一、含硼微合金钢静态及亚动态再结晶动力学模型研究(论文文献综述)
胡志强[1](2021)在《热作模具钢5CrNiMoV(Nb)热变形行为及组织性能研究》文中进行了进一步梳理5CrNiMoV钢是典型的Cr-Mo-V系马氏体型热作模具钢,广泛用于制造各种热锻模具,但热强性不足的问题影响着其使用寿命和应用范围。为此,本文基于热动力学计算,对5CrNiMoV钢进行合金成分优化,开发出一种兼备较高硬度和良好韧性的新型热作模具钢5CrNiMoVNb。借助热膨胀相变仪、电子万能试验机、Gleeble热压缩试验机、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、热疲劳试验机等研究了 Cr-Mo-V系热作模具钢热变形行为与服役性能,揭示了热作模具钢热变形机制及微观组织演变规律,解释了 Mo、V等合金元素对热作模具钢高温热稳定性、热疲劳性能的影响机理。本文获得以下主要研究结果:(1)新型热作模具钢5CrNiMoVNb中碳化物含量明显增多,特别是MC型碳化物,670℃以下MC、M23C6和M7C3碳化物含量基本恒定,有利于提高材料常温强韧性、高温热稳定性和热疲劳性能等;其中Mo、V和Nb合金元素的增加提高了合金元素的固溶温度和固溶度,有利于抑制奥氏体晶粒的粗化。相较于5CrNiMoV钢,5CrNiMoVNb钢可以在更宽泛的淬火+回火温度范围内获得更优异的力学性能,其中5CrNiMoVNb钢最佳热处理工艺为:940℃淬火+600℃回火2h。(2)基于Gleeble单双道次热压缩实验,研究了这两种Cr-Mo-V系热作模具钢的高温热变形行为,构建了 5CrNiMoV钢高温流变应力模型、动态再结晶模型、亚动态再结晶模型和晶粒长大模型等,具有较高的准确性,可用于大型模块自由锻过程模拟。热变形过程中,5CrNiMoV钢的奥氏体晶粒尺寸随变形温度的升高、应变速率的减小而增大;当发生完全动态再结晶时,高的应变速率和较低的变形温度有利于应变储存能的提高,从而促进再结晶晶粒的细化。此外,不同变形条件下的再结晶晶粒尺寸变化及晶界形貌特征表明:非连续动态再结晶(DDRX)是在5CrNiMoV钢热变形过程中发生再结晶形核和晶粒长大的主要机制。(3)5CrNiMoV钢中马氏体相与母相奥氏体位向关系更符合N-W取向关系。奥氏体热变形微观织构研究表明,相同应变速率下,温度越高,MAD(随机取向分布)值越大,旋转Cube织构组分越强;相同热变形温度下,应变速率越大,MAD值越小,变形织构组分越少,这是因为活性滑移系的增大以及奥氏体晶粒的细化。此外,马氏体相变织构一方面取决于相变过程变体的选择,另一方面,马氏体相变织构总是向与母相取向差较小的方向转变。(4)基于已获得的5CrNiMoV钢的材料模型,建立了 5CrNiMoV钢大型热作模块的自由锻有限元模型。自由锻模拟研究表明:在多道次拔长过程中,提高压下速率,选用较小的砧宽,不仅可以细化晶粒,还可以提高大型热作模块变形的均匀性。基于正交模拟试验,优化了 5CrNiMoV钢大型热作模块自由锻拔长工艺,最佳工艺参数为:压下速率40mm/s、砧宽1000mm和单道次压下量25%。(5)对比5CrNiMoV钢和5CrNiMoVNb钢高温热稳定性可以发现,在600和650℃时,5CrNiMoVNb钢的高温热稳定性较5CrNiMoV钢分别提高了 35%和45%。两种Cr-Mo-V系热作模具钢的初始回火组织均由回火马氏体和碳化物组成,由于5CrNiMoVNb钢碳化物含量较高,且大部分碳化物呈颗粒状弥散分布在基体上,5CrNiMoVNb钢具有较好的高温热稳定性和抗回火软化性能。此外,由于Cr、Mo和V等中强碳化物形成元素含量较为合理,5CrNiMoVNb钢热稳保温过程中的主要析出强化相MC、M7C3和M23C6具有极低的粗化速率系数。通过工艺调控,使5CrNiMoV钢中残留一定量的残余应变,可以提高材料内部位错胞、马氏体板条界等缺陷数量,有利于抑制热稳保温过程中基体组织的粗化,改善碳化物形貌,抑制碳化物粗化,从而提高5CrNiMoV钢的热稳定性能。(6)基于自约束疲劳试验,对比分析了 5CrNiMoV钢和5CrNiMoVNb钢的热疲劳性能,经过2000次热疲劳循环后,两种钢中均出现热疲劳裂纹,主裂纹长度分别为184.47μm和104.06μm,5CrNiMoV钢中热疲劳裂纹长度、宽度和数量均大于5CrNiMoVNb钢,由不同循环次数的主裂纹长度、宽度关系可以判定,5CrNiMoVNb钢的热疲劳寿命较5CrNiMoV钢大约提高了 50%;对比不同热疲劳循环次数的热疲劳裂纹,还可以发现5CrNiMoVNb钢热疲劳裂纹的萌生和扩展速率明显小于5CrNiMoV钢。此外,由于小颗粒碳化物含量较高,对位错运动、组织粗化抑制作用较强,5CrNiMoVNb钢具有更好的组织稳定性和强韧性能,因此5CrNiMoVNb钢热疲劳性能优于5CrNiMoV钢。
李超群[2](2021)在《10#钢再结晶及组织演变行为研究》文中认为钢铁材料热变形过程中微观组织演变行为对材料性能具有重要影响,且受多个机制混合影响。本文以10#钢为研究对象,该钢种是一种典型的低碳钢,其强度和硬度较低,塑性和韧性较好。因为近些年来建筑行业以及汽车业的飞速发展而被大量使用,所以对材料的要求也就越高。目前经常采用控制材料热变形过程中微观组织的方法来获得较高品质的材料产品,因此,研究材料成形过程中组织演变规律来寻找最佳的成形工艺条件是十分必要的。本文采用物理模拟研究技术,在Gleeble-1500热模拟试验机上将10#钢试样进行晶粒长大实验、单道次压缩实验以及双道次压缩实验,系统的研究了其在高温热变形下的再结晶和晶粒长大机制对材料组织和性能的影响规律,并结合实验结果,构建了相应的数学模型。具体的工作如下所示:设计了晶粒长大实验来获得10#钢在高温下的微观组织形貌,分析了保温时间和加热温度等参数对晶粒长大行为的影响。经过研究表明,10#钢的晶粒尺寸随着变形温度的增加呈现指数增加形式;随着保温时间的增加,晶粒尺寸先增加后趋于稳定;另外构建了10#钢在高温情况下的晶粒长大Sellars数学模型且模型拟合效果良好。根据对10#钢晶粒长大研究结果,设计了单道次热压缩实验来研究其动态再结晶行为特征。结合流变应力曲线变化规律,构建了预测其流变行为的应变补偿型Arrhenius本构方程;并构建了应变条件在0.2、0.4、0.6、0.8和1.0下的热加工图,分析不同条件下的稳定区以及失稳区,结合微观组织特征,得到了该钢种的最佳加工范围为1100-1175℃以及1.35×10-1-6×10-1s-1;最后,为了更好的描述动态再结晶行为规律,构建了相应的动态再结晶模型,且经过计算模型拟合效果良好。根据不同条件下发生动态再结晶的临界应变,设计了双道次热压缩实验来研究10#钢的亚动态或静态再结晶行为特征。结合流变应力曲线特征以及微观组织形貌,分析了不同加工条件对其再结晶机制的影响,另外,构建了相对应再结晶机制的动力学以及晶粒尺寸模型,且模型计算精度较高。
杨清[3](2019)在《X70管线钢再结晶及微观组织演变行为研究》文中认为管道运输是石油、天然气的一种经济、安全、有效的运输方式。近年来,随着管道输送技术的不断发展促进了对管线钢的研制和开发。X70钢是一种低碳高强度微合金钢,由于其高强度、高韧性及耐腐蚀等特点,广泛用于管道输送之中。近年来国内外管线钢发展迅速,需求量大幅增加,对管线钢的要求也越来越高。为了获得理想的外形与尺寸在产品的生产过程中需要选择最佳的成形工艺。在热变形过程中,可利用再结晶细化奥氏体晶粒,提高材料的组织性能,因此研究X70管线钢在热加工中的再结晶行为及微观组织变化规律十分重要。本文在实验的基础上,通过Gleeble实验机模拟X70管线钢的一系列高温热变形过程,分析了再结晶及晶粒长大过程中该钢种的力学性能及微观组织的变化,拟合出再结晶动力学方程和晶粒尺寸方程,用来指导制定实际的生产工艺。主要的研究内容如下:通过金相实验法对不同加热温度和保温时间下低碳微合金X70钢的奥氏体晶粒演变行为进行了研究,并通过Beck、Hillert和Sellars数学模型建立方程。得到结论,温度升高以及时间延长,会让晶粒尺寸逐渐增大,达到1150℃时晶粒明显粗化。对比分析这三种晶粒长大数学方程,Sellars模型对X70管线钢的晶粒长大行为拟合精度最高。基于晶粒长大实验规律的结果,对X70钢进行了单道次热压缩实验,分析了不同热加工参数对动态再结晶的影响,同时拟合出动态再结晶动力学和晶粒尺寸方程。结果表明,提高应变速率和降低变形温度,使得动态再结晶晶粒尺寸减小,拟合得到的X70钢动态再结晶方程适用于描述该钢种的再结晶行为和晶粒演变行为。基于拟合的方程建立了X70钢的热加工图,该钢种最明显的特点是不适宜在低温(<1027℃)下加工。根据动态再结晶得到的结果,对X70钢进行了双道次热压缩实验,探究了该钢种的静态和亚动态再结晶行为。结果表明,静态再结晶受变形温度、预应变和应变速率影响较大,而受初始晶粒尺寸的影响较小。而亚动态再结晶分数和奥氏体晶粒尺寸会随着加热温度和应变速率的增加而增加。在实验结果的基础上,建立了X70钢静态和亚动态再结晶的动力学和微观组织演变方程,预测结果与实验结果吻合较好。
