压下率对耐磨钢/碳钢复合板界面结合性能的影响
发布时间：2021-10-26 22:54
利用Thermecmastor-Z热模拟试验机对试验用耐磨钢的金属塑性变形抗力进行研究,获得了该钢种在1200℃,应变速率为1、10 s-1的应力-应变曲线。应用ANSYS/LS-DYNA有限元软件模拟了1200℃条件下耐磨钢/碳钢复合板的单道次轧制过程。结果表明:在单道次轧制过程中,获得理想的复合效果的垂直压应力要达到200 MPa以上,等效应变要达到0.85以上。
【文章来源】：热加工工艺. 2017,46(20)北大核心CSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
耐磨钢的应力-应变曲线
嘀炙苄圆牧夏?型，包括与应变率无关的各向同性塑性材料模型、与应变率相关各向同性塑性材料模型、与应变率相关的各向异性塑性材料模型等[7]。在轧制过程中，金属在变形区中的变形速率变化很大，因此本文选用分段线性塑性模型，可输入与应变速率相关的应力-应变曲线，使分析结果更加精确，更符合实际生产过程。对于复合板的三维有限元模型的处理采取上、下层金属共用一个面，其面上画分相同的单元网格，这样能使相对应的节点上应力、应变在变形过程中能够保持一一对应[8]。建立实体模型，其部分有限元模型如图2所示。2模拟结果及其分析金属复合板界面结合机制主要是裂口作用机制和薄膜理论[9]。根据这些理论可认为，复合板在预处图2轧制几何模型Fig.2Rollinggeometrymodel图1耐磨钢的应力-应变曲线Fig.1Stress-straincurvesofwear-resistantsteel0.00.10.20.30.40.50.60.70.8908070605040302010CSiMnCrTiNbMo0.220.31.50.70.0120.030.5表1耐磨钢的化学成分(质量分数，%)Tab.1Chemicalcompositionofwearresistantsteel(wt%)应力/MPa应变1s-110s-1zxy122
《热加工工艺》2017年10月第46卷第20期图4不同压下率下复合界面图Fig.4Theinterfaceimagesatdifferentreductionratios(a)30%(b)40%(c)50%(d)60%50μm50μm50μm50μm碳钢耐磨钢复合界面碳钢耐磨钢复合界面碳钢耐磨钢复合界面碳钢耐磨钢复合界面理过程中会生成硬化层及氧化膜，在非真空加热的环境下复合界面处也会生成氧化层。轧件在轧制过程中受到轧制力作用，界面处的金属发生塑性流动，比金属塑性差的氧化层破裂露出新鲜金属。界面两侧新裸露出来的金属原子在压力的作用下，达到原子间作用力的范围后形成金属键而实现冶金结合。从微观上看热轧复合属于点结合，只有两种金属质点达到一定的应力、应变才能满足结合条件[10]，因此可通过界面处双金属的应力、应变的大小来判定界面的结合程度。由于耐磨钢与碳钢相比其变形抗力较大，发生塑性应变相对较小，在较小的压下量时，界面上的碳钢已发生变形，而较硬的耐磨钢可能并未发生塑性应变。故应该选择比较硬的耐磨钢的应变作为判断标准。通过LS-PREPOST后处理软件，分别提取各压下率下稳定轧制变形区内复合界面处耐磨钢单元的最终等效应变和最大垂直压应力，然后计算出各压下率下的等效应变和最大垂直压应力的平均值，绘制等效应变值、最大垂直压应力值随压下率的变化曲线，如图3所示。可看出，随着压下率的增大，最大垂直压应力和等效应变都相应的增大。3轧制试验3.1试样材料及尺寸试样由低合金耐磨钢板和碳钢板四边焊合而成，耐磨钢复合板的总厚度H=13mm，其中耐磨钢厚度为3mm，碳钢厚度为10mm。板宽均为40mm，板长均为100mm，试验热轧温度为1200℃。Q235碳钢的化学成分如表2所示。3.2试验方法实验步骤如下：（1）用线切割将厚度为3mm的低?
