一、铸轧不锈钢薄带表面质量与显微组织分析(论文文献综述)
王岳[1](2021)在《基于增材制造的管材成形应用基础的研究》文中认为无缝金属管在工程、海洋、石油等很多重要领域广泛的被应用。传统厚壁无缝管生产流程较长、场地占用面积大、设备成本高,故本文提出一种以增材制造为基础,逐层堆叠的同时施加压力的新工艺,可缩短生产工序、节省时间与空间、可用于生产多种尺寸的厚壁管材。本文以6061铝合金作为研究对象,主要研究该工艺在初次铸轧过程以及后续重熔结合铸轧过程的复合行为与生产机制。首先,利用Fluent、Abaqus软件对初次铸轧过程进行数值模拟。利用Fluent对温度场和速度场进行分析,得到浇注温度和铸轧速度对Kiss点位置以及对熔池中金属流动状态的影响规律。通过不同参数进行分析,获得合适的浇注温度和铸轧速度参数。利用Abaqus对轧制过程金属坯应力进行分析,得到不同工艺参数下应力分布规律,以及轧制过程中金属变形。其次,对后续重熔铸轧过程进行数值分析。对比相关工艺参数对重熔过程中熔池以及已成形部分温度场的影响,并与初次铸轧过程凝固情况对比,得到两次过程中Kiss点位置分布差异。同时分析了浇注温度对重熔过程中熔池中金属流动状态的影响规律。探究同种金属无焊接连续生产的行为机理,对比不同工艺参数下轧制过程中应力分布以及金属坯变形情况,以及两次轧制过程中金属坯变形情况以及应力变化规律的差异。从温度以及应力应变的角度出发,分析了重熔铸轧过程中覆层金属与基层金属冶金结合的可能性。最后,对重熔铸轧过程进行验证性实验,通过对基层金属与覆层金属截面进行金相分析,发现重熔过程中金属液与已成形部分之间重熔后可以发生冶金结合,验证了本课题工艺方法可以生产致密的无缝管。
朱志旺[2](2020)在《双辊薄带振动铸轧凝固组织的元胞自动机模拟及实验研究》文中研究表明双辊薄带振动铸轧技术是一种在传统铸轧技术基础上引入振动的新型近终形成型技术。目前,对振动铸轧的理论研究还局限于铸轧熔池内的宏观物理场,关于振动影响铸轧薄带凝固组织的机制的认识还不够深入,在制定铸轧工艺时还具有较大的盲目性。本文结合数值模拟以及元胞自动机方法,旨在实现对振动铸轧薄带凝固组织的预测,从而为实际生产过程中工艺参数的快速确定提供有效的指导,大幅减少时间成本以及经济成本,对提高振动铸轧工艺的生产效率以及铸轧薄带的质量均有重要意义。本文利用有限元方法建立了双辊薄带振动铸轧熔池的热流耦合数值仿真模型,分析了非振动铸轧在非稳定阶段以及稳定阶段内其温度场与流场等宏观物理场的分布特点。通过对比,研究了振动对铸轧熔池内宏观物理场的具体影响,为振动铸轧薄带凝固组织的模拟提供数据基础并为分析其形成过程提供理论基础。形核率计算对薄带凝固组织的模拟不可或缺,而振动铸轧中振动对形核率的影响不可忽视。为此,本文建立了振动铸轧凝固界面处枝晶的剪切模型,证明了振动能够折断枝晶,起到细化晶粒的作用。随后结合工艺特点,全面地分析了振动铸轧中的细晶机制,结果表明振动对薄带内晶粒所起到的细化效果是枝晶折断、激冷晶游离等多种因素的综合结果。为反映振动对形核率的影响,采用了剪切流与振动耦合的形核率模型,将振动对凝固组织的影响等效为形核功以及扩散系数的改变,为振动铸轧薄带凝固组织的模拟及研究提供了可靠的形核率模型。基于熔池热流耦合数值仿真所提供的温度场数据以及剪切流与振动耦合的形核率模型,利用元胞自动机方法,编写了振动铸轧薄带凝固组织的模拟程序,并借助该程序分别模拟了非振动与振动铸轧薄带凝固组织的演化过程。通过对比得出结论,振动能够抑制柱状晶的生长,增加等轴晶比例,细化薄带晶粒。通过对比不同振动条件下铸轧薄带的模拟凝固组织,发现随着振频、振幅的增加,振动对铸轧薄带凝固组织的改善效果也在逐渐提升。完成20CrMn钢的振动铸轧实验,测试了实验所得薄带的力学性能,验证了振动改善薄带力学性能的效果。观察了薄带的金相组织,分析了振动改善薄带力学性能的机制,并验证了本文所建振动铸轧薄带凝固组织模拟程序的可靠性。
石祥聚[3](2020)在《Fe-6.5wt.%Si合金连续轧制工艺优化及变形机制研究》文中研究表明Fe-6.5wt.%Si合金(又称高硅电工钢)具有高磁导率、高电阻率、低铁损和几乎为零的磁致伸缩系数等优异的软磁性能,对于提高电器效率、节约能源以及降低设备噪音等具有重要意义。但是该合金中有序结构(B2和D03)的出现,导致其室温脆性和低的加工性能,严重制约了其在工业上的应用。本课题组已经通过逐步增塑法(铸造-锻造-热轧-温轧-冷轧)在实验室成功制备出0.05 mm厚的冷轧薄板。然而,由实验室水平进入中试应用(铸锭尺寸的放大和连续化轧制)的相关工艺探索和研究工作报道的较少,同时也缺乏对Fe-6.5wt.%Si合金变形机制的系统研究。基于逐步增塑法(铸造-锻造-热轧-温轧-冷轧)的工艺和理论研究,本文系统研究了 Fe-6.5wt.%Si合金在连续轧制工艺开发和优化过程中(包括大尺寸铸锭的铸造、免锻造直接热轧、带张力温轧、带张力冷轧和热处理等)的科学问题,并利用此理论指导工艺和生产实际。主要的研究结果如下:(1)优化了大尺寸铸锭的铸造工艺,制备了加工性良好的大尺寸铸锭。在缓慢冷却的炉冷条件下,得到了细小均匀、高等轴晶率的铸态组织,但是有序结构充分生成;在空冷条件下,获得了等轴晶比例低的粗晶组织,但是有序相(尤其是D03)的形成受到抑制。在炉冷条件下,均匀的等轴晶和高的有序度对合金加工性的影响是相互矛盾的。通过对比两种样品的加工性能,发现炉冷试样的中温加工性能和高温加工性能均优于空冷试样。这说明大尺寸铸锭的制备要优先考虑晶粒形貌和残余热应力,浇注后缓慢冷却有利于获得具有良好加工性能的大型铸锭。(2)实现了大尺寸铸锭的免锻直轧,研究了大尺寸等轴晶铸锭在直接热轧过程中的组织和织构演变,分析了具有分层结构的热轧板的力学性能,在热轧板及中心部分的拉伸变形过程中,发现锯齿流变行为,揭示了锯齿流变行为产生的原因。大尺寸等轴晶铸锭在热轧的过程中,中心部分组织逐渐向旋转立方织构{001}<110>转变;过渡层主要是高斯织构{110}<001>;最表层由于受到较大的剪切变形发生动态再结晶,表层主要为高斯织构{011}<100>,铜型织构{112}<111>和黄铜织构{011}<211>。整体产生锯齿流变行为主要是热轧板的中心部分拉长晶粒的贡献。热轧板锯齿流变行为是由溶质与可动位错的相互作用引起的。(3)明确了高硅钢在中温变形过程中的加工软化机理,得到了高硅钢合适的中温变形温度(500-600℃),并开发了连续带张力温轧工艺。随着变形温度的升高,有序相对压缩过程中流变应力的影响逐渐减弱。加工软化行为是动态回复和形变诱导无序的共同作用。考虑到合金的微观组织、有序相的破坏程度、变形后的位错形貌以及压缩过程中的流变应力,提高Fe-6.5wt.%Si合金加工性的最佳变形温度范围为500-600℃。优化了焊接工艺,采用双面焊接,结合焊前预热,焊后保温,缓慢冷却的方法,可以大幅度提高焊接质量和成材率。同时开发并优化了连续带张力温轧工艺,成功制备了 15 kg的连续温轧钢卷,为高硅钢温轧中试奠定了基础。(4)发现了低温(300℃及以下)压缩的软化区间,优化了现有的冷轧工艺,开发了连续带张力冷轧工艺。在变形第一阶段(变形量0%-22%),流变应力迅速增加,有序相已经基本破坏;在变形第二阶段(变形量为22%-43%),存在一个加工软化区间;在变形第三阶段(变形量大于43%),加工硬化进一步加重。引起加工软化的主要原因是形变诱导无序和一种软化的位错结构。利用此理论,优化了冷轧工艺,减少了冷轧边裂,实现了0.2mm厚钢带的带张力冷轧和卷取。(5)分析了有序度、取向、晶粒尺寸、时效(去应力退火)、变形温度和变形速度对高硅钢形变孪生的影响,揭示了形变孪生形成机制,优化了高硅钢热处理工艺。Fe-6.5wt.%Si合金形变孪生特性的研究结果表明:Fe-6.5wt.%Si合金在低有序度和相对较大的晶粒尺寸下可发生形变孪生。沿拉伸方向,具有<001>取向晶粒的孪生Schmid因子值较大,进而促进形变孪生发生。高应变速率和低变形温度可以进一步通过位错塞积和高的加工硬化率来促进孪晶形成。时效去应力退火对形变孪生的影响,本质上主要是有序度对形变孪生的影响,500℃时效和400℃-20 h时效完全抑制了形变孪晶的发生。通过有序度和残余应力的调控优化,得到了相对合适的去应力退火工艺(400℃-10 h),提高了淬火样品的塑性。根据以上的研究结果和认识,本研究工作初步探索了由实验室水平进入中试应用的连续轧制工艺,系统揭示了 Fe-6.5wt.%Si合金的变形机制,为高硅钢的形变机理研究和中试应用提供了理论依据和工艺指导。