孙丽萍[4](2019)在《轧制工艺温度对高强高低温韧性H型钢组织性能的影响》文中认为热轧H型钢是一种高效节约、具有良好的综合性能、截面设计合理的结构用钢金属材料,在石油平台、铁路和桥梁建设中应用十分广泛。近年来,随着陆地自然资源的匮乏,人们开始开采海洋资源,尤其是北极地区有丰富的石油和天然气,其所处的地理环境决定它的温度较低,因此在北极建立开采能源的钢结构除了具有较高的强度,还需要高的低温韧性。目前,针对高低温韧性的结构用钢主要通过添加合金元素Ni来提高低温韧性。但是,由于Ni是贵金属元素导致钢的成本上升,同时又是战略资源。因此,如何在不添加Ni的情况下,利用工艺优化来实现结构用钢的低温韧性提高,具有重要意义。晶粒细化是材料强化方法中,可以同时提高钢的强度和低温韧性的常用方法。本文以Q345E热轧H型钢材为研究对象,研究不同轧制温度对热轧H型钢晶粒平均尺寸、晶粒尺寸分布、组织组成相以及H型钢翼缘和腹板的晶粒尺寸的差异等的影响规律,并结合组织性能关系的讨论。对上述的实验结果从奥氏体的形变再结晶行为进行了分析。为优化轧制工艺温度制度,提高热轧Q345EH型钢强度和低温韧性提供帮助。本文将热轧Q345EH型钢设置在990℃、970℃、950℃、930℃、910℃和890℃六个不同的轧制工艺温度。分别分析了翼缘头部与中部、腹板头部与中部的晶粒尺寸。研究不同取样部位不同轧制温度处理后材料微观组织的变化,统计分析实验样品在不同取样部位和不同轧制温度条件下微观组织中铁素体晶粒平均直径、晶粒尺寸分布变化情况;并通过EBSD面扫描分析,利用金相分析方法测试铁素体晶粒平均直径及其尺寸分布的准确性。通过室温拉伸实验研究实验用钢的抗拉强度和屈服强度等力学性能变化情况,通过冲击实验探究实验样品在-60℃的冲击吸收功的变化情况。根据实验结果,分析了不同轧制温度对实验样品晶粒尺寸及分布、组织组成相以及力学性能变化的影响规律。根据本文的研究结果,可以发现轧制温度设置为910℃和890℃,翼缘头部与中部和腹板头部与中部都具有良好的综合力学性能。当轧制温度在910℃时,具有最佳的综合力学性能。而其它试样在不同轧制温度或不同取样部位都可能出现低温冲击韧性不合格的现象。低温冲击韧性不仅与晶粒尺寸的大小有关,而且与晶粒尺寸的分布有关,其中晶粒尺寸分布的影响更为显着。而组织组成相的影响,在本文实验范围内,影响似乎不太明显。热轧H型钢不同部位,性能有所差异。腹板的力学性能优于翼缘,这是由于在H型钢的实际轧制过程中,腹板和翼缘在不同的部位进行变形,由于腹板在轧制过程中压下量较大,腹板发生的变形也较大,导致形成的组织晶粒细小,造成了腹板的力学性能优于翼缘。
戴俭[5](2019)在《高氮奥氏体不锈钢的热变形行为研究》文中指出高氮奥氏体不锈钢用氮取代镍不仅可以降低成本,还可以在不过多降低塑性的同时提高材料的强度和耐腐蚀性能,但也存在回复阻滞现象,使得在轧制过程中容易出现应力集中,产生开裂。因此本课题组对高氮奥氏体不锈钢(高氮钢)的热变形行为进行研究。本文使用热力模拟试验机Gleeble-3500对高氮奥氏体不锈钢在不同的变形条件下进行单、双道次热压缩实验,其中单道次热压缩的变形温度与应变速率分别为950℃、1000℃、1050℃、1100℃与0.01s-1、0.1s-1、0.5s-1、1s-1,分析了变形条件对流变应力和微观组织的影响,建立高温热变形方程和动态再结晶动力学模型,绘制不同变形量下的热加工图;双道次实验的变形温度与单道次相同,应变速率为1s-1,道次间停留时间为520s,分析温度变化和道次间停留时间对流变应力和微观组织的影响,建立了亚动态再结晶动力学模型。研究结果如下:1、用origin软件对其单道次热压缩后的数据进行了拟合,分析了实验温度与应变速率对流变应力曲线的影响,借助金相显微镜和扫描电镜等表征方法观察分析其显微组织。结果显示:应变速率不变,流变应力随变形温度的升高而降低;变形温度不变,流变应力随着应变速率的增加而增大。热激活能为574.694KJ/mol,建立的本构方程其峰值应力预测值和实际值相关系数达到99.998%。该高氮奥氏体不锈钢的主要软化机制为动态再结晶,同时建立了动态再结晶动力学模型。基于动态材料模型,通过功率耗散图和流变失稳图得到高氮奥氏体不锈钢的热加工图,最佳的热加工工艺参数区间是变形温度为9801040℃,应变速率为0.050.24s-1。2、对高氮奥氏体不锈钢双道次热压缩后的流变应力曲线进行分析拟合,观察热压缩后的显微组织,其亚动态再结晶体积分数随道次间保温时间的延长和变形温度的升高而增加。通过线性回归分析获得了亚动态再结晶体积分数达到50%时的保温时间,求出亚动态再结晶激活能Qmrex=58.533KJ/mol,构建了亚动态再结晶动力学方程。
师先哲[6](2019)在《LZ50钢静态及亚动态再结晶行为的研究》文中研究说明车轴是列车行驶的关键部件之一。它的性能好坏会直接影响火车行驶的安全及铁路运输的发展,因此车轴的生产必需保质保量。车轴的锻造工艺虽然简单,但在加工期间会发生静态或亚动态再结晶,再结晶可以产生细小均匀的奥氏体晶粒,根据微观组织的遗传性,最终材料的组织也会受到奥氏体晶粒大小的影响,从而得到细小均匀的优良组织,提高车轴的强度硬度及塑韧性。本文使用Gleeble-3500热模拟试验机对LZ50钢进行双道次热压缩实验,根据得到的应力应变曲线使用应力补偿法计算静态再结晶软化率,建立了静态再结晶动力学方程,得到了变形参数对静态再结晶体积分数及静态再结晶速率的影响规律。介绍了元胞自动机(CA)模型的组成及运行规则,将静态再结晶机理与元胞自动机模型相结合,依据晶粒变形技术模拟了LZ50钢的热压缩过程以更接近实际。结合位错与畸变能的关系建立了再结晶形核模型,晶粒长大及粗化模型,将模拟步长与静态再结晶时间相对应,详细说明了静态再结晶建模过程。通过CA法对LZ50钢静态再结晶行为进行了模拟,得到了LZ50钢初始组织,分析了完整的静态再结晶过程,模拟结果与实验结果一致。对压缩后的试样进行抛光腐蚀实验并测量其晶粒度大小。将实验数据与模拟结果相结合分析了变形参数对再结晶晶粒尺寸与平均晶粒尺寸的影响,得到了不同变形条件对再结晶形核率及晶粒长大速率的影响规律。通过电子背散射衍射技术(EBSD)分析了材料内部晶粒取向与大小角度晶界的比例,分析了原始晶粒内各点之间的位向差,确定了LZ50钢静态再结晶形核机理。本文通过双道次热压缩实验研究了LZ50钢的亚动态再结晶行为,其中真应变为0.3~0.7,其余变形条件与静态再结晶类似,得到了双道次应力应变曲线。利用应力补偿法计算了亚动态再结晶体积分数,分析了变形条件对亚动态再结晶体积分数的影响,建立了亚动态再结晶动力学方程。通过实验测得亚动态再结晶后的晶粒度,分析了变形条件对亚动态再结晶晶粒大小的影响。确定了可以得到优良组织的工艺参数范围,为生产提供理论指导。
