中空钢三辊斜轧过程微观组织演变的数值模拟.pdfVIP

中空钢三辊斜轧过程微观组织演变的数值模拟 于恩林1，闫涛1，赵玉倩1’2。沈红伟1 (1．燕山大学 摘 要：本文建立了中空钢三辊斜轧过程的微观组织演变模型．定量的计算了中空钢 轧制过程的温度场、应变场和组织场，得到了不同芯棒直径对微观组织演变的影响规律。 同时比较了无芯棒和不同芯棒尺寸轧制过程的晶粒大小。并选定了较合理的芯棒直径。 关键词：中空钢；刚塑性有限元；微观组织演变；晶粒 本文运用DEFORM一3D软件．针对不同 0序言 工艺条件．进行模拟研究分析中空钢三辊斜 随着计算机技术和物理冶金技术的发 轧过程的晶粒尺寸的变化规律。获得工艺参 展。对热加工过程的分析进一步向微观领域 数与晶粒尺寸的定量关系．为控制改善轧件 深入。如模拟钢在轧制变形过程中的晶粒尺 的微观组织及力学性能提供可靠依据．对提 寸等，进而实现从工艺质量设计到性能预测 高产品质量有着重要的实际意义。 及在线控制，预报产品的机械性能，保证钢材 1 中空钢轧制过程微观组织演变模型的建 组织和性能的要求。 立 显微组织微细化是改善钢材强度和韧性 的主要方法。晶粒大小关系到钢材的最终力 1．1 三辊斜轧过程的几何模型 学性能。在热加工过程中，金属将发生动态再 在有限元模拟中，本文采用的轧件为钎 结晶、静态再结晶，产生新的晶粒，这种微观 杆用中空专用钢材55SiMnMo。在轧制前．轧 组织的演变在很大程度上决定了产品的宏观 件的初始直径尺寸为外径中44mm．内径 力学性能。因此，控制晶粒大小使微观组织得 到细化。是提高产品力学性能的重要手段。 为ASSEL轧管机轧辊，带芯棒轧制模型如图 采用有限元法对轧制过程各参量进行数 l所示．轧件模型如图2所示。 值计算已经在国内外取得了广泛的应用【11。 1．2有限元仿真模型的建立 但是，利用该方法建立微观组织演变模型。计 中空钢轧制过程有限元模型在有限元软 算三辊斜轧过程的微观组织演变在国内外报 件DEFOERM前处理模块中建立。 道的比较少。 管坯为塑性体，初始温度设为1000。C。 IlillilUFJ 134 虽后指定畸外界环境和其他物体的边界 条什．彳EDEFORM有限元软件中最常用的边 界条州是与外界环境的热变换，我们需要指 小和外界环境进行热交换的单元面．这个边 界条件决定是否这个而和外界环境进行热交 换 250 200 售150 ! ：100