王海军[4](2019)在《双辊薄带振动铸轧工艺控制及铸带性能研究》文中提出双辊薄带铸轧是当今世界上流程最短的一种热轧带钢生产技术,是一种绿色化的生产流程,具有省资源、低能耗、低排放、环境友好、投资少及操作成本低的天然优势。双辊薄带铸轧技术虽然得到了世界钢铁界的广泛重视,但仍需要不断完善以尽早全面实现工业化。在铸轧过程中,液态钢水从进入熔池开始凝固到经过结晶辊铸轧成带时间非常短,工艺参数的可控范围非常窄,参数的极小波动都可能对板带质量造成不利的影响。因此,需要对工艺参数进行实时准确的监测,并采取合适的策略对工艺参数进行精确的控制,以保证铸轧过程持续稳定和薄带质量。本文对双辊薄带振动铸轧过程的工艺控制及铸带性能等方面进行了研究,研究结果对振动铸轧工艺的工业化实现具有重要的理论意义和实用价值。本文针对振动铸轧过程的特点,采用数值模型方法对振动铸轧熔池内金属液进行了振动工况下的热-流-凝固耦合数值模拟,模拟分析了铸轧速度、浇铸温度、液位高度、辊缝大小及振动工况等因素对Kiss点位置的影响规律,为铸轧过程的铸轧力模型推导及工艺控制策略的研究奠定了理论基础。对振动铸轧过程的铸轧力模型进行开发时,首先采用仿真和实验的方式对塑性变形区按前滑区、后滑区及搓轧区进行了摩擦力及轧制力的变化规律分析。基于分析结果和有限元法,将振动铸轧熔池以Kiss点位置为界分为铸造区与塑性变形区,使用梯形微元体对塑性变形区内金属进行了受力分析,并采用热轧相关理论推导建立了振动铸轧过程的铸轧力模型,并对铸轧力模型进行了验证。对双辊薄带振动铸轧设备自身及工艺控制所具有的特点进行了分析,结合工艺参数对Kiss点位置的影响规律及铸轧力模型提出了HAGC、铸轧力及Kiss点位置的控制方法,并对开浇阶段和稳定铸轧阶段,提出了相应的控制策略。在此基础上自主完成了液压压下和变频控制等系统的硬件设计、安装及调试,制定了铸轧工艺参数监控系统的硬件方案,利用Labview、Step7软件平台实现了上位机、下位机控制程序,建立了Φ500×350双辊薄带振动铸轧监控系统,为铸轧工艺研究提供准确、快速、可靠的数据支持,并为工艺控制策略的实现提供了平台。针对建立的振动铸轧工艺控制系统,为获得控制系统的精确数学模型,选择了径向基函数(RBF)神经网络作为研究方法,并为了提高神经网络的训练速度及泛化能力采用改进后的粒子群算法(PSO)优化了神经网络参数,确定铸轧控制系统采用NARX模型类进行非线性建模后,采用AIC准则确定了神经网络的训练模型阶次。最终采用AMESim及Simulink利用仿真数据及实验数据分别对铸轧HAGC控制系统、铸轧力控制系统进行了精确的非线性系统辨识,所得RBF神经网络辨识结果能够满足控制系统精度要求。利用PSO-RBF神经网络辨识得到的控制系统神经网络模型参数,设计了铸轧机HAGC和铸轧力间接RBF神经网络自校正控制系统。将HAGC间接RBF神经网络自校正控制系统与常规PID控制系统采用Simulink仿真进行了对比分析,结果表明RBF自校正控制系统响应速度、稳态误差、抗干扰能力都较高;受到正弦负载干扰信号情况下,辊缝大小振荡幅度在可控范围内,保证了铸带纵向厚度精度要求。对铸轧力间接RBF神经网络自校正控制系统与常规PID控制系统采用实验方式在铸轧机上进行了对比分析,结果表明RBF神经网络自校正控制表现出了较强的自适应性能力。证明了RBF神经网络对于解决控制系统中非线性和不确定性问题的优越性。为了对前述铸轧力模型、工艺参数及控制等研究成果进行实验验证,在Φ500×350双辊薄带振动铸轧机实验平台上,以20CrMn钢为实验材料开展了不同开浇温度下的非振动铸轧与振动铸轧的对比实验研究。实验结果表明,振动可以在铸轧过程中有效细化铸带晶粒,并且能有效提升熔池区钢液流动性,抑制缩孔现象发生,促进细小第二相粒子弥散分布。因此,在不同开浇温度下得到的振动铸带,其屈服强度、抗拉强度和伸长率均较传统非振动铸带得到了较大提升。
宋子豪[5](2017)在《薄带连铸低碳钢中针状铁素体的形成及控制》文中研究表明薄带连铸技术是21世纪钢铁领域的重要前沿技术,具有流程短、能耗低、凝固组织细小、成分偏析轻等特点。但是,薄带连铸低碳钢带材的奥氏体组织与传统热轧板相比晶粒比较粗大。另一方面,薄带连铸技术具有近终成形的特点,金属液直接被连铸成1~5mm厚的薄带,后续加工变形量小。所以,完全通过形变热处理来实现晶粒超细化存在一定难度,亟需探索实现晶粒超细化的新途径。本工作旨在探索研究薄带连铸条件下基于夹杂物诱发针状铁素体来实现低碳钢晶粒超细化的可行性。采用钛微合金化的成分设计,利用双辊薄带连铸试验机制备出含有大量微细夹杂物的铸带坯,并对铸带坯中的夹杂物特征进行了详细表征。通过模拟实验深入研究了冷却速率等工艺参数对微观组织(特别是针状铁素体)的影响规律,弄清了针状铁素体的组织特性和夹杂物诱发针状铁素体的机理,初步弄清了针状铁素体的含量和多边形铁素体尺寸对力学性能的影响。主要结论如下:(1)薄带连铸低碳钢薄带中存在大量的非金属夹杂物,主要是Ti、Al、Mn、Si等元素的复合氧化物。复合氧化物的尺寸为0.2~2.0μm,并且大部分夹杂物的尺寸集中在0.2~1.0μm这一范围内。根据复合氧化物中Si、Mn、Ti和Al等元素的分布的观察结果,可以判断夹杂物分成心部、外壳和表面沉淀三个部分。心部由Al2O3和Ti的氧化物(Ti3O5等)组成,外壳极有可能由SiO2·MnO和MnO·TiO2构成,表面沉淀则是一些硫化物。这种复合氧化物能够诱发针状铁素体,并且,适当增大氧化物的尺寸可以提高针状铁素体的形核率。(2)研究结果证明氧化物诱发针状铁素体主要是由溶质贫乏机制引起。实验过程中在氧化物周围的基体中可以观察到碳元素的贫化区。由于氧化物的热膨胀系数与基体不同,所以,在冷却过程中氧化物周围的基体中会产生大量位错。碳原子易于沿着位错从周围基体向氧化物表面扩散,从而产生贫碳区。贫碳区的形成降低了夹杂物周围奥氏体的稳定性,为γ→α提供额外的化学驱动力,促进了针状铁素体的形核。针状铁素体与原始奥氏体遵循K-S取向关系。在同一夹杂物表面形核,沿同一直线背向生长的针状铁素体在相同的奥氏体惯习面上形核。(3)研究了 1200℃~650℃和700℃~20℃两个温度区间内冷却速率对针状铁素体含量和尺寸的影响。在1200℃~650℃区间内,针状铁素体的含量先随冷却速率的增大而增加,当冷却速率超过20℃/s时,针状铁素体含量反而会随冷却速率的增大而减少。在700℃~20℃区间内,针状铁素体的含量随冷却速率的增大而增加,但是,增加幅度逐渐减小。冷却速率超过10℃/s时,针状铁素体的含量几乎不再变化。冷却速率在0.2~30℃/s这一范围内时,针状铁素体尺寸会随冷却速率的增加而减小。(4)研究了 600℃、650℃、700℃三个冷却温度对针状铁素体含量和针状铁素体团尺寸的影响。冷却温度为700℃时,大量过冷奥氏体转变成先共析铁素体,针状铁素体含量和针状铁素体团尺寸最小。冷却温度为650℃时,针状铁素体含量和针状铁素体团尺寸均最大。(5)控制加热保温时间主要控制奥氏体晶粒的尺寸,增大奥氏体晶粒的尺寸会降低针状铁素体相变阻力。但是,加热保温时间超过10min后,奥氏体晶粒几乎不再长大,增加保温时间反而会使针状铁素体的含量减少。(6)提高低碳钢薄带中针状铁素体的含量可以大幅提高抗拉强度,但是会降低延伸率。不含有针状铁素体的低碳钢抗拉强度为387MPa,延伸率为51.65%。将针状铁素体的含量提高至56%时,抗拉强度可提高至513MPa,延伸率为27.42%。除了针状铁素体的含量,多边形铁素体尺寸等因素也会对力学性能产生很大影响。因此本工作仅初步研究了针状铁素体含量对低碳钢力学性能的影响,仍有很多的后续研究工作需要开展。