张学瑞[7](2019)在《电渣重熔Mn18Cr18N奥氏体不锈钢热变形行为及微观组织演变规律的研究》文中研究表明Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢作为电力装备大型发电机护环钢,具有良好的综合性能和抗应力腐蚀性能。目前,采用Mn18Cr18N电渣重熔钢锭生产护环,钢锭的纯净度高,致密性好,但是柱状晶发达,锻件经常会出现粗晶、混晶等现象,从而导致组织性能不均匀等质量问题。因此,本文以Mn18Cr18N电渣重熔钢锭为研究对象,采用热力模拟实验、组织测试分析和数值模拟相结合的方法,研究电渣重熔Mn18Cr18N钢的热变形行为及微观组织演变规律,进行热变形本构方程和微观组织演变模型的建立,对工艺过程的数值模拟分析研究,以期为电渣重熔Mn18Cr18N钢护环锻件组织性能提供理论基础和关键技术参数。首先采用Gleeble-1500D热力模拟试验机,进行了变形温度950℃-1200℃、应变速率0.001-1s-1、真应变0.69变形条件下电渣重熔Mn18Cr18N钢的恒温热压缩实验,获得了该钢热变形应力-应变曲线。在此基础上,分析了该钢的热变形行为和特征参数。计算获得较高的热变形激活能为637.351KJ/mol,表明该钢动态再结晶迟缓;应力指数为4.95,说明该钢热变形由攀移机制所控制。通过流变曲线特征点的分析和模型化,采用了两阶段的Laasraoui方程建立了该钢的流动应力方程。采用金相法,分析了电渣重熔Mn18Cr18N钢热变形过程微观组织的演变过程,获得了热变形动态再结晶晶粒组织的演变规律,建立了动态再结晶动力学和晶粒尺寸演变模型,为该钢热变形微观组织的数值模拟提供了微观组织演变模型。将电渣重熔Mn18Cr18N钢热变形微观组织演变模型集成到Deform-3D模拟软件中,模拟分析了一次大变形量镦粗和三道次小变形累积镦粗过程中热力参数和微观组织演变规律,并进行了实验验证。结果表明,对电渣重熔Mn18Cr18N钢进行道次间保温的三道次小变形累积镦粗工艺的锻造,可以获得细匀化的晶粒组织,并使高温铁素体弥散溶入基体组织,获得较高的综合力学性能。
申文飞[8](2019)在《直接切削用非调质钢大棒材控乳控冷过程数值模拟研究》文中提出特殊钢属于高附加值、高技术含量的钢种,它是衡量一个国家是否为钢铁强国的重要标志。直接切削用非调质钢作为一种典型的特殊钢,具有节能环保、生产周期短、性价比高等优点,拥有广阔的市场前景。然而,我国对该钢种的研究还严重匮乏,其生产过程中的微观组织演变规律还不明确,该钢种大棒材产品还存在生产效率低、控冷工艺差、产品质量不足等问题。为此,本论文以直接切削用非调质钢大棒材为研究对象,设计了适用于大棒材生产的控冷工艺,并通过以数值模拟为主和适量实验验证的方法,对该钢种大棒材控轧控冷全过程进行了研究,为提高直接切削用非调质钢大棒材生产效率和产品质量提供了理论和应用依据。具体内容和结论包括以下几个方面:1.为了研究直接切削用非调质钢SG4201在热加工过程中的微观组织演变规律,本文利用Gleeble1500热力模拟试验机对该钢种进行了物理模拟实验。系统地研究了该钢种的晶粒长大行为、动态再结晶行为、亚动态再结晶行为和静态再结晶行为,并相应的建立了能够描述该钢种晶粒长大和再结晶行为的数学模型。利用Formastor-FII相变测定试验机测量了直接切削用非调质钢SG4201的等温转变曲线,得到了该钢种不同等温条件下的相变规律及相变后的组织相貌,为控冷过程中奥氏体等温转变数值模拟提供了实验基础。2.为了研究直接切削用非调质钢SG4201大棒材控轧过程的微观组织演变机理,本文利用有限元软件MSC.Marc及其二次开发功能,并结合SG4201钢奥氏体晶粒演变数学模型,建立了该钢种大棒材控轧过程热-力-组织多场耦合有限元模型。模拟得到了不同规格大棒材在控轧过程中的宏观物理场量的分布和演变,以及奥氏体组织的分布和演变,这包括不同类型的再结晶体积分数和平均晶粒尺寸。以上研究结果揭示了直接切削用非调质大棒材控轧过程奥氏体晶粒演变规律。通过现场测量数据验证了有限元模拟结果的准确性。3.本文设计了直接切削用非调质钢SG4201大棒材控冷过程生产工艺,并在实际应用中取得良好效果。为了进一步研究SG4201大棒材控冷过程的相变规律和温度变化,又利用有限元软件MSC.Marc及其二次开发功能,并结合SG4201钢奥氏体等温转变曲线,建立了该钢种大棒材控冷过程的热-组织耦合有限元模型。通过模拟得到了不同规格大棒材控冷过程的温度和组织演变结果,揭示了直接切削用非调质钢大棒材控冷过程奥氏体等温转变规律。控冷过程的模拟结果得到了实验验证。4.研究发现,控轧过程待温时间过长是导致大棒材生产效率低的主要原因,而大棒材产品表面硬度高则是由于控冷过程产生了高硬度马氏体。为此,本文提出了多种工艺优化方案,并通过数值模拟的方法对不同工艺的优化效果进行了对比分析,最后确定间断式穿水冷却工艺为控轧过程最佳待温工艺,而控冷过程最佳工艺为增加穿水水箱数量并适当减小单个水箱水量。采用最佳控轧控冷工艺生产的直接切削用非调质钢大棒材,其生产效率可提高16-23%,且棒材表面硬化层可基本消除,产品的切削加工性能得到提高。
吴思炜[9](2018)在《基于工业大数据的热轧带钢组织性能预测与优化技术研究》文中认为目前,钢铁企业生产的特点是大型化、连续化、集约化,用户需求的特点是个性化、多样化、优质化。钢铁企业生产技术和组织管理与用户需求产生了矛盾。为了解决这一矛盾,研究者们开发热轧工艺优化设计技术,即在考虑实际生产过程中复杂约束条件的前提下,针对用户个性化需求,结合组织性能预测技术和多目标优化算法快速计算出最优生产工艺。其中,合理的组织性能预测模型是热轧工艺优化设计技术的核心。在基于大数据建模技术的研究中,研究者们更多关注模型的预测精度,将研究重点放在模型的构建方法上,对于原始数据常常不加处理或者经过简单的标准化处理后直接用于建模。在模型应用过程中一旦涉及到模型的规律性研究,很容易产生偏离实际的预测结果。因此,合理的数据处理对于工业数据建模至关重要。针对大数据环境下组织性能预测与优化技术面临的模型实用性和合理性问题,本文从大数据的处理着手,改善数据质量、提高算法精度、开发高效智能算法、丰富模型预测功能,最终实现了组织性能预测与优化技术的工业应用。本论文的主要工作内容如下:(1)钢铁工业大数据挖掘技术开发:对热轧生产线采集的大量工业数据进行匹配、整理,建立数据库。结合数理统计和轧制工艺理论,针对C-Mn钢开发了填补空缺值、钢卷归并、相似工艺聚类和数据均衡化等数据处理方法,使处理后的数据呈现出合理的规律性。采用贝叶斯正则化神经网络建立了 C-Mn钢的化学成分-工艺参数-力学性能对应关系模型,并与未经过数据处理建立的模型相比较,分析化学成分和工艺参数对力学性能的影响规律。结果表明:当采用未经过数据处理建立的模型进行模型规律性分析时,模型在局部的预测值会偏离实测值;而采用经过数据处理建立的模型能够在保证一定预测精度的前提下,反映出合理的物理冶金学规律。(2)基于人工智能理论的力学性能预测研究:在热轧带钢力学性能预测中引入随机森林算法,针对Q345B钢种,采用重采样技术选择建模数据,构建大量分类回归树,实现了 Q3 4 5B钢的力学性能预测。与传统逐步回归模型进行对比,结果表明:随机森林模型具有良好的非线性拟合能力,鲁棒性较强,预测精度较高。其屈服强度预测值与实测值平均误差为-0.61 MPa,标准差为25.10 MPa;抗拉强度预测值与实测值平均误差为0.548 MPa,标准差为23.05 MPa;延伸率预测值与实测值平均误差为0.0088%,标准差为2.09%。(3)智能化热轧工艺优化设计研究:将正交试验设计理论和ε占优策略引入免疫克隆选择算法,加快了算法的收敛速度,开发了ε-ODICSA(ε-Orthogonal Design Immune Clone Selection Algorithm,ε-ODICSA)算法。将 ε-ODICSA 算法与传统多目标优化算法IBEA、NSGA2和SPEA2在ZDT系列测试函数上的优化效果进行对比,结果表明:ε-ODICSA算法在最优Pareto前沿的逼近性和均匀性等方面表现出显着的优越性。针对380CL钢中合金成本较高的问题,将ε-ODICSA算法与热轧板带化学成分-工艺参数-力学性能对应关系模型相结合,对380CL钢的热轧工艺进行了优化设计,通过将卷取温度由600℃降低至510℃,在保证符合380CL钢力学性能标准要求的前提下使Mn含量降低至约原来的50%,节约了生产成本。(4)基于大数据的智能化热轧工艺优化设计系统开发:基于工业大数据挖掘技术、高精度力学性能预测技术和高效的多目标优化算法,利用C++和C#语言开发了智能化热轧工艺优化设计系统。系统包含数据查询筛选模块、数据挖掘模块、高精度力学性能在线预测模块和智能化热轧工艺优化设计模块。