316L/Ni/EH40不锈钢复合板对称热轧成形与热处理工艺研究
发布时间：2021-05-31 14:37
界面质量是决定层状金属复合材料性能的关键。针对316L/EH40不锈钢复合板在热轧成形过程中,因元素扩散导致界面质量下降的问题,采用组坯过程中添加适当厚度夹层的方法,通过有效阻隔两层金属间的元素扩散,从而提高结合界面的品质。本文选定高纯镍作为夹层材料,以316L/Ni/EH40不锈钢复合板为研究对象,着重探究真空热轧成形工艺及轧后热处理工艺对复合板成形质量的影响。基于Gleeble-3800热模拟试验机在材料成形工艺研究领域所具有的独特优势,采用圆柱小试样开展多层复合试样的热压缩模拟轧制试验。通过316L/EH40复合试样的热压缩试验探究界面位置的元素扩散规律;通过316L/Ni/EH40复合试样的热压缩试验,研究不同厚度镍夹层对复合试样界面结合性能的影响规律。针对不同模拟任务的特点,利用MSC.Marc有限元软件建立不同的316L/Ni/EH40不锈钢复合板热轧成形三维热-力耦合模型,在合理选择界面结合判据的基础上,模拟分析压下率和道次分配对316L/Ni/EH40不锈钢复合板界面结合的影响,同时对五道次热轧过程中的轧制力分布及板材残余应力分布进行有限元预报。在有限元模拟的基础上,制...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 金属复合材料成形技术研究概况
1.3 金属复合材料界面质量控制研究概况
1.4 金属复合材料成形模拟技术研究概况
1.4.1 热物理模拟技术
1.4.2 有限元数值模拟技术
1.5 金属复合材料热处理工艺研究概况
1.6 本课题主要内容
第2章 不同厚度镍夹层对复合试样界面特性的影响
2.1 复合试样热模拟试验研究
2.2 复合试样界面元素扩散研究
2.3 不同厚度Ni夹层复合试样界面性能测试
2.3.1 不同厚度Ni夹层复合试样界面微观组织
2.3.2 不同厚度Ni夹层复合试样界面元素扩散
2.3.3 不同厚度Ni夹层复合试样界面显微硬度
2.3.4 不同厚度Ni夹层复合试样界面力学性能
2.4 本章小结
第3章 316L/Ni/EH40不锈钢复合板热轧有限元模拟
3.1 热轧成形有限元模型的建立
3.1.1 材料模型的建立
3.1.2 热轧三维热-力耦合模型的建立
3.1.3 热-力耦合分析的边界条件
3.2 316L/Ni/EH40复合板压下率仿真研究
3.2.1 界面结合质量评价准则
3.2.2 压下率对界面质量的影响
3.2.3 单道次大压下率轧制时结合界面的弯曲现象
3.3 不同道次热轧316L/Ni/EH40不锈钢复合板结合性能研究
3.3.1 多道次热轧有限元模拟
3.3.2 不同道次热轧对界面垂直主应力的影响
3.3.3 不同道次热轧对界面等效塑性应变的影响
3.4 316L/Ni/EH40不锈钢复合板五道次热轧仿真研究
3.4.1 热轧过程中的轧制力变化规律
3.4.2 热轧过程中的残余应力变化规律
3.5 本章小结
第4章 316L/Ni/EH40复合板热轧试验研究
4.1 不锈钢复合板五道次热轧试验
4.1.1 复合板坯制备
4.1.2 热轧试验流程
4.2 不锈钢复合板五道次热轧试验
4.2.1 轧制道次对界面金相组织的影响
4.2.2 轧制道次对界面孔洞闭合的影响
4.2.3 轧制道次对界面结合强度的影响
4.2.4 轧制道次对界面显微硬度的影响
4.3 五道次终轧板材的性能评估
4.3.1 五道次终轧板材的拉伸性能
4.3.2 五道次终轧板材界面EDS测试
4.4 本章小结
第5章 316L/Ni/EH40复合板热处理工艺研究
5.1 316L/Ni/EH40复合板热处理工艺制定
5.2 316L/Ni/EH40复合板热处理试验
5.3 高温快冷+等温退火工艺复合板组织分析
5.3.1 高温快冷+等温退火工艺对复合板微观组织的影响
5.3.2 高温快冷+等温退火工艺对复合板界面元素扩散的影响
5.4 高温快冷+等温淬火工艺复合板组织分析
5.4.1 高温快冷+等温淬火工艺对复合板微观组织的影响
5.4.2 高温快冷+等温淬火工艺对复合板界面元素扩散的影响
5.5 高温快冷+中温回火工艺复合板组织分析
5.5.1 高温快冷+中温回火工艺对复合板微观组织的影响
5.5.2 高温快冷+中温回火工艺对复合板界面元素扩散的影响
5.6 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
[1]热模拟试验机通用单元多道次压缩实现的研究[J]. 廉晓洁. 轧钢. 2019(06)
[2]铝板带热轧机板带平直控制原理与方法[J]. 任涛. 有色金属加工. 2019(04)
[3]铲旋工艺的有限元分析及试验研究[J]. 李萍,代光旭,杨卫正,胡传鹏,吴超,薛克敏. 上海交通大学学报. 2019(06)
[4]残余应力数值模拟技术在核电焊接结构中的应用[J]. 陈月峰,程定富,王树昂,朱平,陈金强,孟虎. 焊接技术. 2019(06)