徐莽[6](2016)在《铸轧Fe-Cr-Al合金组织演变及高温氧化机理研究》文中指出铁铬铝合金其抗高温氧化性能十足优异,一直以来是电热合金的理想材料。为解决汽车尾气污染问题,Fe-Cr-Al合金现越来越多的用于汽车尾气净化器的载体部分,用来替代催化效率较低的陶瓷载体。汽车尾气净化器载体用Fe-Cr-Al合金一般需要30~100μm的合金薄带,除保证其优良的抗高温氧化性能外,还需要具有一定的成形性能。传统Fe-Cr-Al合金采用铸锭-轧制的方法生产,其过程复杂,能源消耗较大;双辊铸轧作为近终形的成形方法,取消了传统生产工艺中的铸造和热轧过程,将直接得到的薄带坯料替代传统中的热轧板进行冷轧,是一种先进、节能的生产工艺。本文通过合理的成分设计以及添加不同含量的稀土元素La和Y,应用薄带铸轧技术制备铁铬铝合金;分析研究Fe-Cr-Al合金的显微组织、力学性能和抗高温氧化性能,为薄板坯铸轧Fe-Cr-Al合金的生产研发及应用提供依据。主要研究成果如下:(1)通过电子显微镜和电子探针对铸轧铁铬铝合金的铸带质量进行分析:铸带表面处存在较多的裂纹,内部气孔、夹渣等缺陷较多;通过热轧、冷轧、退火过程得到0.1mm厚Fe-Cr-Al合金薄带,发现原始铸带内部的合金及稀土元素氧化物在热轧、热轧退火及冷轧退火过程中并未消失,一直以缺陷形式存在。(2)通过退火实验及常温拉伸实验研究Fe-Cr-Al合金再结晶退火过程中组织和力学性能变化规律。冷轧铁铬铝合金薄带(0.1mm)经800℃退火后,能在很短时间内发生再结晶,并获得良好的力学性能;在相同退火工艺下,加热温度1050℃与1150℃相比,两者对力学性能影响不大。(3)通过在1000℃下空气中进行高温氧化试验,研究Fe-Cr-Al合金抗高温氧化性能。Fe-Cr-Al合金1000℃下氧化动力学曲线呈抛物线趋势;结合XRD衍射和能谱分析表明氧化温度1000℃、氧化时间100h以内的条件下,Fe-Cr-Al合金氧化膜主要由Cr203和A1203组成,A1203膜没有均匀的分布在氧化膜表面;在1000℃下恒温氧化48h后出现Al2O3膜剥落,氧化膜与基体粘附程度较差;添加一定含量的稀土元素Y和La可以抑制Fe-Cr-Al合金高温下晶粒的长大。
郭志远[7](2016)在《双辊薄带振动铸轧数值模拟及实验研究》文中进行了进一步梳理近年来,双辊薄带铸轧作为一项低能耗,低成本,短流程的半固态加工技术,受到了国内外专家学者的广泛关注,也取得了瞩目的进展,但是也有许多问题亟待解决,出口带坯的质量问题就是阻碍其工业化进程的问题之一。和传统轧制相比,铸轧过程的各种工艺高度集中,这使得铸轧很难被精确的控制,铸轧出的板坯也往往具有板形差、偏析、晶粒粗大及机械性能差等缺点。针对上述问题,课题组试图把振动技术运用到传统的铸轧机上,通过振动对熔池场产生“搅拌”效果,从而引起熔池内流场和温度场的变化以影响熔池区域的凝固过程。通过在铸轧过程中施加机械振动,来达到细化晶粒组织,抑制带坯偏析从而改善板带坯性能的目的,这对铸轧技术尽早工业化具有重要的意义和价值。本文的主要工作及研究内容如下:利用ANSYS Fluent软件对传统铸轧熔池内温度场和流场特点进行了模拟,并分析模拟了振动对铸轧熔池内的流场和温度场的影响规律,研究表明振动会对铸轧熔池内流场产生搅动效果,这种效果会加快熔池内的换热,同时振动对流场的作用会使熔池内金属溶液的成分更加均匀,减少铸轧带坯偏析等缺陷的产生。利用实验室自助研发的振动实验铸轧机进行实验,制备出了不同振动条件下的铸轧板坯,对铸轧板坯宏观缺陷进行了分析并提出了预防措施,并对铸轧板坯进行了微观组织分析和机械性能测试,结果表明振频和振幅的增大都能起到细化晶粒的作用,增大振频比增大振幅对晶粒的细化作用更为明显。
刘义[8](2015)在《薄带连铸流程低硅无取向硅钢的组织性能研究》文中研究说明本工作基于薄带连铸流程,以0.71%Si+0.44%A1无取向硅钢作为研究对象,系统地研究了薄带初始厚度对组织演变及磁性能的影响、热轧工艺对组织演变及磁性能的影响、冷轧压下率对组织演变及磁性能的影响、半工艺流程条件下中间软化温度对组织演变和性能的影响。本文的主要研究内容及结果如下:1、研究了薄带初始厚度对组织演变及磁性能的影响规律。铸带较厚(2.10mm)时,柱状晶特征显着;铸带较薄(1.35mm)时,等轴晶特征为主。无论有无热轧,与薄铸带的最终退火板相比,厚铸带的最终退火板的晶粒尺寸较大,有利的λ纤维织构较强。故厚铸带的成品板的磁性能都优于薄铸带的成品板,在直接冷轧条件下优势更明显。另外,无论是厚铸带还是薄铸带,冷轧前增加热轧工序,都有利于弱化Y纤维织构、强化λ纤维织构、粗化晶粒,使磁感与铁损指标均得到改善。2、研究了热轧温度(850~1250℃)对组织演变及磁性能的影响规律。热轧温度对组织演变和磁性能影响很大。热轧温度过高或过低均有损磁性能。尤其是热轧温度为1150℃时,成品板的晶粒细小、λ纤维织构较弱、Y纤维织构较强,磁性能最差,磁感B50为1.778T,铁损P15/50为6.661 W/kg。热轧温度为1050℃时,磁性能最好,磁感B50为1.796T,铁损P15/50为4.544 W/kg。热轧后提高卷取温度可增大成品板的晶粒尺寸,故可进一步改善磁性能。3、研究了冷轧压下率(70.2~94.0%)对组织演变及磁性能的影响规律。随着冷轧压下率由70.2%增至91.1%,退火板的平均晶粒尺寸由19.3μm逐渐降低至11μm。但是,当冷轧压下率增至94.0%时,平均晶粒尺寸反而增至25.8μm。随着冷轧压下率由70.2%增至94.0%,退火板的立方织构与旋转立方织构减弱,γ纤维织构增强。冷轧压下率由70.2%增至94.0%,退火板的磁感指标B50逐渐降低,铁损指标P10/1000与P10/400逐渐降低,但P10/1000降低的更显着。与0.50mm厚的退火板相比,0.10mm厚退火板的P10/100降低了 143.8W/kg,磁感B50仅降低了 0.063T。表明基于薄带连铸技术非常适合生产低铁损、高磁感的超薄规格产品。4、研究了半工艺流程的中间软化温度(650~860℃)对组织演变和磁性能的影响规律。中间软化温度由650℃升高至750℃时,最终退火板的晶粒尺寸先略微降低再略微增大。但是,中间软化温度为860℃时,最终退火板的晶粒尺寸陡增至118.6μm。随着中间软化温度由650℃升高至860℃,最终退火板的立方织构逐渐减弱,α纤维织构逐渐增强。所以,最终退火板的磁感B50随中间软化温度升高而逐渐降低,铁损P15/50先增大后减小。中间软化温度为650℃时,成品板的综合磁性能最优,与全工艺流程相比,磁感B50略降0.013T,但铁损P15/50显着降低0.657W/kg。表明在薄带连铸条件下,半工艺流程更有利于生产低铁损、高磁感产品。本工作将为全面理解和掌握薄带连铸流程低硅无取向硅钢的组织、织构演变行为及工艺控制奠定基础,将在一定程度上丰富薄带连铸电工钢的理论内涵,同时为我国薄带连铸电工钢的产业化示范线建设提供数据支撑。