针对2150ASP热轧生产线,利用该软件实现了典型钢种(500L-Z、L485M、SS400Cr、S275JR、SPHC、Q235B和Q345B)的力学性能高精度在线预测,其预测精度为:屈服强度预测值与实测值相对误差在±8%范围内,抗拉强度预测值与实测值相对误差在±6%范围内,延伸率预测值与实测值绝对误差在±6%范围内。利用该系统在工业上实现了 HP295钢性能稳定性控制,提高了产品质量。(5)大数据驱动的物理冶金学模型研究:基于2150ASP热轧生产线,建立了描述热连轧及连续冷却过程中轧件内部显微组织演变的模型,其中包括温度场模型、奥氏体再结晶模型、奥氏体晶粒长大模型、相变模型、析出模型以及最终力学性能预测模型。基于该模型框架,采用遗传算法对模型中的关键参数进行了优化,开发了大数据驱动的物理冶金学模型。分别针对Q235B钢种和X70钢种建立了组织性能预测模型,通过工业试轧对模型预测结果进行验证。与传统的物理冶金学模型对比,大数据驱动的物理冶金学模型取得了较高的预测精度。对于Q235B,其屈服强度预测值与实测值相对误差在±10%范围内,抗拉强度预测值与实测值相对误差在±6%范围内,延伸率预测值与实测值绝对误差在±6%范围内;对于X70,其屈服强度预测值与实测值相对误差在±10%范围内,抗拉强度预测值与实测值相对误差在±4%范围内,延伸率预测值与实测值绝对误差在±6%范围内。
金光秀(KIM KWANG SU)[10](2015)在《V-B微合金钢控轧控冷过程组织演变机理及力学性能》文中认为随着现代工业的迅速发展,汽车用钢在钢铁工业中所占的比重也越来越大,对汽车用钢的要求也越来越高,从人们对能源消耗、环境保护以及安全性的要求,迫切要求提高汽车用钢的性能、延长其使用寿命、降低钢铁材料的生产成本。采用低成本微合金系并结合控轧控冷工艺而实现钢铁材料的高强度化,是节能、节约资源、环保和汽车减量化的主要线路,也是新一代汽车用钢的发展趋势。本文以攀钢集团有限公司合作的科研项目为背景,以采用V微合金化并添加微量的B同时结合控轧控冷工艺开发低成本高性能汽车用钢为目的,对V-B微合金化钢热加工过程组织变化规律和控轧控冷工艺进行研究。通过实验室热模拟实验,研究了 V-B微合金化钢奥氏体高温热变形行为、轧后冷却过程贝氏体相变行为及钒碳氮化物在贝氏体铁素体区的等温析出行为,在此基础上进行了实验室热轧实验,确定了轧制工艺和冷却工艺对V-B微合金化高强汽车用钢组织性能的影响规律。论文的主要研究工作及创新性成果如下:(1)利用热模拟实验技术,采用膨胀法并结合金相组织观察研究了实验钢奥氏体连续冷却过程中的相变行为,分析了硼与钒对相变影响的互相关系,绘制了实验钢在连续冷却条件下的静态CCT及动态CCT曲线。硼对贝氏体转变的影响与实验钢中的钒含量有关,钢中加入适量的钒(≤0.086%)时,硼对贝氏体转变的促进作用很明显,实验钢在0.5℃/s的缓冷速下也形成大量的贝氏体;而钢中加入过量的钒(0.175%)时,硼对铁素体转变的抑制作用消失,组织内形成大量的铁素体。实验钢中加入钒含量为0.086%以下时,钒含量的变化没有对贝氏体转变行为产生明显的影响,在2℃/s的缓冷速下都转变为全贝氏体组织;而加入钒含量为0.175%时,由于较粗大的钒析出物在奥氏体区的早期析出及其作为附加的铁素体形核位置,促进铁素体转变,不利于获得贝氏体组织。变形及未变形条件下,相变后含硼钒微合金钢的硬度都高于不含硼的钒微合金钢硬度。(2)利用热模拟实验技术,通过单道次及双道次压缩实验研究了实验钢奥氏体高温变形行为,分析了硼和钒及变形工艺参数对奥氏体动态再结晶行为的影响规律,计算出了实验钢的动态及静态再结晶激活能,并回归出实验钢的变形抗力模型的系数。分析认为,由固溶硼和硼化物对动态再结晶行为的相反影响,钢中加入微量硼使实验钢动态再结晶激活能和峰值应力稍微降低,从而对实验钢的动态再结晶有一定程度的促进作用;随着钒含量的增加,实验钢动态再结晶激活能和峰值应力增加,动态再结晶有所抑制。(3)通过奥氏体中硼氮化物形成规律的热力学分析,提出了钒微合金钢中硼元素对贝氏体转变的效果提高方案。B对奥氏体稳定性提高的影响与钢中B的固溶量有关,为提高含硼钢中的固溶B含量,应加入比B与N的结合力强的Ti;钢中V含量几乎不会影响固溶B含量,只与钢中加入Ti含量有关,其含量为钢中N含量的3.4~3.8倍。(4)通过奥氏体冷却转变过程中碳氮化物析出的热力学分析及等温析出热模拟实验,研究了钒碳氮化物在贝氏体铁素体区的析出规律。在350~700℃范围内,V(C,N)在位错线上的形核为主要形核机制;形核率随温度的变化均呈现反C曲线形态;最大形核率温度大致在550~600℃之间;相对析出开始时间及结束时间随温度的变化呈现C曲线的形态,实验钢的最快沉淀析出温度大致在600~675℃之间。实验钢在500~600℃等温得到的组织为贝氏体或贝氏体+铁素体;统计出各试验温度和保温时间内析出的体积分数,在相同保温时间条件下,600℃时析出量最大;随着钒含量的增加,V(C,N)析出的体积分数增大。(5)利用热模拟实验技术,研究了热轧工艺参数及实验钢中钒含量对组织性能的影响规律,在此基础上,进行了试轧实验制定了合理的控轧控冷工艺制度。随着卷取温度的降低,贝氏体含量增大而相变强化也增强,而钒析出物量减少不利于发挥V元素沉淀强化的效果;最佳卷取温度随钒含量的不同而不同;相比于卷取温度,终轧温度和冷却速率对实验钢组织性能的影响不大。钢中钒含量为0.086%时,综合利用相变强化和析出强化,获得了屈服强度、抗拉强度及延伸率分别为605MPa、723MPa、18.5%,此时最佳控轧控冷工艺:终轧温度840~860℃、卷取温度540~560℃、冷却速度25~39℃/s。(6)通过实验钢冷弯性能及低温冲击性能实验确定了含硼钒微合金钢具有优良的冷弯性能和良好的冲击性能。
二、含硼微合金钢静态及亚动态再结晶动力学模型研究(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、含硼微合金钢静态及亚动态再结晶动力学模型研究(论文提纲范文)
(1)热作模具钢5CrNiMoV(Nb)热变形行为及组织性能研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 绪论 |
2.1 热作模具钢概述 |
2.2 国内外热作模具钢发展 |
2.2.1 国内热作模具钢发展 |
2.2.2 国外热作模具钢发展 |
2.3 热作模具钢自由锻研究 |
2.3.1 自由锻工艺研究 |
2.3.2 高温塑性变形行为研究 |
2.4 热作模具钢服役性能研究 |
2.5 研究方案 |
2.5.1 研究内容 |
2.5.2 技术路线 |
2.5.3 创新点 |
3 热作模具钢微观组织及其特性研究 |
3.1 引言 |
3.2 试验材料及设备 |
3.2.1 试验材料 |
3.2.2 试验测试及方法 |
3.3 试验钢析出相热力学计算 |
3.3.1 5CrNiMoV钢平衡析出相分析 |
3.3.2 5CrNiMoVNb钢平衡析出相分析 |
3.3.3 Mo、V、Nb等在奥氏体中的固溶度分析 |
3.4 试验材料微观组织及力学性能 |
3.4.1 相变点的测量 |
3.4.2 试验钢热处理工艺 |
3.4.3 组织评价及性能测试 |
3.5 本章小结 |
4 热作模具钢热变形行为研究 |
4.1 引言 |
4.2 试验方法 |
4.3 高温流变应力分析 |
4.3.1 流变应力曲线 |
4.3.2 高温流变应力模型及验证 |
4.3.3 热加工图分析 |
4.3.4 热激活能分析 |
4.4 动态再结晶行为研究 |
4.4.1 动态再结晶动力学模型及验证 |
4.4.2 动态再结晶晶粒尺寸模型及验证 |
4.5 亚动态再结晶行为分析 |
4.5.1 亚动态再结晶行为分析 |
4.5.2 亚动态再结晶动力学模型及验证 |
4.6 奥氏体晶粒长大行为研究 |
4.7 本章小结 |
5 热作模具钢组织演变及热变形微观织构研究 |
5.1 引言 |
5.2 试验方法 |
5.3 原始奥氏体组织演变规律 |
5.4 马氏体与母相奥氏体取向关系 |
5.5 奥氏体热变形织构研究 |
5.5.1 不同变形温度对奥氏体织构演变的影响 |
5.5.2 不同应变速率对奥氏体织构演变的影响 |
