1、近年來,隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展,對鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高,而軋制鋼材上裂紋和夾雜物等是影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素。因此,本文針對軋制過程中軋件裂紋萌生、擴展與閉合和夾雜物等的演變行為開展模擬與實驗研究,論文的主要研究內(nèi)容和主要進展如下:
　　 1.提出多道次軋制過程中有限元模擬的幾何更新方法。并對多道次立-平軋制過程軋件變形行為進行有限元模擬,分析了立輥孔型等因素對軋制過程中軋件頭尾不均勻形狀、軋件翻邊行為、軋件應變場等的影響,通過

2、軋制實驗驗證了數(shù)值模擬結(jié)果,兩者吻合很好。
　　 2.采用幾何模型更新方法對多道次立-平軋制過程中軋件角部橫向裂紋演變行為進行了有限元模擬。首次采用裂紋表面接觸壓力分析軋制條件對裂紋閉合程度的影響。獲得了軋制過程中裂紋形狀、裂紋表面接觸壓力和裂紋尖端應力等計算結(jié)果,分析了立輥孔型、摩擦系數(shù)、初始裂紋尺寸等因素對裂紋演變行為的影響,通過軋制實驗驗證了數(shù)值模擬結(jié)果的可靠性。同時,應用該方法對多道次立-平軋制過程中軋件邊部表面縱向裂紋

3、演變行為進行了模擬研究,分析了裂紋在不同截面的投影形狀。在數(shù)值模擬結(jié)果的基礎上,分析了軋件表面裂紋消失的演變行為。
　　 3.通過對多道次軋制過程中軋件內(nèi)部縱向裂紋演變行為的三維模擬研究,獲得了軋制過程中裂紋形狀和表面接觸壓力等計算結(jié)果。分析了不同軋制階段裂紋形狀的演變行為,并分析了立輥孔型、裂紋位置等因素對裂紋擴展與閉合的影響。
　　 4.通過對熱軋過程中軋件內(nèi)部裂紋愈合行為的軋制實驗,分析了不同壓下率下裂紋形狀、裂紋

4、斷口形貌的演變和裂紋愈合區(qū)域剪切強度的變化規(guī)律。采用熱力模擬實驗的方法對軋件內(nèi)部裂紋愈合行為進行模擬,采用掃描電鏡分析了不同加熱速度、加熱溫度、保溫時間、應變速度、壓下率、壓下道次等條件下裂紋的形貌,并分析了各因素對裂紋愈合行為的影響。在實驗結(jié)果的基礎上,提出了軋制變形條件下軋件內(nèi)部裂紋的愈合機理。
　　 5.利用掃描電鏡分析了軋件內(nèi)部常見的夾雜物形狀,通過能譜分析檢測了夾雜物的主要化學成份。在此基礎上,首次對多道次軋制過程軋件

5、內(nèi)部微米尺寸的夾雜物演變行為進行了三維數(shù)值模擬,獲得了不同夾雜物尺寸、位置、工作輥直徑等條件下夾雜物形狀、夾雜物及其附近區(qū)域應變場、夾雜物在軋件中的相對位置,分析了夾雜物變形行為對軋件內(nèi)部裂紋產(chǎn)生的影響。
　　 6.軋制過程中,軋件基體圍繞夾雜物存在著較大的應變梯度,夾雜物直徑增加,對于難變形夾雜物,夾雜物與基體之間應變梯度增加。對夾雜物與軋件基體脫離時夾雜物變形行為進行了二維數(shù)值模擬,分析了夾雜物尺寸、形狀和位置對軋制過程中夾