方烽[9](2015)在《薄带连铸超低碳取向硅钢凝固、析出与再结晶行为研究》文中提出硅钢是电力、电子和军事工业领域不可缺少的重要软磁材料,是具有战略意义的钢铁产品。取向硅钢被誉为“钢铁行业中的艺术品”,是衡量一个国家特殊钢制备水平的的标志。常规生产流程生产取向硅钢工序长、设备投资大、生产难度大且成本高,取向硅钢极薄带的制备更是受到现有设备条件及技术原理的严重限制,而双辊铸轧作为新一代绿色环保的短流程生产工艺,可以大大降低建设投资和生产成本。薄带连铸流程亚快速凝固和近终成形的特点,决定其在取向硅钢组织、织构以及析出物控制技术上具有独特的优势,为高性能取向硅钢极薄带的制备提供了新的技术途径。本论文基于双辊薄带连铸工艺流程,采用超低碳新型抑制剂成分体系设计,通过金相、EBSD、EPMA、XRD和TEM等检测技术对取向硅钢全流程的组织、织构及析出物的演变规律进行分析,主要研究内容如下:(1)提出了基于薄带连铸工艺超低碳体系条件下,新型抑制剂高磁感取向硅钢的制备方法,研究了全流程组织、织构和析出的演变过程,实现了抑制剂诱发二次再结晶获得高性能取向硅钢极薄带的技术突破。添加Nb、V作为辅助抑制剂,铸带中抑制剂为过饱和固溶状态,通过常化和中间退火制度柔性化控制析出物状态,增强抑制能力,可制备以抑制剂诱发二次再结晶的取向硅钢极薄带,最终二次再结晶组织完善。0.20mm厚度成品的晶粒尺寸为50~70mm,磁性能较高,磁感B8平均值为1.83T,铁损值P17/50=1.82W/kg。厚度越薄,磁感值越高,铁损值越低。0.08mm极薄带成品,磁感值B8平均值为1.94T,铁损值P17/50=1.OW/kg,P1.0/400=6.18W/kg,P1.5/400=13W/kg,P1.0/1000=23W/kg,高频磁性能优异。(2)研究了取向硅钢亚快速凝固行为及抑制剂固溶-析出规律,控制浇铸过热度可有效控制铸轧带初始凝固组织。薄带连铸流程可以明显提高基体过饱和固溶能力,并且铸带中高温析出物能够钉扎晶界,细化凝固组织。铸轧熔池内温度场和溶质流动场决定了凝固结束时组织,出铸辊之前的高温变形对于最终组织与析出状态有明显影响。高过热度条件下,容易得到{100}面织构的发达柱状晶,且存在一定强度{110}面织构。低过热度条件下,铸带为等轴晶组织且取向较为随机。铸带沿宽度方向,边部的表层为细小等轴晶且取向漫散,次表层主要为{110}纤维织构和部分剪切织构,中心层为α和γ织构。中间位置为随机取向的粗大等轴晶。次宽度位置晶粒受到明显轧制变形,Goss等变形织构明显。添加Nb、V铸带中抑制剂析出较少,主要为MnS、(Nb,V)N以及二者复合析出,能有效细化铸带组织。(Nb,V)N主要在位错线上以长条状析出,尺寸为25~45nm,部分与MnS复合析出物尺寸较大,尺寸为80~120nm。以MnS和AlN为主要抑制剂的铸带析出物以MnS为主,少量AlN析出,析出物平均尺寸为120~150nm。(3)系统研究了新型复合抑制剂取向硅钢全流程中组织、织构与析出物的演变规律。揭示了常化过程对于均匀铸态组织,促进抑制剂析出的作用,明确了两阶段冷轧+中间退火过程细化组织,优化织构的效果,为二次再结晶提供充分条件。常化处理后组织粗大均匀,织构更漫散,过饱和固溶体中抑制剂倾向于以第二相粒子的形式析出,部分细小(Nb,V)N回溶,析出分布密度比铸带中明显提高,并且尺寸均匀。冷轧和中间退火处理能促进抑制剂大量集中均匀析出,退火织构中α、γ以及Goss织构较强。添加Nb、V的铸带初次再结晶机组织细小均匀,γ织构强度更高,平均尺寸为11μm。初次再结晶过程中(Nb,V)N,MnS析出物均能有效阻碍晶界的移动。(Nb,V)N尺寸相差较大,尺寸为30~100nm。MnS单独析出物较少,尺寸为40~70nm。以MnS和AlN为抑制剂的铸带在再结晶退火后能得到细小弥散的AlN析出物,分布密度更高。(4)讨论了铸轧条件下Goss晶粒二次再结晶形成机理,确定Goss起源于第二阶段冷轧剪切带,利用CSL和HE理论解释了 Goss异常长大的开始方式,其发展过程中尺寸优势起确定性作用。改变冷轧方向会影响初次再结晶织构,但是高温退火过程中依然能发生Goss晶粒的异常长大,且取向偏差不大,证明二次再结晶“Goss种子”起源于第二阶段冷轧剪切带。快速加热能保留更多的形变储能,提高了再结晶驱动力,Goss取向晶核优先形核并长大,取向强度高且位向准确。Goss晶粒在二次再结晶开始之前没有尺寸和分数的优势,但具有更高的CSL和HE晶界比例,该晶界具有较高的移动速率的特性决定了其较早脱钉。不同取向晶粒内析出物尺寸和分布密度不同决定了 Goss晶粒的长大方向,Goss异常长大过程依靠尺寸优势吞并其他细小基体组织,在二次再结晶后期,部分正常长大的{111}<112>、{100}<110>和立方取向晶粒,也可以被异常长大的Goss吞并。
黄锋[10](2015)在《薄带双辊铸轧凝固过程组织演变的数值模拟》文中提出薄带双辊铸轧技术作为冶金及材料加工领域内的一项前沿技术,因为其短流程及快速凝固的特点,不仅可以提高生产效率、降低成本,还能有效的改善带坯的性能,同时还可以生产常规工艺下难以加工的产品。由于双辊薄带铸轧过程中各工艺参数间的匹配比较复杂,如果只是采用实验方法,不仅耗时长、工作量大,还存在一定的盲目性。而通过计算机模拟则可以方便地找出铸轧过程中各工艺参数之间的联系,得到不同工艺参数对铸轧产品的微观组织以及铸轧工艺过程稳定性的影响,找出其中的规律性,对于优化铸轧生产工艺,提高薄带质量具有重要的理论意义。本文基于立式双辊薄带铸轧工艺凝固过程的特点,建立了薄带铸轧凝固过程微观组织演化的数理模型,并结合元胞自动机(CA)方法,实现了对薄带凝固过程的微观组织演化的数值模拟。本文的主要研究内容如下:(1)运用有限元法来求解铸轧过程熔池内部的三维宏观传输问题,基于铸轧熔池的形状特点,采用了智能网格划分技术,以AZ31B镁合金为对象研究了不同工艺条件下熔池内部的温度场及流场的分布情况。(2)建立了基于溶质扩散控制的枝晶生长模型,并通过对KGT模型的改进,建立了对流条件下的枝晶尖端生长动力学模型,结合元胞自动机方法,提出了枝晶生长模型的数值算法。(3)通过跟踪一个随辊面移动的微区作为微观组织模拟区域,该模拟区域内部的温度场由宏观温度场的结果通过插值的方法计算,而溶质扩散及晶粒的形核生长的计算则在微观的尺度上进行。随着模拟区域与铸辊同步的移动,实现了对铸轧凝固微观组织演化过程的宏微观耦合模拟。(4)基于所建立的枝晶生长模型及宏微观耦合算法,编制了铸轧薄带凝固过程微观组织模拟程序,可以实现对枝晶形貌及晶粒组织演化的可视化模拟。(5)运用编制的模拟程序,对镁合金单个等轴晶及多个等轴晶的生长进行了模拟研究,并与实验结果进行了对比,两者吻合较好。对不同工艺条件下,镁合金薄带的微观组织演化进行了模拟,研究了工艺参数对镁合金薄带凝固组织的影响规律。(6)运用编制的模拟程序,对3%Si硅钢单个等轴晶及定向凝固过程的枝晶形貌进行了模拟计算,以此来研究硅钢凝固过程枝晶的生长特性。对硅钢凝固过程中柱状晶向等轴晶的转变(CET)进行了模拟,研究了温度梯度和冷却速度对凝固过程中柱状晶与等轴晶间竞争生长的影响规律。在此基础上对不同过热度条件下硅钢薄带的凝固组织进行了模拟,与实验结果的对比显示了两者具有很好的一致性。通过对不同工艺条件下铸轧硅钢薄带凝固组织的模拟,研究了工艺参数对薄带的枝晶间距、柱状晶区比例等形貌特征的影响规律,为铸轧硅钢薄带的工艺优化提供了理论依据。采用流场作用下的枝晶生长动力学模型,结合“偏心四边形”CA生长算法,对铸轧凝固过程中柱状晶沿着铸轧方向倾斜的现象进行了模拟,模拟结果与实验结果取得了很好的一致。
二、铸轧不锈钢薄带表面质量与显微组织分析(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、铸轧不锈钢薄带表面质量与显微组织分析(论文提纲范文)
(1)基于增材制造的管材成形应用基础的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究的背景和目的 |
1.2 增材制造的研究现状 |
1.3 连续铸轧的研究现状 |
1.4 半固态轧制的研究现状 |
1.5 课题研究的主要内容及意义 |
第2章 连续铸轧过程的基本理论 |
2.1 运动学基础 |
2.2 传热分析理论 |
2.2.1 热传导 |
2.2.2 热对流 |
2.2.3 热辐射 |
2.3 流体力学基本方程 |
2.3.1 连续性方程 |
2.3.2 动量守恒方程 |
2.3.3 能量方程与导热方程 |
2.3.4 流体流动状态 |
2.4 凝固模型 |
2.4.1 固相率与温度的关系 |
2.4.2 凝固潜热的处理 |
2.5 金属弹塑性力学 |
2.5.1 三维应力状态 |
2.5.2 应变分析 |
2.5.3 塑性变形准则 |
2.6 模型的基本假设 |
2.7 本章小结 |
第3章 连续铸轧初始建立过程数值模拟 |
3.1 引言 |
3.2 有限元模型 |
3.2.1 几何模型建立 |
3.2.2 网格划分 |
3.2.3 铸轧参数与边界条件的设置 |
