304/Q345R不锈钢复合板轧制数值模拟及轧后组织性能分析

发布时间：2020-12-08 18:15

　　材料的复合化是当今材料发展的主流之一,而且关于异种金属材料的复合更是材料领域研究的热点。不锈钢复合板作为一种典型的异种复合材料,其既具有不锈钢材料良好的耐腐蚀性同时又能满足低合金钢材料的力学性能要求。因此,近年来不锈钢复合板广泛应用于海洋工程、核电石化、高品质油气输送管线等高端产业领域。本文以实现304/Q345R不锈钢复合板真空热轧工艺研究及轧后组织性能分析预测为目的,采用了数值模拟技术与实验方法相结合的手段,深入研究了不锈钢复合板的制备过程及工艺:首先,应用物理模拟实验获得基层材料（Q345R）高温变形过程中真应力-应变曲线,建立材料本构模型;并对物理模拟实验所得曲线进行分析,从而得到材料变形流动应力模型、动态再结晶临界应变模型以及再结晶形核与晶粒长大模型,为深入研究材料热变形过程中微观组织演变规律奠定基础。其次,利用三维建模软件Solidworks建立不锈钢复合板对称轧制模型,并基于有限元分析软件Deform-3D平台,建立热-力-微观组织三场耦合仿真模型,通过数值模拟技术研究了轧制过程中的应力场、应变场、温度场、组织场的变化规律及不同热成形工艺参数对各场变化规律的影响,得到较为... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 不锈钢复合板的制备概况
        1.2.1 不锈钢复合板的制备方法
        1.2.2 不锈钢复合板的制备工艺特点
    1.3 国外研究现状及发展动态
    1.4 国内研究现状及发展动态
    1.5 课题主要研究内容
第2章 不锈钢复合板轧制过程数值模拟
    2.1 轧制过程多场耦合数值模拟
    2.2 轧制模型的建立及模拟条件的设置
        2.2.1 轧制复合模型的建立
        2.2.2 边界条件的设置
        2.2.3 网格划分
    2.3 材料本构模型的建立
        2.3.1 材料应力-应变曲线分析
        2.3.2 材料变形流动应力模型建立
        2.3.3 材料热物性参数的确定
    2.4 轧制过程中压下率对各参数的影响
        2.4.1 压下率对界面垂直应力的影响分析
        2.4.2 压下率对界面等效应变的影响分析
        2.4.3 压下率对温度场的影响分析
    2.5 各道次等效应力、应变和温度变化规律分析
        2.5.1 各道次等效应力场分析
        2.5.2 各道次等效应变场分析
        2.5.3 各道次温度场分析
    2.6 本章小结
第3章 轧制过程中的组织演变模拟
    3.1 元胞自动机法
        3.1.1 元胞自动机法简介
        3.1.2 元胞自动机的模型构架及边界设置
    3.2 元胞自动机法模型建立
        3.2.1 位错密度模型建立
        3.2.2 动态再结晶临界应变模型
        3.2.3 动态再结晶动力学模型
        3.2.4 再结晶形核与晶粒生长模型建立
    3.3 元胞自动机法轧制过程中组织演变模拟
        3.3.1 轧制过程中基层材料微观参数的研究
        3.3.2 首道次轧制过程中各点微观组织演变规律研究
        3.3.3 轧制工艺参数对微观组织演变规律的影响
    3.4 本章小结
第4章 不锈钢复合板组织及性能实验研究
    4.1 试验目的
    4.2 试验准备
        4.2.1 试验材料
        4.2.2 试验设备
    4.3 试验方案
        4.3.1 真空轧制组坯
        4.3.2 热轧成形及轧后热处理
        4.3.3 微观组织形貌观测分析
        4.3.4 力学性能及耐腐蚀性检测
    4.4 本章小结
第5章 不锈钢复合板热轧及热处理状态下组织性能分析
    5.1 热轧及热处理状态下复合板微观组织研究
        5.1.1 低合金钢基层微观组织分析
        5.1.2 不锈钢复层微观组织分析
        5.1.3 复合界面附近微观组织分析
    5.2 热轧及热处理状态下复合界面化合物成分研究
        5.2.1 复合界面化合物的点能谱分析
        5.2.2 复合界面的线扫描能谱及元素扩散分析
    5.3 热轧及热处理状态下不锈钢复合板综合性能的研究
        5.3.1 复合界面附近硬度分析
        5.3.2 不锈钢复合板拉伸、冲击等性能分析
        5.3.3 不锈钢复合板结合性能评价
        5.3.4 不锈钢复合板耐腐蚀性能评价
    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


【参考文献】：
期刊论文
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[3]铜/钢双金属复合制备工艺技术研究现状[J]. 刘越,张太正,孙爱新,朱丽娟.  材料导报. 2015(15)
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硕士论文
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[3]Q235钢热塑性变形过程中微观组织模拟[D]. 朱宏桢.哈尔滨工业大学 2006
[4]基于元胞自动机法的材料晶粒长大和再结晶模拟[D]. 焦宪友.山东大学 2006
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本文编号：2905475