5.6 马氏体相变织构研究 |
5.7 本章小结 |
6 5CrNiMoV模块锻造成形模拟及试验研究 |
6.1 引言 |
6.2 锻造成形模拟研究 |
6.2.1 有限元模型的建立 |
6.2.2 模拟结果分析 |
6.3 锻造成形试验研究 |
6.3.1 锻造成形试验过程 |
6.3.2 试验结果分析 |
6.4 5CrNiMoV大型热作模块自由锻模拟研究 |
6.4.1 大型模块有限元模型的建立及参数 |
6.4.2 自由锻数值模拟结果分析 |
6.4.3 自由锻工艺参数优化 |
6.5 本章小结 |
7 热作模具钢热稳定性研究 |
7.1 引言 |
7.2 试验方法 |
7.3 合金元素配比分析 |
7.4 5CrNiMoV和5CrNiMoVNb钢热稳定性对比分析 |
7.4.1 热稳硬度演变规律 |
7.4.2 热稳微观组织分析 |
7.5 残余应变对5CrNiMoV钢热稳定性的影响 |
7.5.1 热稳硬度变化规律 |
7.5.2 热稳微观组织分析 |
7.6 两种Cr-Mo-V系热作模具钢热稳定性机理分析 |
7.7 本章小结 |
8 热作模具钢热疲劳性能研究 |
8.1 引言 |
8.2 实验方法 |
8.3 热疲劳实验结果分析 |
8.3.1 不同循环次数下的疲劳性能分析 |
8.3.2 热疲劳对组织的影响 |
8.3.3 热疲劳硬度变化 |
8.4 热疲劳机理分析 |
8.4.1 疲劳裂纹萌生及扩展分析 |
8.4.2 两种热疲劳寿命比较研究 |
8.5 本章小结 |
9 结论 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(2)10#钢再结晶及组织演变行为研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 热轧工艺研究现状 |
1.3 热变形过程中的组织演变机制 |
1.3.1 回复机制 |
1.3.2 动态再结晶机制 |
1.3.3 亚动态再结晶机制 |
1.3.4 静态再结晶机制 |
1.3.5 晶粒长大机制 |
1.4 热变形物理模拟技术概况 |
1.5 本论文主要研究内容 |
2 实验材料及方案 |
2.1 引言 |
2.2 实验材料及仪器 |
2.3 实验方案 |
2.3.1 加热保温实验 |
2.3.2 单道次热压缩实验 |
2.3.3 双道次热压缩实验 |
3 10~#钢晶粒长大行为研究 |
3.1 引言 |
3.2 10~#钢晶粒长大行为 |
3.2.1 加热温度对奥氏体晶粒长大的影响 |
3.2.2 保温时间对奥氏体晶粒长大的影响 |
3.3 10~#钢晶粒长大方程的建立 |
3.4 10~#钢晶粒长大方程的验证 |
3.5 本章小结 |
4 10~#钢动态再结晶行为研究 |
4.1 引言 |
4.2 10~#钢单道次热压缩应力-应变曲线 |
4.3 10~#钢不同变形工艺参数下的微观组织分析 |
4.4 10~#钢流变应力本构方程的构建与验证 |
4.5 10~#钢热加工图的构建 |
4.6 10~#钢动态再结晶方程的构建 |
4.6.1 动态再结晶临界应变方程 |
4.6.2 动态再结晶动力学方程 |
4.6.3 动态再结晶晶粒尺寸方程 |
4.7 10~#钢动态再结晶方程的验证 |
4.8 本章小结 |
5 10~#钢亚动态再结晶行为研究 |
5.1 引言 |
5.2 10~#钢亚动态再结晶双道次应力-应变曲线 |
5.3不同变形工艺参数对10~#钢亚动态再结晶的影响 |
5.3.1 变形温度对亚动态再结晶的影响 |
5.3.2 应变速率对亚动态再结晶的影响 |
5.3.3 预应变对亚动态再结晶的影响 |
5.4 10~#钢亚动态再结晶方程的构建 |
5.4.1 亚动态再结晶动力学方程 |
5.4.2 亚动态再结晶晶粒尺寸方程 |
5.5 10~#钢亚动态再结晶方程的验证 |
5.6 本章小结 |
6 10~#钢静态再结晶行为研究 |
6.1 引言 |
6.2 10~#钢静态再结晶双道次应力-应变曲线 |
6.3 不同变形工艺参数对10~#钢静态再结晶的影响 |
6.3.1 变形温度对静态再结晶的影响 |
6.3.2 变形速率对静态再结晶的影响 |
6.3.3 预应变对静态再结晶的影响 |
6.4 10~#钢静态再结晶方程的构建 |
6.4.1 静态再结晶动力学方程 |
6.4.2 静态再结晶晶粒尺寸方程 |
6.5 10~#钢静态再结晶方程的验证 |
6.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(3)X70管线钢再结晶及微观组织演变行为研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 管线钢及材料发展状况 |
1.2.1 管线钢发展概况 |
1.2.2 低碳微合金X70 管线钢性能及应用概况 |
1.3 再结晶和微观组织演变理论 |
1.3.1 金属热变形物理模拟技术概况 |
1.3.2 晶粒长大过程机理 |
1.3.3 动态再结晶机理 |
1.3.4 亚动态再结晶机理 |
1.3.5 静态再结晶机理 |
1.4 本论文主要研究思路和内容 |
2 实验材料及方案 |
2.1 引言 |
2.2 实验材料及实验设备 |
2.3 实验方案 |
2.3.1 加热保温实验 |
2.3.2 单道次热压缩实验 |
2.3.3 双道次热压缩实验 |
2.4 本章小结 |
3 X70 钢晶粒长大行为研究 |
3.1 引言 |
3.2 X70 钢晶粒长大行为 |
3.2.1 加热温度对奥氏体晶粒长大的影响 |
3.2.2 保温时间对奥氏体晶粒长大的影响 |
3.3 X70 钢晶粒长大动力学模型建立 |
3.3.1 Beck模型 |
3.3.2 Hillert模型 |
3.3.3 Sellars模型 |
3.4 X70 钢晶粒长大动力学模型验证 |
3.5 本章小结 |
4 X70 钢动态再结晶行为研究 |
4.1 引言 |
4.2 X70 钢单道次热变形应力-应变曲线 |
4.3 X70 钢单道次热变形显微组织分析 |
4.4 X70 钢动态再结晶模型 |
4.4.1 本构方程 |
4.4.2 动力学方程 |
4.4.3 晶粒尺寸方程 |
4.5 X70 钢动态再结晶模型验证 |
4.6 X70 钢热加工图 |
4.7 本章小结 |
5 X70 钢亚动态再结晶行为研究 |
5.1 引言 |
5.2 X70 钢双道次热变形应力-应变曲线 |
5.3 工艺参数对X70 钢亚动态再结晶的影响 |
5.3.1 变形温度对亚动态再结晶的影响 |
5.3.2 应变速率对亚动态再结晶的影响 |
5.4 X70 钢亚动态再结晶模型 |
5.4.1 动力学方程 |
5.4.2 晶粒尺寸方程 |
5.5 X70 钢亚动态再结晶模型验证 |
5.6 本章小结 |
6 X70 钢静态再结晶行为研究 |
6.1 引言 |
6.2 X70 钢双道次热变形应力-应变曲线 |
6.3 工艺参数对X70 钢静态再结晶的影响 |
6.3.1 变形温度对静态再结晶的影响 |
6.3.2 应变速率对静态再结晶的影响 |
6.3.3 预应变对静态再结晶的影响 |
6.3.4 初始晶粒尺寸对静态再结晶的影响 |
6.4 X70 钢静态再结晶模型 |
6.4.1 动力学方程 |
6.4.2 晶粒尺寸方程 |
6.5 X70 钢静态再结晶模型验证 |
6.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(4)轧制工艺温度对高强高低温韧性H型钢组织性能的影响(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题的背景 |
1.2 热轧H型钢生产技术的发展 |
1.3 高低温韧性结构钢的研究现状 |
1.4 工艺优化途径的研究现状 |
1.4.1 严格控制加热温度和加热速度 |
1.4.2 降低钢中的夹杂物 |
1.4.3 调整轧制工艺温度 |
1.4.4 控制冷却速度 |
1.5 控制轧制及轧制工艺制度 |
1.5.1 控制轧制 |
1.5.2 轧制工艺制度 |
1.5.3 晶粒细化 |
1.6 轧制过程中发生的物理冶金现象 |
1.6.1 动态再结晶 |
1.6.2 亚动态再结晶 |