3.2.4 材料热物性参数 |
3.3 铸轧初始过程建立的模拟 |
3.3.1 温度场分析 |
3.3.2 流场分析 |
3.3.3 应力分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 连续铸轧稳定过程数值模拟 |
4.1 引言 |
4.2 有限元模型的建立 |
4.2.1 有限元模型 |
4.2.2 工艺参数与边界条件 |
4.3 重熔阶段铸轧模拟结果分析 |
4.3.1 温度场分析 |
4.3.2 流场分析 |
4.3.3 应力分析 |
4.3.4 冶金结合分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 连续铸轧工艺可行性验证 |
5.1 实验目的 |
5.2 实验前期准备 |
5.2.1 实验材料 |
5.2.2 铸轧工艺参数 |
5.2.3 实验装置 |
5.2.4 实验前处理 |
5.3 实验过程 |
5.4 实验结果及分析 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
(2)双辊薄带振动铸轧凝固组织的元胞自动机模拟及实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 双辊薄带铸轧技术概述 |
1.1.1 双辊薄带铸轧原理 |
1.1.2 双辊薄带铸轧技术的优势 |
1.2 双辊薄带铸轧技术的发展历程 |
1.2.1 国外双辊薄带铸轧技术发展历程 |
1.2.2 国内双辊薄带铸轧技术发展历程 |
1.3 双辊薄带振动铸轧技术的提出与发展 |
1.3.1 提出双辊薄带振动铸轧技术 |
1.3.2 双辊薄带振动铸轧技术研究概况 |
1.4 凝固微观组织模拟研究概况 |
1.5 本文主要研究内容 |
第2章 振动铸轧熔池热流耦合仿真 |
2.1 基本假设与控制方程 |
2.1.1 基本假设 |
2.1.2 控制方程 |
2.2 几何模型与网格划分 |
2.3 定解条件的处理 |
2.4 动网格设置 |
2.5 数学模型相关参数 |
2.6 振动对熔池温度场、流场的影响 |
2.6.1 铸轧非稳定阶段 |
2.6.2 铸轧稳定阶段 |
2.6.3 振动对熔体流动的影响 |
2.6.4 振动对熔池温度场的影响 |
2.7 本章小结 |
第3章 振动铸轧细晶机制与形核率模型 |
3.1 振动铸轧薄带凝固界面枝晶折断研究 |
3.1.1 研究的基本假设 |
3.1.2 振动辊表面枝晶的运动分析 |
3.1.3 枝晶受力分析及折断校核 |
3.2 振动铸轧细晶机制 |
3.3 振动铸轧形核率模型 |
3.4 本章小结 |
第4章 振动铸轧薄带凝固组织的元胞自动机模拟 |
4.1 元胞自动机的定义及构成 |
4.2 生长模型 |
4.2.1 晶粒生长速度 |
4.2.2 凝固界面过冷度 |
4.3 固相率增量 |
4.4 宏微观数据传输 |
4.5 程序与算法 |
4.6 振动铸轧凝固组织的模拟结果 |
4.6.1 振动对铸轧薄带凝固组织的影响 |
4.6.2 振动参数对振动铸轧薄带凝固组织的影响 |
4.7 本章小结 |
第5章 双辊薄带振动铸轧实验 |
5.1 实验设备介绍 |
5.2 实验方案与过程 |
5.2.1 实验工艺参数 |
5.2.2 实验过程与结果 |
5.3 铸轧薄带拉伸试验 |
5.4 薄带微观组织观察 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
致谢 |
(3)Fe-6.5wt.%Si合金连续轧制工艺优化及变形机制研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 文献综述 |
2.1 Fe-6.5wt.%Si合金概述 |
2.1.1 软磁特点 |
2.1.2 力学性能 |
2.1.3 晶体结构 |
2.1.4 反相畴界及超位错 |
2.1.5 本征脆性机理及改善研究 |
2.1.6 环境脆性机理及改善研究 |
2.2 Fe-6.5wt.%Si合金薄板的制备工艺 |
2.2.1 快速凝固工艺 |
2.2.2 渗硅法 |
2.2.3 粉末轧制法 |
2.2.4 定向凝固工艺 |
2.2.5 传统轧制工艺 |
2.3 本论文的研究意义和内容 |
2.3.1 选题背景和研究意义 |
2.3.2 研究内容 |
2.3.3 研究思路及技术路线 |
3 高硅钢大尺寸扁锭铸造及优化 |
3.1 引言 |
3.2 实验材料及方法 |
3.3 实验结果及讨论 |
3.3.1 铸造冷却速度对显微组织的影响 |
3.3.2 冷却速度对铸锭有序结构的影响 |
3.3.3 冷却速度对加工性能的影响 |
3.4 本章小结 |
4 高硅钢大尺寸扁锭热轧组织演变及力学性能特点 |
4.1 引言 |
4.2 大尺寸扁锭热轧过程的组织和织构演变 |
4.2.1 实验材料及方法 |
4.2.2 大尺寸缓冷铸锭热轧过程的组织演变 |
4.2.3 大尺寸铸锭热轧的取向和织构 |
4.2.4 分析讨论 |
4.3 大尺寸扁锭热轧后的力学性能研究 |
4.3.1 实验材料及方法 |
4.3.2 热轧板整体、边部及心部的拉伸变形及锯齿流变行为 |
4.3.3 热轧板心部样品拉伸过程的取向变化 |
4.3.4 热轧板心部样品拉伸过程的位错形貌变化 |
4.3.5 分析讨论 |
4.4 本章小结 |
5 Fe-6.5wt.%Si合金中温变形机制及带张力温轧 |
5.1 引言 |
5.2 高硅钢中温压缩变形行为及加工软化机理 |
5.2.1 实验材料及方法 |
5.2.2 流变应力变化 |
5.2.3 压缩变形前后的组织 |
5.2.4 压缩前后的显微硬度 |
5.2.5 变形前后的有序结构 |
5.2.6 分析讨论 |
5.3 连续带张力温轧 |
5.3.1 优化焊接工艺和制定卷取工艺 |
5.3.2 制定连续带张力温轧工艺 |
5.4 本章小结 |
6 高硅钢低温变形机制及带张力冷轧 |
6.1 引言 |
6.2 低温变形行为 |
6.2.1 实验材料及方法 |
6.2.2 真应力-真应变曲线 |
6.2.3 变形后的硬度 |
6.2.4 显微组织变化 |
6.2.5 有序相变化 |
6.2.6 位错形貌 |
6.2.7 分析讨论 |
6.3 冷轧工艺的优化 |
6.4 连续带张力冷轧 |
6.4.1 制定连续轧制工艺 |
6.4.2 冷轧板的磁性能 |
6.4.3 轧板的表面质量改善 |
6.5 本章小结 |
7 Fe-6.5wt.%Si合金的形变孪晶特性及去应力退火 |
7.1 引言 |
7.2 Fe-6.5wt.%Si合金的形变孪晶特性 |
7.2.1 实验材料及方法 |
7.2.2 变形前的晶粒形态和有序结构 |
7.2.3 Fe-6.5 wt.%Si合金的力学性能 |
7.2.4 Fe-6.5wt.%Si合金的形变组织 |
7.2.5 形变孪晶的晶粒取向依赖性 |
7.2.6 晶粒尺寸和有序结构对形变孪晶的影响 |
7.2.7 温度和应变速度对形变孪生的影响 |
7.2.8 形变孪晶的成因分析 |
7.3 时效(去应力退火)对孪生及力学性能的影响 |
7.3.1 实验材料及方法 |
7.3.2 去应力退火后的力学性能 |
7.3.3 有序转变临界温度的确定 |
7.3.4 去应力退火对残余应力的影响 |
7.4 本章小结 |
8 主要结论 |
9 创新点 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(4)双辊薄带振动铸轧工艺控制及铸带性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 双辊薄带铸轧工艺概述 |
1.2 双辊薄带振动铸轧理论的提出 |
1.3 双辊薄带振动铸轧技术研究现状及存在问题 |
1.4 双辊薄带振动铸轧熔池热-流-凝固耦合数值模拟研究现状 |
1.5 双辊薄带振动铸轧力模型研究现状 |
1.6 双辊薄带振动铸轧工艺监控系统和控制策略研究现状 |