【参考文献】：
期刊论文
[1]耐磨复合板及其使用技术问题[J]. 张立国. 水泥工程. 2012(03)
[2]Al/316L爆炸复合双金属板界面结构分析[J]. 骆瑞雪,李争显,汪洋,赵峰. 热加工工艺. 2010(08)
[3]高强度耐磨钢板的生产现状及发展[J]. 张宇斌,秦洁. 世界钢铁. 2009(06)
[4]双金属板热轧复合模拟及最小相对压下量的确定[J]. 宗家富,张文志,许秀梅,黄亮. 燕山大学学报. 2005(01)
[5]双金属复合带材轧制过程有限元模拟[J]. 李世芸,张曙红,张代明. 中国有色金属学报. 2001(06)
[6]耐磨复合钢板及其应用[J]. 阎志醒,孟昭宏. 冶金设备. 1997(03)
本文编号：3460352
【文章来源】：热加工工艺. 2017,46(20)北大核心CSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
耐磨钢的应力-应变曲线
嘀炙苄圆牧夏?型，包括与应变率无关的各向同性塑性材料模型、与应变率相关各向同性塑性材料模型、与应变率相关的各向异性塑性材料模型等[7]。在轧制过程中，金属在变形区中的变形速率变化很大，因此本文选用分段线性塑性模型，可输入与应变速率相关的应力-应变曲线，使分析结果更加精确，更符合实际生产过程。对于复合板的三维有限元模型的处理采取上、下层金属共用一个面，其面上画分相同的单元网格，这样能使相对应的节点上应力、应变在变形过程中能够保持一一对应[8]。建立实体模型，其部分有限元模型如图2所示。2模拟结果及其分析金属复合板界面结合机制主要是裂口作用机制和薄膜理论[9]。根据这些理论可认为，复合板在预处图2轧制几何模型Fig.2Rollinggeometrymodel图1耐磨钢的应力-应变曲线Fig.1Stress-straincurvesofwear-resistantsteel0.00.10.20.30.40.50.60.70.8908070605040302010CSiMnCrTiNbMo0.220.31.50.70.0120.030.5表1耐磨钢的化学成分(质量分数，%)Tab.1Chemicalcompositionofwearresistantsteel(wt%)应力/MPa应变1s-110s-1zxy122
《热加工工艺》2017年10月第46卷第20期图4不同压下率下复合界面图Fig.4Theinterfaceimagesatdifferentreductionratios(a)30%(b)40%(c)50%(d)60%50μm50μm50μm50μm碳钢耐磨钢复合界面碳钢耐磨钢复合界面碳钢耐磨钢复合界面碳钢耐磨钢复合界面理过程中会生成硬化层及氧化膜，在非真空加热的环境下复合界面处也会生成氧化层。轧件在轧制过程中受到轧制力作用，界面处的金属发生塑性流动，比金属塑性差的氧化层破裂露出新鲜金属。界面两侧新裸露出来的金属原子在压力的作用下，达到原子间作用力的范围后形成金属键而实现冶金结合。从微观上看热轧复合属于点结合，只有两种金属质点达到一定的应力、应变才能满足结合条件[10]，因此可通过界面处双金属的应力、应变的大小来判定界面的结合程度。由于耐磨钢与碳钢相比其变形抗力较大，发生塑性应变相对较小，在较小的压下量时，界面上的碳钢已发生变形，而较硬的耐磨钢可能并未发生塑性应变。故应该选择比较硬的耐磨钢的应变作为判断标准。通过LS-PREPOST后处理软件，分别提取各压下率下稳定轧制变形区内复合界面处耐磨钢单元的最终等效应变和最大垂直压应力，然后计算出各压下率下的等效应变和最大垂直压应力的平均值，绘制等效应变值、最大垂直压应力值随压下率的变化曲线，如图3所示。可看出，随着压下率的增大，最大垂直压应力和等效应变都相应的增大。3轧制试验3.1试样材料及尺寸试样由低合金耐磨钢板和碳钢板四边焊合而成，耐磨钢复合板的总厚度H=13mm，其中耐磨钢厚度为3mm，碳钢厚度为10mm。板宽均为40mm，板长均为100mm，试验热轧温度为1200℃。Q235碳钢的化学成分如表2所示。3.2试验方法实验步骤如下：（1）用线切割将厚度为3mm的低?
【参考文献】：
期刊论文
[1]耐磨复合板及其使用技术问题[J]. 张立国. 水泥工程. 2012(03)
[2]Al/316L爆炸复合双金属板界面结构分析[J]. 骆瑞雪,李争显,汪洋,赵峰. 热加工工艺. 2010(08)
[3]高强度耐磨钢板的生产现状及发展[J]. 张宇斌,秦洁. 世界钢铁. 2009(06)
[4]双金属板热轧复合模拟及最小相对压下量的确定[J]. 宗家富,张文志,许秀梅,黄亮. 燕山大学学报. 2005(01)
[5]双金属复合带材轧制过程有限元模拟[J]. 李世芸,张曙红,张代明. 中国有色金属学报. 2001(06)
[6]耐磨复合钢板及其应用[J]. 阎志醒,孟昭宏. 冶金设备. 1997(03)
本文编号：3460352
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