒材生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量提供了理論和應(yīng)用依據(jù)。具體內(nèi)容和結(jié)論包括以下幾個(gè)方面:1.為了研究直接切削用非調(diào)質(zhì)鋼SG4201在熱加工過程中的微觀組織演變規(guī)律,本文利用Gleeble1500熱力模擬試驗(yàn)機(jī)對(duì)該鋼種進(jìn)行了物理模擬實(shí)驗(yàn)。系統(tǒng)地研究了該鋼種的晶粒長大行為、動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為、亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為和靜態(tài)再結(jié)晶行為,并相應(yīng)的建立了能夠描述該鋼種晶粒長大和再結(jié)晶行為的數(shù)學(xué)模型。利用Formastor-FII相變測定試驗(yàn)機(jī)測量了直接切削用非調(diào)質(zhì)鋼SG4201的等溫轉(zhuǎn)變曲線,得到了該鋼種不同等溫... 

【文章頁數(shù)】：169 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號(hào)表
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 非調(diào)質(zhì)鋼介紹
    1.3 直接切削用非調(diào)質(zhì)鋼介紹
    1.4 軋制過程數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
    1.5 棒材控軋控冷過程研究現(xiàn)狀
    1.6 本文主要研究內(nèi)容和研究思路
2 控軋控冷過程有限元數(shù)值模擬基本理論
    2.1 引言
    2.2 有限元基本原理
    2.3 傳熱學(xué)和彈塑性力學(xué)基本理論
        2.3.1 熱傳導(dǎo)問題及有限元方程
        2.3.2 彈塑性力學(xué)問題及有限元方程
        2.3.3 熱-力耦合過程計(jì)算
    2.4 控軋過程奧氏體晶粒演變基本理論
        2.4.1 再結(jié)晶及晶粒長大概述
        2.4.2 再結(jié)晶及晶粒長大模型
    2.5 控冷過程奧氏體等溫轉(zhuǎn)變基本理論
    2.6 本章小結(jié)
3 直接切削用非調(diào)質(zhì)鋼SG4201奧氏體晶粒演變及等溫轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn)研究
    3.1 引言
    3.2 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為研究
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)方案
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        3.2.3 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)模型
        3.2.4 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸模型
    3.3 亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為研究
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)方案
        3.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        3.3.3 亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)及晶粒尺寸模型
    3.4 靜態(tài)再結(jié)晶行為研究
        3.4.1 實(shí)驗(yàn)方案
        3.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        3.4.3 靜態(tài)再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)及晶粒尺寸模型
    3.5 晶粒長大行為研究
        3.5.1 實(shí)驗(yàn)方案
        3.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        3.5.3 晶粒長大模型
    3.6 等溫轉(zhuǎn)變行為研究
        3.6.1 實(shí)驗(yàn)方案
        3.6.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    3.7 本章小結(jié)
4 直接切削用非調(diào)質(zhì)鋼SG4201大棒材控軋過程數(shù)值模擬
    4.1 引言
    4.2 SG4201大棒材控軋過程有限元模型
        4.2.1 實(shí)際生產(chǎn)線布局
        4.2.2 幾何模型及有限元網(wǎng)格
        4.2.3 初始條件和邊界條件
        4.2.4 奧氏體晶粒度計(jì)算
        4.2.5 數(shù)據(jù)傳遞技術(shù)
    4.3 Φ90mm大棒材控軋過程數(shù)值模擬結(jié)果
        4.3.1 Φ90mm大棒材溫度分布與演變
        4.3.2 Φ90mm大棒材應(yīng)變分布與演變
        4.3.3 Φ90mm大棒材應(yīng)變速率分布與演變
        4.3.4 Φ90mm大棒材軋制力變化
        4.3.5 Φ90mm大棒材再結(jié)晶分布與演變
        4.3.6 Φ90mm大棒材晶粒尺寸分布與演變
    4.4 Φ140mm大棒材控軋過程數(shù)值模擬結(jié)果
        4.4.1 Φ140mm大棒材控軋過程溫度分布與演變
        4.4.2 Φ140mm大棒材控軋過程再結(jié)晶分布與演變
        4.4.3 Φ140mm大棒材控軋過程晶粒尺寸分布與演變
    4.5 Φ100-180mm大棒材控軋過程數(shù)值模擬結(jié)果
    4.6 SG4201大棒材控軋過程數(shù)值模擬結(jié)果實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    4.7 本章小結(jié)
5 直接切削用非調(diào)質(zhì)鋼SG4201大棒材控冷過程工藝設(shè)計(jì)與數(shù)值模擬
    5.1 引言
    5.2 SG4201大棒材控冷過程工藝設(shè)計(jì)
    5.3 SG4201大棒材控冷過程有限元模型
        5.3.1 實(shí)際生產(chǎn)線布局
        5.3.2 幾何模型及有限元網(wǎng)格
        5.3.3 初始條件及邊界條件
        5.3.4 控冷過程奧氏體等溫轉(zhuǎn)變模擬
        5.3.5 大棒材穿水冷卻工藝與換熱系數(shù)關(guān)系研究
    5.4 Φ110mm大棒材控冷過程數(shù)值模擬結(jié)果
        5.4.1 Φ110mm大棒材溫度分布與演變
        5.4.2 Φ110mm大棒材組織分布與演變
    5.5 Φ140mm大棒材控冷過程數(shù)值模擬結(jié)果
        5.5.1 Φ140mm大棒材溫度分布與演變
        5.5.2 Φ140mm大棒材組織分布與演變
    5.6 Φ90-180mm大棒材控冷過程數(shù)值模擬結(jié)果
    5.7 SG4201大棒材控冷過程數(shù)值模擬結(jié)果實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    5.8 本章小結(jié)
6 直接切削用非調(diào)質(zhì)鋼SG4201大棒材控軋控冷過程工藝優(yōu)化
    6.1 引言
    6.2 SG4201大棒材控軋過程工藝優(yōu)化
        6.2.1 SG4201大棒材控軋過程存在問題
        6.2.2 SG4201大棒材控軋過程工藝優(yōu)化方案
        6.2.3 SG4201大棒材控軋過程不同優(yōu)化工藝效果對(duì)比
        6.2.4 SG4201不同規(guī)格大棒材控軋過程優(yōu)化效果
    6.3 SG4201大棒材控冷過程工藝優(yōu)化
        6.3.1 SG4201大棒材控冷過程存在問題
        6.3.2 SG4201大棒材控冷過程工藝優(yōu)化方案
        6.3.3 SG4201大棒材控冷過程優(yōu)化效果對(duì)比
        6.3.4 SG4201不同規(guī)格大棒材控冷過程優(yōu)化效果
    6.4 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點(diǎn)摘要
    7.3 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間科研項(xiàng)目及科研成果
致謝
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3672460