1.6.1 工艺参数监控系统研究现状 |
1.6.2 工艺参数控制系统辨识研究现状 |
1.6.3 工艺参数控制策略研究现状 |
1.7 课题的来源、意义以及主要研究内容 |
第2章 振动铸轧工艺对Kiss点位置的影响分析 |
2.1 振动铸轧过程热-流-凝固耦合的基本假设 |
2.2 振动铸轧过程热-流-凝固耦合的控制方程 |
2.2.1 导热模型 |
2.2.2 流体动力学模型 |
2.2.3 湍流模型 |
2.2.4 凝固模型 |
2.2.5 动网格模型 |
2.3 振动铸轧凝固过程的熔融金属对流 |
2.4 振动铸轧热-流-凝固耦合数学模型的建立 |
2.4.1 几何模型及边界条件 |
2.4.2 铸轧辊振动条件 |
2.4.3 数值模拟参数 |
2.5 振动铸轧热-流-凝固耦合模拟结果分析 |
2.5.1 工艺参数对Kiss点位置的影响 |
2.5.2 机械振动对Kiss点位置的影响 |
2.6 本章小结 |
第3章 振动铸轧过程铸轧力模型研究 |
3.1 振动铸轧塑性变形仿真模拟 |
3.1.1 塑性变形仿真模型建立 |
3.1.2 塑性变形仿真结果分析 |
3.2 塑性变形仿真与实验结果对比 |
3.3 振动铸轧塑性变形区铸轧力模型推导 |
3.3.1 搓轧区比例系数计算 |
3.3.2 各区域单位轧制压力计算 |
3.3.3 各区域变形抗力 |
3.3.4 振动铸轧铸轧力模型的建立 |
3.4 铸轧力模型验证 |
3.5 本章小结 |
第4章 振动铸轧工艺控制策略研究及监控系统开发 |
4.1 双辊薄带振动铸轧设备及主要特点 |
4.2 双辊薄带振动铸轧工艺控制策略研究 |
4.2.1 铸带液压自动厚度控制(HAGC)策略 |
4.2.2 铸轧过程铸轧力自动控制(AFC)策略 |
4.2.3 铸轧过程Kiss点位置自动控制策略 |
4.2.4 铸轧过程开浇和稳定阶段的自动控制策略 |
4.3 双辊薄带振动铸轧液压与电气控制系统设计 |
4.4 双辊薄带振动铸轧监控系统设计 |
4.4.1 主要监测及控制参数分析 |
4.4.2 监控系统结构设计 |
4.4.3 监控系统硬件系统设计 |
4.4.4 监控系统开发平台 |
4.5 双辊薄带振动铸轧机监控系统功能开发 |
4.5.1 监控系统通讯模块 |
4.5.2 监控系统主监控模块 |
4.5.3 监控系统数据采集及分析模块 |
4.5.4 监控系统数据库管理模块 |
4.5.5 监控系统报警显示模块 |
4.6 本章小结 |
第5章 基于RBF神经网络的铸轧控制系统辨识及设计 |
5.1 RBF神经网络结构及原理 |
5.2 铸轧控制系统神经网络辨识设计 |
5.2.1 神经网络辨识结构设计 |
5.2.2 神经网络辨识模型类分析 |
5.2.3 神经网络辨识模型阶次分析 |
5.3 铸轧控制系统RBF神经网络参数训练算法 |
5.4 铸轧控制系统神经网络辨识样本设计与模型评价方法 |
5.4.1 神经网络辨识样本设计 |
5.4.2 神经网络模型评价方法 |
5.5 仿真结果及分析 |
5.5.1 仿真模型搭建 |
5.5.2 仿真及实验结果分析 |
5.6 基于RBF神经网络的自校正控制系统设计 |
5.6.1 自校正控制策略 |
5.6.2 自校正控制算法 |
5.7 基于RBF神经网络的自校正控制系统分析 |
5.7.1 自校正控制系统动态性能分析 |
5.7.2 自校正控制系统自适应能力分析 |
5.8 本章小结 |
第6章 双辊薄带振动铸轧的铸带性能实验研究 |
6.1 20CrMn钢双辊薄带振动铸轧实验 |
6.1.1 实验过程 |
6.1.2 实验结果与分析 |
6.2 铸带力学性能测试 |
6.2.1 实验过程 |
6.2.2 力学性能测试结果 |
6.3 铸带微观组织检测 |
6.3.1 铸带法向面金相组织对比图 |
6.3.2 铸带纵截面金相组织对比图 |
6.3.3 铸带横截面金相组织对比图 |
6.4 拉伸断口测试 |
6.4.1 断裂模式和断口微观形貌特征 |
6.4.2 铸带拉伸断口观测 |
6.5 第二相粒子研究 |
6.5.1 X射线能谱检测 |
6.5.2 第二相粒子动力学分析 |
6.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
致谢 |
(5)薄带连铸低碳钢中针状铁素体的形成及控制(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 薄带连铸技术简介 |
1.2.1 薄带连铸技术的发展背景 |
1.2.2 薄带连铸技术特点 |
1.3 薄带连铸技术国内外研究现状 |
1.3.1 国内外薄带连铸主要工艺介绍 |
1.3.2 薄带连铸工艺下的钢种开发 |
1.4 氧化物冶金技术的发展与研究 |
1.5 低碳钢薄带连铸氧化物冶金技术的研究现状 |
1.6 研究的目的意义与内容 |
1.6.1 研究目的和意义 |
1.6.2 主要研究内容 |
第2章 工艺参数对材料组织的影响 |
2.1 引言 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 实验材料 |
2.2.2 实验流程 |
2.2.3 实验检测内容 |
2.3 实验结果与讨论 |
2.3.1 薄带连铸低碳钢组织 |
2.3.2 一阶段冷却速率对微观组织的影响 |
2.3.3 二阶段冷却速率对微观组织的影响 |
2.3.4 冷却温度对微观组织的影响 |
2.3.5 加热保温时间对微观组织的影响 |
2.4 本章小结 |
第3章 针状铁素体组织特性和形核机理研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验方法 |
3.2.1 实验流程 |
3.2.2 实验检测内容 |
3.3 实验结果与讨论 |
3.3.1 针状铁素体的微观组织 |
3.3.2 非金属夹杂物的类型 |
3.3.3 非金属夹杂物的尺寸 |
3.3.4 非金属夹杂物周围基体中的元素分布 |
3.3.5 奥氏体晶粒尺寸对针状铁素体形核的影响 |
3.3.6 针状铁素体与奥氏体的位相关系 |
3.4 本章小结 |
第4章 含针状铁素体薄带的力学性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验方法 |
4.2.1 实验流程 |
4.2.2 实验检测内容 |
4.3 实验结果与讨论 |
4.3.1 多边形铁素体尺寸对薄带力学性能的影响 |
4.3.2 针状铁素体对薄带力学性能的影响 |
4.4 实验小结 |
第5章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
(6)铸轧Fe-Cr-Al合金组织演变及高温氧化机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 薄带双辊铸轧工艺概述 |
1.2 薄带双辊铸轧工艺发展概况 |
1.2.1 国外双辊铸轧薄带技术的发展概况 |
1.2.2 我国双辊薄带铸轧技术的发展概况 |
1.3 铁铬铝合金概述 |
1.3.1 铁铬铝合金特点 |
1.3.2 铁铬铝合金应用 |
1.4 化学元素在Fe-Cr-Al合金中的作用 |
1.4.1 合金元素在Fe-Cr-Al合金中的作用 |
1.4.2 稀土元素对钢组织和性能的影响 |
1.4.3 稀土元素对Fe-Cr-Al合金的组织与性能的影响 |
1.5 本研究的意义和内容 |
1.5.1 研究的目的和意义 |
1.5.2 主要研究内容 |
第2章 铸轧铁铬铝合金成分设计与制备 |
2.1 Fe-Cr-Al合金成分设计 |
2.2 铁铬铝合金薄带生产 |
2.2.1 传统铁铬铝合金生产工艺 |
2.2.2 铸轧生产铁铬铝合金薄带 |
2.3 实验结果分析 |
2.3.1 铸轧铁铬铝合金成分 |
2.3.2 铸带显微组织 |
2.3.3 铸带组织凝固过程分析 |
2.3.4 铸轧铁铬铝合金薄带缺陷分析 |
2.4. 本章小结 |