1.6.3 静态再结晶 |
1.6.4 混晶组织的出现 |
1.7 研究的内容与意义 |
1.7.1 研究内容 |
1.7.2 研究意义 |
第2章 实验方案 |
2.1 研究的技术路线 |
2.2 实验材料 |
2.3 实验材料取样位置 |
2.4 实验内容 |
2.4.1 金相显微组织观察 |
2.4.2 组织组成相体积分数的测定 |
2.4.3 EBSD分析 |
2.4.4 室温拉伸试验 |
2.4.5 冲击试验 |
第3章 不同轧制温度对高强高低温韧性H型钢晶粒尺寸和分布影响 |
3.1 不同轧制温度对高强高低温韧性H型钢晶粒平均直径影响 |
3.2 不同轧制温度对高强高低温韧性H型钢晶粒尺寸分布影响 |
3.3 910 ℃下高强高低温韧性H型钢的EBSD分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 不同轧制温度对高强高低温韧性H型钢组织组成相的影响 |
4.1 不同轧制温度对翼缘头部组成相的影响 |
4.2 不同轧制温度对翼缘中部组织组成相的影响 |
4.3 不同轧制温度对腹板头部组织组成相的影响 |
4.4 不同轧制温度对腹板中部组织组成相的影响 |
4.5 本章小结 |
第5章 晶粒尺寸及分布和组织组成相对高强高低温韧性H型钢性能影响 |
5.1 晶粒尺寸及分布和组织组成相对Q345EH型钢强度的影响 |
5.1.1 晶粒尺寸及分布对Q345EH型钢强度的影响 |
5.1.2 组织组成相对Q345EH型钢强度的影响 |
5.2 晶粒尺寸及分布和组织组成相对Q345EH型钢低温冲击韧性的影响 |
5.2.1 晶粒尺寸对材料低温冲击韧性的影响 |
5.2.2 晶粒尺寸分布对材料低温冲击韧性的影响 |
5.2.3 组织组成相对材料低温冲击韧性的影响 |
5.3 本章小结 |
第6章 总结 |
参考文献 |
在校研究成果 |
致谢 |
(5)高氮奥氏体不锈钢的热变形行为研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 高氮钢及其发展与研究 |
1.3 金属材料的热变形行为 |
1.3.1 研究方法 |
1.3.2 动态再结晶行为的研究现状 |
1.3.3 亚动态再结晶行为的研究现状 |
1.4 热加工图的理论及其应用 |
1.4.1 热加工图的研究进展 |
1.4.2 热加工图理论的材料模型 |
1.4.3 热加工图的应用 |
1.5 本文研究目的及内容 |
第二章 实验材料及方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 试样材料的选取 |
2.1.2 试样原始显微组织 |
2.2 热压缩实验 |
2.2.1 实验设备 |
2.2.2 试验方法 |
2.3 热压缩显微组织观察 |
2.4 本章小结 |
第三章 高氮钢的高温本构方程和动态再结晶行为的研究 |
3.1 引言 |
3.2 单道次热压缩真应力-真应变曲线分析 |
3.3 热变形参数对高氮钢流变应力及显微组织的影响 |
3.3.1 应变速率对高氮钢流变应力的影响 |
3.3.2 变形温度对高氮钢流变应力的影响 |
3.4 热变形本构方程 |
3.5 动态再结晶的临界条件 |
3.6 动态再结晶动力学模型 |
3.7 动态再结晶晶粒尺寸模型 |
3.8 变形条件对试样微观组织的影响 |
3.8.1 变形速率对微观组织的影响 |
3.8.2 变形温度对微观组织的影响 |
3.9 本章小结 |
第四章 高氮钢的热加工图 |
4.1 引言 |
4.2 热加工图物理模型的理论基础 |
4.2.1 动力学模型 |
4.2.2 原子理论模型 |
4.2.3 动态材料模型(DMM) |
4.3 基于动态材料模型理论的热加工图 |
4.3.1 基于动态材料模型理论的功率耗散 |
4.3.2 基于动态材料模型理论的流变失稳判据 |
4.4 热加工图的构造 |
4.4.1 功率耗散图 |
4.4.2 流变失稳图 |
4.5 高氮钢热加工图的分析 |
4.5.1 功率耗散图中的峰值区和谷值区 |
4.5.2 高氮钢热加工图中的失稳区 |
4.6 高氮钢热加工工艺参数的优化 |
4.7 本章小结 |
第五章 高氮钢的亚动态再结晶行为研究 |
5.1 引言 |
5.2 双道次真应力-真应变曲线分析 |
5.3 亚动态再结晶体积分数的计算 |
5.4 热变形参数对高氮钢亚动态再结晶的影响 |
5.5 单双道次热压缩后微观组织的对比分析 |
5.6 亚动态再结晶动力学模型的建立 |
5.6.1 亚动态再结晶激活能Qmrex的计算 |
5.6.2 亚动态再结晶动力学方程的建立 |
5.7 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
硕士期间发表论文 |
(6)LZ50钢静态及亚动态再结晶行为的研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 再结晶的实验研究及建模 |
1.2.2 电子背散射衍射在再结晶中的应用 |
1.2.3 静态再结晶的元胞自动机模拟 |
1.3 研究内容 |
第二章 LZ50钢静态再结晶行为研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验材料与方案 |
2.2.1 实验材料 |
2.2.2 实验方案 |
2.3 实验结果与分析 |
2.3.1 静态再结晶应力应变曲线 |
2.3.2 静态再结晶体积分数计算 |
2.3.3 静态再结晶动力学方程 |
2.4 本章小结 |
第三章 静态再结晶元胞自动机建模 |
3.1 引言 |
3.2 元胞自动机组成 |
3.3 静态再结晶理论模型 |
3.3.1 基本假设 |
3.3.2 位错密度模型 |
3.3.3 静态再结晶形核率模型 |
3.3.4 静态再结晶晶粒长大模型 |
3.3.5 晶粒粗化模型 |
3.4 静态再结晶元胞自动机建模过程 |
3.4.1 材料参数输入 |
3.4.2 元胞属性赋值 |
3.4.3 晶粒拓扑变形 |
3.4.4 晶粒形核及长大模拟 |
3.4.5 结果输出 |
3.4.6 流程图 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于CA法的静态再结晶组织演变研究 |
4.1 引言 |
4.2 静态再结晶组织演变CA模拟 |
4.2.1 初始组织模拟 |
4.2.2 静态再结晶CA模拟 |
4.2.3 模拟结果与实验结果对比 |
4.3 工艺参数对静态再结晶组织演变的影响 |
4.3.1 温度对静态再结晶组织演变的影响 |
4.3.2 应变对静态再结晶组织演变的影响 |
4.3.3 应变速率对静态再结晶组织演变的影响 |
4.3.4 初始晶粒尺寸对静态再结晶组织演变的影响 |
4.3.5 工艺参数对静态再结晶的影响比较 |
4.4 静态再结晶机理研究 |
4.5 本章小结 |
第五章 LZ50钢亚动态再结晶行为研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验方案 |
5.2.1 应变量确定 |
5.2.2 亚动态再结晶实验方案 |
5.3 实验结果与分析 |
5.3.1 亚动态再结晶应力应变曲线 |
5.3.2 亚动态再结晶体积分数计算 |
5.3.3 亚动态再结晶动力学方程 |
5.4 亚动态再结晶组织演变规律 |
5.4.1 温度对亚动态再结晶组织演变的影响 |
5.4.2 应变对亚动态再结晶组织演变的影响 |
5.4.3 应变速率对亚动态再结晶组织演变的影响 |
5.4.4 初始晶粒尺寸对亚动态再结晶组织演变的影响 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文目录 |
(7)电渣重熔Mn18Cr18N奥氏体不锈钢热变形行为及微观组织演变规律的研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题的研究背景 |
1.2 护环的研究现状 |
1.2.1 国内外护环的研究现状 |
1.2.2 Mn18Cr18N护环钢电渣重熔技术 |
1.3 Mn18Cr18N护环钢微观组织演变研究现状 |