第3章 铸轧铁铬铝合金退火过程组织演变及力学性能分析 |
3.1 实验材料和实验方法 |
3.1.1 实验材料 |
3.1.2 力学性能测试 |
3.1.3 显微组织观察 |
3.2 Fe-Cr-Al合金力学性能 |
3.3 再结晶退火对Fe-Cr-Al合金力学性能的影响 |
3.3.1 退火时间 |
3.3.2 退火温度 |
3.3.3 加热温度 |
3.4 本章小结 |
第4章 铸轧铁铬铝合金抗高温氧化性能研究 |
4.1 Fe-Cr-Al合金高温氧化热力学与动力学 |
4.1.1 热力学 |
4.1.2 动力学 |
4.2 实验材料与方法 |
4.3 实验结果 |
4.3.1 氧化动力学曲线 |
4.3.2 氧化膜XRD |
4.3.3 氧化膜形貌 |
4.4 Fe-Cr-Al合金氧化膜成分分析 |
4.5 铸轧Fe-Cr-Al合金氧化机理探讨 |
4.5.1 氧化初期 |
4.5.2 稳态氧化过程 |
4.5.3 氧化膜剥落 |
4.6 本章小结 |
第5章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
(7)双辊薄带振动铸轧数值模拟及实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 世界范围内铸轧技术发展概况 |
1.2.1 国外铸轧技术发展概况 |
1.2.2 国内铸轧技术发展概况 |
1.3 传统铸轧研究现状及存在问题 |
1.3.1 传统铸轧理论研究现状 |
1.3.2 传统铸轧带坯质量实验研究现状 |
1.4 提高铸轧带坯质量的研究 |
1.5 本文研究来源与研究内容 |
1.5.1 本文研究来源及意义 |
1.5.2 本文研究的主要内容及框架 |
第2章 振动铸轧流场和温度场耦合基本理论 |
2.1 引言 |
2.2 流场基本理论 |
2.2.1 流场基本控制方程 |
2.2.2 湍流模型 |
2.3 传热学基本理论 |
2.3.1 热量传递方式 |
2.3.2 铸轧传热过程中的能量守恒 |
2.3.3 铸轧传热过程中的边界条件 |
2.3.4 铸轧传热过程中的微分方程 |
2.4 对辊面换热系数的处理 |
2.4.1 关于辊面换热边界研究方法的讨论 |
2.4.2 辊面换热边界形式的选择 |
2.4.3 振动辊面换热边界形式的确定 |
2.5 振动模型 |
2.6 分离条件 |
2.7 VOF模型 |
2.8 凝固模型 |
2.9 本章小结 |
第3章 振动对铸轧熔池温度场和流场的影响研究 |
3.1 模拟基本假设 |
3.2 模型建立和边界条件 |
3.2.1 模型建立及网格划分 |
3.2.2 初始条件和边界条件 |
3.2.3 模拟条件 |
3.3 传统铸轧数值模拟的研究 |
3.4 振动对铸轧熔池温度场和流场的影响规律 |
3.4.1 振动对熔池内温度分布的影响 |
3.4.2 振动对熔池出口温度的影响 |
3.4.4 振动对熔池区液面自由湍动能的影响 |
3.4.5 振动对熔池中心线处速度的影响 |
3.5 本章小结 |
第4章 双辊薄带振动铸轧的实验研究 |
4.1 铸轧实验 |
4.1.1 实验目的 |
4.1.2 实验设备 |
4.1.3 铸轧材料实验成分 |
4.1.4 铸轧工艺选择 |
4.1.5 铸轧实验过程 |
4.2 显微组织实验及性能测试 |
4.2.1 熔池区凝固实验 |
4.2.2 金相显微组织实验 |
4.2.3 微拉伸实验 |
4.3 本章小结 |
第5章 振动铸轧实验结果及分析 |
5.1 板带质量宏观缺陷及解决措施 |
5.2 传统铸轧板坯组织分析 |
5.2.1 微裂纹 |
5.2.2 显微组织不均 |
5.2.3 润滑介质对带坯表面组织的影响 |
5.2.4 铸轧带坯的力学性能 |
5.3 振动铸轧板坯组织分析 |
5.3.1 振动对熔池区凝固的影响研究 |
5.3.2 振动对铸轧带坯组织性能的影响研究 |
5.3.3 振动对铸轧带坯机械性能的影响研究 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
致谢 |
(8)薄带连铸流程低硅无取向硅钢的组织性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 电工钢的性能要求及影响因素 |
1.2.1 电工钢的性能要求 |
1.2.2 电工钢磁性能的主要影响因素 |
1.3 无取向硅钢工业化制备工艺 |
1.3.1 常规板坯生产工艺 |
1.3.2 薄板坯连铸连轧工艺 |
1.4 双辊薄带连铸技术发展 |
1.4.1 双辊薄带连铸技术概述 |
1.4.2 双辊薄带连铸技术研究进程 |
1.4.3 薄带连铸主要技术优势与难关 |
1.5 国内外薄带连铸钢铁材料现状及趋势 |
1.5.1 薄带连铸碳钢制备 |
1.5.2 薄带连铸不锈钢制备 |
1.5.3 薄带连铸硅钢制备 |
1.6 本文研究目的与意义 |
1.7 本文主要研究的内容 |
第2章 薄带初始厚度对组织演变及磁性能影响 |
2.1 引言 |
2.2 实验过程 |
2.2.1 实验材料 |
2.2.2 实验方案 |
2.2.3 实验工序 |
2.2.4 观察检测 |
2.3 结果分析与讨论 |
2.3.1 铸带初始厚度对组织演变的影响 |
2.3.2 铸带初始厚度对织构演变的影响 |
2.3.3 铸带初始厚度对成品板磁性能的影响 |
2.4 本章小结 |
第3章 热轧工艺对组织演变及磁性能的影响 |
3.1 引言 |
3.2 实验过程 |
3.2.1 实验材料 |
3.2.2 实验方案 |
3.2.3 实验工序 |
3.2.4 观察检测 |
3.3 结果分析与讨论 |
3.3.1 热轧工艺对组织演变的影响 |
3.3.2 热轧工艺对织构演变的影响 |
3.3.3 热轧工艺对成品板磁性能的影响 |
3.3.4 卷取对硅钢组织性能的影响 |
3.4 本章小结 |
第4章 冷轧压下率对组织演变及磁性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 实验过程 |
4.2.1 实验材料 |
4.2.2 实验方案 |
4.2.3 实验工序 |
4.2.4 观察检测 |
4.3 结果分析与讨论 |
4.3.1 冷轧压下率对组织演变的影响 |
4.3.2 冷轧压下率对织构演变的影响 |
4.3.3 冷轧压下率对成品板磁性能的影响 |
4.4 本章小结 |
第5章 半工艺流程下中间软化温度对组织演变及磁性能的影响 |
5.1 引言 |
5.2 实验过程 |
5.2.1 实验材料 |
5.2.2 实验方案 |
5.2.3 实验工序 |
5.2.4 观察检测 |
5.3 结果分析与讨论 |
5.3.1 中间软化温度对组织演变的影响 |
5.3.2 中间软化温度对织构演变的影响 |
5.3.3 中间软化温度对成品板磁性能的影响 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
(9)薄带连铸超低碳取向硅钢凝固、析出与再结晶行为研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 电工钢概述 |
1.1.1 电工钢的分类及用途 |
1.1.2 取向硅钢发展概况 |
1.1.3 取向硅钢性能要求及影响因素 |
1.1.4 取向硅钢发展方向 |
1.2 薄带连铸制备取向硅钢工艺进展 |
1.2.1 薄带连铸技术的发展 |
1.2.2 薄带连铸制备取向硅钢的研究现状 |
1.2.3 薄带连铸制备取向硅钢的优势及存在的问题 |
1.3 取向硅钢二次再结晶与抑制剂研究概况 |
1.3.1 二次再结晶机理研究 |
1.3.2 取向硅钢中的抑制剂 |
1.3.3 Nb、V作为取向硅钢抑制剂的可行性及研究 |
1.4 取向硅钢薄带的发展及生产工艺 |
1.4.1 取向硅钢薄带概述 |
1.4.2 取向硅钢极薄带的生产工艺 |
1.4.3 抑制剂诱发二次再结晶制备取向硅钢极薄带的难点 |