1.4 大型锻件微观模拟的研究方法 |
1.4.1 大型锻件微观组织模拟的研究现状 |
1.4.2 随机性模型 |
1.4.3 神经网络模型 |
1.4.4 回归唯象模型 |
1.5 论文研究内容及意义 |
第二章 实验材料与实验方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 Mn18Cr18N钢的化学成分 |
2.1.2 Mn18Cr18N钢的电渣重熔凝固组织 |
2.2 热力模拟实验 |
2.2.1 实验设备 |
2.2.2 实验程序 |
2.3 金相分析 |
2.4 镦粗工艺实验 |
2.5 拉伸性能测试 |
第三章 ESR Mn18Cr18N护环钢热变形行为 |
3.1 引言 |
3.2 流变应力曲线 |
3.3 流变应力模型的构建 |
3.3.1 加工硬化阶段 |
3.3.2 动态再结晶阶段 |
3.4 本构方程 |
3.5 本章小结 |
第四章 ESR Mn18Cr18N热变形微观组织演变 |
4.1 热变形微观组织分析 |
4.2 动态再结晶的动力学模型 |
4.3 动态再结晶晶粒尺寸模型 |
4.4 本章小结 |
第五章 热变形工艺数值模拟与实验研究 |
5.1 引言 |
5.2 模拟模型的建立 |
5.2.1 数值模拟的参数 |
5.2.2 材料模型的集成 |
5.3 数值模拟结果的分析 |
5.3.1 工艺1的数值模拟 |
5.3.2 工艺2的数值模拟 |
5.3.3 工艺3的数值模拟 |
5.4 工艺实验 |
5.4.1 工艺1实验结果分析 |
5.4.2 工艺2实验结果分析 |
5.4.3 工艺3实验结果分析 |
5.4.4 不同镦粗工艺对Mn18Cr18N钢力学性能的影响 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间参加的项目和发表的论文 |
(8)直接切削用非调质钢大棒材控乳控冷过程数值模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 非调质钢介绍 |
1.3 直接切削用非调质钢介绍 |
1.4 轧制过程数值模拟研究现状 |
1.5 棒材控轧控冷过程研究现状 |
1.6 本文主要研究内容和研究思路 |
2 控轧控冷过程有限元数值模拟基本理论 |
2.1 引言 |
2.2 有限元基本原理 |
2.3 传热学和弹塑性力学基本理论 |
2.3.1 热传导问题及有限元方程 |
2.3.2 弹塑性力学问题及有限元方程 |
2.3.3 热-力耦合过程计算 |
2.4 控轧过程奥氏体晶粒演变基本理论 |
2.4.1 再结晶及晶粒长大概述 |
2.4.2 再结晶及晶粒长大模型 |
2.5 控冷过程奥氏体等温转变基本理论 |
2.6 本章小结 |
3 直接切削用非调质钢SG4201奥氏体晶粒演变及等温转变实验研究 |
3.1 引言 |
3.2 动态再结晶行为研究 |
3.2.1 实验方案 |
3.2.2 实验结果 |
3.2.3 动态再结晶动力学模型 |
3.2.4 动态再结晶晶粒尺寸模型 |
3.3 亚动态再结晶行为研究 |
3.3.1 实验方案 |
3.3.2 实验结果 |
3.3.3 亚动态再结晶动力学及晶粒尺寸模型 |
3.4 静态再结晶行为研究 |
3.4.1 实验方案 |
3.4.2 实验结果 |
3.4.3 静态再结晶动力学及晶粒尺寸模型 |
3.5 晶粒长大行为研究 |
3.5.1 实验方案 |
3.5.2 实验结果 |
3.5.3 晶粒长大模型 |
3.6 等温转变行为研究 |
3.6.1 实验方案 |
3.6.2 实验结果 |
3.7 本章小结 |
4 直接切削用非调质钢SG4201大棒材控轧过程数值模拟 |
4.1 引言 |
4.2 SG4201大棒材控轧过程有限元模型 |
4.2.1 实际生产线布局 |
4.2.2 几何模型及有限元网格 |
4.2.3 初始条件和边界条件 |
4.2.4 奥氏体晶粒度计算 |
4.2.5 数据传递技术 |
4.3 Φ90mm大棒材控轧过程数值模拟结果 |
4.3.1 Φ90mm大棒材温度分布与演变 |
4.3.2 Φ90mm大棒材应变分布与演变 |
4.3.3 Φ90mm大棒材应变速率分布与演变 |
4.3.4 Φ90mm大棒材轧制力变化 |
4.3.5 Φ90mm大棒材再结晶分布与演变 |
4.3.6 Φ90mm大棒材晶粒尺寸分布与演变 |
4.4 Φ140mm大棒材控轧过程数值模拟结果 |
4.4.1 Φ140mm大棒材控轧过程温度分布与演变 |
4.4.2 Φ140mm大棒材控轧过程再结晶分布与演变 |
4.4.3 Φ140mm大棒材控轧过程晶粒尺寸分布与演变 |
4.5 Φ100-180mm大棒材控轧过程数值模拟结果 |
4.6 SG4201大棒材控轧过程数值模拟结果实验验证 |
4.7 本章小结 |
5 直接切削用非调质钢SG4201大棒材控冷过程工艺设计与数值模拟 |
5.1 引言 |
5.2 SG4201大棒材控冷过程工艺设计 |
5.3 SG4201大棒材控冷过程有限元模型 |
5.3.1 实际生产线布局 |
5.3.2 几何模型及有限元网格 |
5.3.3 初始条件及边界条件 |
5.3.4 控冷过程奥氏体等温转变模拟 |
5.3.5 大棒材穿水冷却工艺与换热系数关系研究 |
5.4 Φ110mm大棒材控冷过程数值模拟结果 |
5.4.1 Φ110mm大棒材温度分布与演变 |
5.4.2 Φ110mm大棒材组织分布与演变 |
5.5 Φ140mm大棒材控冷过程数值模拟结果 |
5.5.1 Φ140mm大棒材温度分布与演变 |
5.5.2 Φ140mm大棒材组织分布与演变 |
5.6 Φ90-180mm大棒材控冷过程数值模拟结果 |
5.7 SG4201大棒材控冷过程数值模拟结果实验验证 |
5.8 本章小结 |
6 直接切削用非调质钢SG4201大棒材控轧控冷过程工艺优化 |
6.1 引言 |
6.2 SG4201大棒材控轧过程工艺优化 |
6.2.1 SG4201大棒材控轧过程存在问题 |
6.2.2 SG4201大棒材控轧过程工艺优化方案 |
6.2.3 SG4201大棒材控轧过程不同优化工艺效果对比 |
6.2.4 SG4201不同规格大棒材控轧过程优化效果 |
6.3 SG4201大棒材控冷过程工艺优化 |
6.3.1 SG4201大棒材控冷过程存在问题 |
6.3.2 SG4201大棒材控冷过程工艺优化方案 |
6.3.3 SG4201大棒材控冷过程优化效果对比 |
6.3.4 SG4201不同规格大棒材控冷过程优化效果 |
6.4 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点摘要 |
7.3 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
致谢 |
作者简介 |
(9)基于工业大数据的热轧带钢组织性能预测与优化技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 背景和意义 |
1.2 工业大数据挖掘技术 |
1.3 高精度组织性能预测模型 |
1.3.1 基于物理冶金学原理的组织性能预测模型 |
1.3.2 基于人工智能理论的组织性能预测模型 |
1.3.3 组织性能预测系统的开发及应用 |
1.4 智能化热轧工艺优化设计理论 |
1.5 基于工业大数据的组织性能预测与优化技术存在的问题 |
1.6 本文研究的主要内容 |
第2章 工业大数据挖掘技术开发 |
2.1 数据采集及整理 |
2.1.1 数据采集 |
2.1.2 化学成分、工艺参数和力学性能数据关联 |
2.2 工业数据在建模中存在的问题 |
2.2.1 数据冗余问题 |
2.2.2 异常值问题 |
2.2.3 数据分布均衡性问题 |
2.2.4 建模过拟合问题 |
2.3 工业大数据挖掘方法 |
2.3.1 凝聚分层聚类 |
2.3.2 异常值的剔除 |
2.3.3 数据分布均衡化 |
2.3.4 贝叶斯正则化神经网络 |
2.4 化学成分-工艺参数-力学性能对应关系模型 |
2.4.1 数据处理 |
2.4.2 模型建立 |
2.4.3 分析与讨论 |
2.5 小结 |
第3章 基于人工智能理论的力学性能预测 |
3.1 数据驱动模型 |
3.1.1 逐步线性回归 |
3.1.2 随机森林回归 |
3.2 基于Q345B钢力学性能高精度预测模型 |
3.2.1 数据选择 |
3.2.2 力学性能预测模型 |
3.2.3 分析与讨论 |
3.3 小结 |
第4章 智能化热轧工艺优化设计研究 |
4.1 高效ε-ODICSA算法研究 |
4.1.1 多目标优化算法基本概念 |
4.1.2 ε-ODICSA算法相关概念 |
4.1.3 ε-ODICSA算法流程 |
4.1.4 ε-ODICSA算法性能评价 |
4.2 智能化热轧工艺优化设计 |
4.3 小结 |
第5章 基于大数据的智能化热轧工艺优化设计系统开发 |
5.1 系统介绍 |
5.2 智能化热轧工艺优化设计系统工业应用 |
5.2.1 力学性能高精度在线预测 |
5.2.2 HP295钢性能稳定性控制 |
5.3 小结 |
第6章 大数据驱动的物理冶金学模型研究 |
6.1 物理冶金学模型描述 |
6.1.1 温度场模型 |
6.1.2 轧制应变和应变速率模型 |
6.1.3 奥氏体晶粒长大模型 |
6.1.4 奥氏体再结晶模型 |
6.1.5 相变模型 |
6.1.6 析出模型 |
6.1.7 组织性能对应关系模型 |
6.2 大数据驱动的物理冶金学模型 |
6.2.1 遗传算法简介 |
6.2.2 遗传算法优化物理冶金学模型参数 |
6.2.3 基于大数据的并行计算 |
6.3 模型预测结果讨论 |
6.3.1 实验材料及工艺 |
6.3.2 温度场模型预测结果 |
6.3.3 再结晶模型预测结果 |
6.3.4 相变模型预测结果 |
6.3.5 力学性能模型预测结果 |
6.4 小结 |
第7章 结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的主要成果 |
一、攻读博士学位期间发表的学术论文 |
二、专利 |
三、参与项目 |
四、获得的荣誉 |
致谢 |
作者简介 |
(10)V-B微合金钢控轧控冷过程组织演变机理及力学性能(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 汽车用钢的国内外研究及现状 |
1.2.1 汽车用钢的发展 |
1.2.2 汽车用钢的应用 |
1.2.3 高强汽车用钢的现状与发展趋势 |
1.3 微合金钢汽车用钢 |
1.3.1 微合金汽车用钢的强化机制 |
1.3.2 微合金元素的作用 |
1.3.3 汽车用微合金贝氏体钢 |
1.4 低碳贝氏体钢研究现状和汽车用微合金贝氏体钢 |
1.4.1 低碳贝氏体钢研究现状 |
1.4.2 微合金贝氏体钢在汽车用钢的应用 |
1.5 论文的研究背景及主要研究内容 |
1.5.1 论文的研究背景 |
1.5.2 论文的主要研究内容 |
第2章 V-B微合金钢连续冷却过程相变研究 |
2.1 实验材料与连续冷却过程相变的实验方法 |
2.1.1 实验钢的化学成分设计思路 |
2.1.2 实验钢的化学成分确定 |
2.1.3 实验方法与设备 |
2.2 实验结果及分析 |
2.2.1 连续冷却转变曲线 |
2.2.2 连续冷却转变的显微组织 |
2.2.2.1 未变形奥氏体连续冷却转变显微组织 |
2.2.2.2 变形奥氏体连续冷却转变显微组织 |
2.3 讨论 |
2.3.1 变形和冷却速率对相变的影响 |
2.3.2 钒和硼对相变的影响 |
2.3.2.1 钒对相变的影响 |
2.3.2.2 硼对相变的影响 |
2.3.3 连续冷却转变后硬度分析 |
2.4 小结 |
第3章 V-B微合金钢的高温热变形行为 |
3.1 实验材料及方案 |
3.1.1 实验材料与设备 |
3.1.2 实验方案 |
3.1.2.1 单道次实验方案 |
3.1.2.2 双道次实验方案 |
3.2 动态再结晶行为及变形抗力分析 |
3.2.1 动态再结晶行为分析 |
3.2.1.1 应力-应变曲线 |
3.2.1.2 V、B对动态再结晶的影响 |
3.2.1.3 动态再结晶本构关系的模型建立 |
3.2.2 变形抗力分析 |
3.2.2.1 变形温度对变形抗力的影响 |
3.2.2.2 应变速率对变形抗力的影响 |
3.2.2.3 变形程度对变形抗力的影响 |
3.2.2.4 变形抗力数学模型 |
3.3 静态软化行为分析 |
3.3.1 软化率的计算方法 |
3.3.2 双道次应力-应变曲线 |
3.3.3 静态软化率曲线 |
3.3.4 静态再结晶的影响因素 |
3.3.5 静态再结晶动力学模型 |
3.4 小结 |
第4章 V-B微合金钢等温析出行为研究 |
4.1 硼氮化物在奥氏体区形成的热力学分析 |
4.1.1 多元微合金系的析出热力学 |
4.1.2 计算结果和分析 |
4.1.2.1 合金元素的氮化物析出 |
4.1.2.2 含硼铝镇静钢中硼氮化物的析出 |
4.1.2.3 Ti-B系钢中硼氮化物的析出 |
4.1.2.4 Ti-Nb-V-B系钢中硼氮化物的析出 |
4.2 钒碳氮化物在贝氏体区析出动力学理论计算 |
4.2.1 V(C,N)在贝氏体区析出自由能 |
4.2.2 V(C,N)的主要形核机制 |
4.2.3 V(C,N)的析出动力学 |
4.3 V(C,N)在贝氏体区等温析出行为热模拟研究 |
4.3.1 实验材料及方法 |
4.3.2 等温析出工艺对显微组织的影响 |
4.3.3 等温析出工艺对析出的影响 |
4.3.3.1 V(C,N)的等温析出行为 |
4.3.3.2 析出物的统计分析 |
4.4 小结 |
第5章 V-B微合金钢的控轧控冷工艺研究 |
5.1 V-B微合金钢的控轧控冷模拟 |
5.1.1 模拟实验材料与方法 |
5.1.1.1 实验材料与设备 |
5.1.1.2 实验方案 |
5.1.2 实验结果分析 |
5.1.2.1 变形温度对显微组织的影响 |
5.1.2.2 冷却工艺对显微组织的影响 |
5.2 V-B微合金钢的试轧实验 |
5.2.1 实验方法 |
5.2.1.1 实验材料与试轧设备 |
5.2.1.2 实验方案 |
5.2.1.3 实验钢的性能测试与组织分析方法 |
5.2.2 热轧实验结果和分析 |
5.2.2.1 终轧温度对组织性能的影响 |
5.2.2.2 卷取温度和冷却速率对组织性能的影响 |
5.2.2.3 钒含量对组织组织的影响 |
5.2.3 冲击性能分析 |
5.2.3.1 不同温度下的冲击吸收功 |
5.2.3.2 冲击断口形貌 |
5.2.3.3 分析和讨论 |
5.2.4 冷弯性能分析 |
5.3 小结 |
第6章 结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间承担的科研工作及取得的成果 |
致谢 |
作者简介 |
四、含硼微合金钢静态及亚动态再结晶动力学模型研究(论文参考文献)
- [1]热作模具钢5CrNiMoV(Nb)热变形行为及组织性能研究[D]. 胡志强. 北京科技大学, 2021(08)
- [2]10#钢再结晶及组织演变行为研究[D]. 李超群. 大连理工大学, 2021(01)
- [3]X70管线钢再结晶及微观组织演变行为研究[D]. 杨清. 大连理工大学, 2019(02)
- [4]轧制工艺温度对高强高低温韧性H型钢组织性能的影响[D]. 孙丽萍. 安徽工业大学, 2019(02)
- [5]高氮奥氏体不锈钢的热变形行为研究[D]. 戴俭. 江苏大学, 2019(02)
- [6]LZ50钢静态及亚动态再结晶行为的研究[D]. 师先哲. 太原科技大学, 2019(04)
- [7]电渣重熔Mn18Cr18N奥氏体不锈钢热变形行为及微观组织演变规律的研究[D]. 张学瑞. 太原科技大学, 2019(04)
- [8]直接切削用非调质钢大棒材控乳控冷过程数值模拟研究[D]. 申文飞. 大连理工大学, 2019(01)
- [9]基于工业大数据的热轧带钢组织性能预测与优化技术研究[D]. 吴思炜. 东北大学, 2018(12)
- [10]V-B微合金钢控轧控冷过程组织演变机理及力学性能[D]. 金光秀(KIM KWANG SU). 东北大学, 2015(07)