1.5 本论文研究的背景、目的内容、创新点及意义 |
第2章 薄带连铸超低碳取向硅钢凝固与析出行为研究 |
2.1 前言 |
2.2 实验方法及过程 |
2.2.1 低碳取向硅钢成分设计思路 |
2.2.2 实验钢制备过程 |
2.2.3 样品检测方法 |
2.3 铸带凝固组织和织构的形成机理分析 |
2.3.1 铸带组织特点及凝固过程分析 |
2.3.2 亚快速凝固过程中晶粒的择优生长与织构分析 |
2.3.3 亚快速凝固过程中晶粒择优生长机理讨论 |
2.4 铸带凝固-冷却过程中析出物计算与分析 |
2.4.1 相图分析 |
2.4.2 铸带析出物分布规律 |
2.4.3 抑制剂元素固溶-析出行为讨论 |
2.4.4 铸轧工艺对凝固过程沉淀析出的影响 |
2.5 本章小结 |
第3章 新型复合抑制剂取向硅钢制备工艺及控制机理 |
3.1 新型抑制剂设计思路 |
3.2 新型抑制剂取向硅钢工艺设计及实验方法 |
3.3 复合抑制剂取向硅钢组织与织构全流程演化规律及机理研究 |
3.3.1 常化组织与晶体取向分析 |
3.3.2 冷轧及中间退火组织与晶体取向分析 |
3.3.3 第二阶段冷轧和初次再结晶组织与晶体取向分析 |
3.3.4 二次再结晶组织 |
3.4 复合抑制剂取向硅钢析出物全流程演化与控制 |
3.4.1 常化板析出物分析 |
3.4.2 冷轧及中间退火析出物分析 |
3.4.3 初次再结晶和二次再结晶析出物分析 |
3.5 复合抑制剂取向硅钢磁性能 |
3.6 本章小结 |
第4章 3%Si取向硅钢再结晶行为的研究 |
4.1 前言 |
4.2 冷轧工艺对再结晶组织、织构与磁性能的影响 |
4.2.1 冷轧方向对变形织构和再结晶织构的影响 |
4.2.2 冷轧方向对成品磁性能的影响 |
4.2.3 结果讨论 |
4.3 快速热处理对再结晶组织与织构的影响 |
4.3.1 快速热处理对再结晶组织的影响及结果分析 |
4.3.2 快速热处理对再结晶织构形成的影响及结果分析 |
4.4 二次再结晶机理研究 |
4.4.1 二次再结晶组织与析出演变 |
4.4.2 Goss晶粒异常长大行为讨论 |
4.5 本章小结 |
第5章 高磁感取向硅钢极薄带制备工艺与磁性能 |
5.1 前言 |
5.2 薄带连铸制备高磁感取向硅钢极薄带工艺研究 |
5.3 极薄带取向硅钢组织、织构、析出物演变规律 |
5.3.1 常化处理 |
5.3.2 轧制变形与中间退火 |
5.3.3 初次再结晶退火 |
5.4 极薄带取向硅钢二次再结晶与磁性能 |
5.5 薄带连铸制备取向硅钢极薄带优势及控制原理 |
5.6 本章小结 |
第6章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间发表的论文 |
(10)薄带双辊铸轧凝固过程组织演变的数值模拟(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
目录 |
第1章 绪论 |
1.1 薄带双辊铸轧工艺概述 |
1.2 薄带双辊铸轧工艺的发展概况 |
1.2.1 国外双辊铸轧薄带钢技术的发展状况 |
1.2.2 国内双辊铸轧薄带钢技术的研发情况 |
1.3 双辊铸轧镁合金工艺及其研究现状 |
1.3.1 镁合金薄带双辊铸轧工艺及其特点 |
1.3.2 国外镁合金铸轧工艺研究现状 |
1.3.3 国内镁合金铸轧工艺研究现状 |
1.4 薄带双辊铸轧过程的理论研究状况 |
1.4.1 双辊铸轧过程的数学模型 |
1.4.2 双辊铸轧过程的数值模拟 |
1.5 微观凝固组织模拟概述 |
1.5.1 凝固组织微观模拟的形核与生长模型 |
1.5.2 凝固组织微观模拟的研究进展 |
1.6 元胞自动机方法概述 |
1.7 本文研究的意义、目的及主要内容 |
1.7.1 研究的意义和目的 |
1.7.2 主要研究内容 |
第2章 双辊铸轧过程宏观传输模型 |
2.1 宏观传输模型的基本假设与控制方程 |
2.1.1 模型的基本假设 |
2.1.2 控制方程 |
2.2 模拟过程中几个重要问题的处理 |
2.2.1 固相率与温度关系模型 |
2.2.2 凝固潜热的处理 |
2.2.3 有效粘度的处理 |
2.3 计算区域与网格划分 |
2.4 边界条件的处理 |
2.5 模拟条件 |
2.6 工艺参数对熔池内温度场和流场的影响 |
2.6.1 浇注温度对熔池内温度场和流场的影响 |
2.6.2 铸轧速度对熔池内温度场和流场的影响 |
2.6.3 熔池液面高度对熔池内温度场和流场的影响 |
2.7 本章小结 |
第3章 枝晶生长的理论模型与数值解法 |
3.1 枝晶的稳态生长理论与模型 |
3.1.1 流场作用下枝晶尖端的生长动力学模型 |
3.2 基于溶质扩散控制的枝晶生长模型 |
3.2.1 尖锐界面与扩散界面 |
3.2.2 界面单元的生长 |
3.2.3 溶质再分配 |
3.3 枝晶生长模型的数值求解 |
3.3.1 初始条件与边界条件 |
3.3.2 模拟程序与计算流程 |
3.4 本章小结 |
第4章 铸轧凝固过程晶粒组织形成的数学模型及数值算法 |
4.1 铸轧薄带凝固组织的形成与演变 |
4.1.1 铸轧薄带凝固过程的特点 |
4.1.2 铸轧薄带凝固组织的形成过程 |
4.2 铸轧薄带凝固组织形成的微观模型 |
4.2.1 形核模型 |
4.2.2 微观组织生长模型 |
4.3 宏微观耦合方法 |
4.3.1 模拟区域温度场的求解 |
4.3.2 凝固潜热的处理 |
4.4 程序与算法 |
4.5 本章小结 |
第5章 镁合金薄带铸轧凝固组织模拟 |
5.1 引言 |
5.2 镁合金枝晶形貌演化模拟 |
5.2.1 镁合金的优先生长方向及处理方法 |
5.2.2 镁合金枝晶生长形貌研究算例 |
5.3 镁合金铸轧薄带凝固组织的模拟 |
5.3.1 熔池内部流动对形核率的影响研究 |
5.3.2 模拟结果与分析 |
5.4 本章小结 |
第6章 硅钢薄带铸轧凝固组织模拟 |
6.1 引言 |
6.2 硅钢枝晶形貌演化模拟 |
6.2.1 单个等轴晶生长算例研究 |
6.2.2 定向凝固组织演化模拟 |
6.3 柱状晶向等轴晶的转变模拟 |
6.4 硅钢铸轧薄带凝固组织模拟 |
6.5 工艺参数对硅钢铸轧薄带凝固组织的影响 |
6.5.1 铸轧速度对薄带凝固组织的影响 |
6.5.2 过热度对薄带凝固组织的影响 |
6.5.3 熔池液面高度对薄带凝固组织的影响 |
6.6 铸轧凝固过程柱状晶生长方向的模拟研究 |
6.6.1 铸轧凝固过程枝晶生长前沿的相对流动 |
6.6.2 偏心四边形生长算法 |
6.6.3 铸轧硅钢凝固组织中柱状晶生长模拟 |
6.7 本章小结 |
第7章 结论 |
参考文献 |
攻读博士期间的研究工作及成果 |
致谢 |
作者简介 |
四、铸轧不锈钢薄带表面质量与显微组织分析(论文参考文献)
- [1]基于增材制造的管材成形应用基础的研究[D]. 王岳. 燕山大学, 2021(01)
- [2]双辊薄带振动铸轧凝固组织的元胞自动机模拟及实验研究[D]. 朱志旺. 燕山大学, 2020(01)
- [3]Fe-6.5wt.%Si合金连续轧制工艺优化及变形机制研究[D]. 石祥聚. 北京科技大学, 2020(06)
- [4]双辊薄带振动铸轧工艺控制及铸带性能研究[D]. 王海军. 燕山大学, 2019(06)
- [5]薄带连铸低碳钢中针状铁素体的形成及控制[D]. 宋子豪. 东北大学, 2017
- [6]铸轧Fe-Cr-Al合金组织演变及高温氧化机理研究[D]. 徐莽. 东北大学, 2016(06)
- [7]双辊薄带振动铸轧数值模拟及实验研究[D]. 郭志远. 燕山大学, 2016(01)
- [8]薄带连铸流程低硅无取向硅钢的组织性能研究[D]. 刘义. 东北大学, 2015(09)
- [9]薄带连铸超低碳取向硅钢凝固、析出与再结晶行为研究[D]. 方烽. 东北大学, 2015(01)
- [10]薄带双辊铸轧凝固过程组织演变的数值模拟[D]. 黄锋. 东北大学, 2015(07)