[5]热处理对Q245R/06Cr19Ni10复合钢板性能的影响[J]. 王大伟,胡熙玉,郝延平. 金属热处理. 2019(06)
[6]AlCu4SiMg合金的动态再结晶体积分数模型构建及其在有限元模型中的应用（英文）[J]. 权国政,施瑞菊,赵江,刘乔,熊威,邱慧敏. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2019(06)
[7]复合铸造法制备的镁/铜复合材料的界面组织和力学性能（英文）[J]. 徐德兴,杨长林,赵康宁,李宏祥,张济山. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2019(06)
[8]304/Q235B热轧复合板界面的显微组织特征[J]. 王震,叶静静,张庆安,张庆峰,焦四海. 安徽工业大学学报(自然科学版). 2019(02)
[9]R60702/TA2爆炸焊接复合板的微观组织及力学性能（英文）[J]. 李诗韵,李庆生,陈自刚,文金旋. 稀有金属材料与工程. 2019(06)
[10]采用纯铁中间层热轧钛合金/不锈钢复合板显微结构和性能[J]. 余超,谢红飙,肖宏. 稀有金属材料与工程. 2019(05)
博士论文
[1]热轧宽幅特厚不锈钢复合板界面组织性能及轧制工艺研究[D]. 刘宝龙.燕山大学 2017
[2]真空热轧复合界面夹杂物的生成演变机理与工艺控制研究[D]. 王光磊.东北大学 2013
硕士论文
[1]不锈钢复合板的还原轧制复合技术研究[D]. 董海雪.辽宁科技大学 2012
本文编号：3208442
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 金属复合材料成形技术研究概况
1.3 金属复合材料界面质量控制研究概况
1.4 金属复合材料成形模拟技术研究概况
1.4.1 热物理模拟技术
1.4.2 有限元数值模拟技术
1.5 金属复合材料热处理工艺研究概况
1.6 本课题主要内容
第2章 不同厚度镍夹层对复合试样界面特性的影响
2.1 复合试样热模拟试验研究
2.2 复合试样界面元素扩散研究
2.3 不同厚度Ni夹层复合试样界面性能测试
2.3.1 不同厚度Ni夹层复合试样界面微观组织
2.3.2 不同厚度Ni夹层复合试样界面元素扩散
2.3.3 不同厚度Ni夹层复合试样界面显微硬度
2.3.4 不同厚度Ni夹层复合试样界面力学性能
2.4 本章小结
第3章 316L/Ni/EH40不锈钢复合板热轧有限元模拟
3.1 热轧成形有限元模型的建立
3.1.1 材料模型的建立
3.1.2 热轧三维热-力耦合模型的建立
3.1.3 热-力耦合分析的边界条件
3.2 316L/Ni/EH40复合板压下率仿真研究
3.2.1 界面结合质量评价准则
3.2.2 压下率对界面质量的影响
3.2.3 单道次大压下率轧制时结合界面的弯曲现象
3.3 不同道次热轧316L/Ni/EH40不锈钢复合板结合性能研究
3.3.1 多道次热轧有限元模拟
3.3.2 不同道次热轧对界面垂直主应力的影响
3.3.3 不同道次热轧对界面等效塑性应变的影响
3.4 316L/Ni/EH40不锈钢复合板五道次热轧仿真研究
3.4.1 热轧过程中的轧制力变化规律
3.4.2 热轧过程中的残余应力变化规律
3.5 本章小结
第4章 316L/Ni/EH40复合板热轧试验研究
4.1 不锈钢复合板五道次热轧试验
4.1.1 复合板坯制备
4.1.2 热轧试验流程
4.2 不锈钢复合板五道次热轧试验
4.2.1 轧制道次对界面金相组织的影响
4.2.2 轧制道次对界面孔洞闭合的影响
4.2.3 轧制道次对界面结合强度的影响
4.2.4 轧制道次对界面显微硬度的影响
4.3 五道次终轧板材的性能评估
4.3.1 五道次终轧板材的拉伸性能
4.3.2 五道次终轧板材界面EDS测试
4.4 本章小结
第5章 316L/Ni/EH40复合板热处理工艺研究
5.1 316L/Ni/EH40复合板热处理工艺制定
5.2 316L/Ni/EH40复合板热处理试验
5.3 高温快冷+等温退火工艺复合板组织分析
5.3.1 高温快冷+等温退火工艺对复合板微观组织的影响
5.3.2 高温快冷+等温退火工艺对复合板界面元素扩散的影响
5.4 高温快冷+等温淬火工艺复合板组织分析
5.4.1 高温快冷+等温淬火工艺对复合板微观组织的影响
5.4.2 高温快冷+等温淬火工艺对复合板界面元素扩散的影响
5.5 高温快冷+中温回火工艺复合板组织分析
5.5.1 高温快冷+中温回火工艺对复合板微观组织的影响
5.5.2 高温快冷+中温回火工艺对复合板界面元素扩散的影响
5.6 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
[1]热模拟试验机通用单元多道次压缩实现的研究[J]. 廉晓洁. 轧钢. 2019(06)
[2]铝板带热轧机板带平直控制原理与方法[J]. 任涛. 有色金属加工. 2019(04)
[3]铲旋工艺的有限元分析及试验研究[J]. 李萍,代光旭,杨卫正,胡传鹏,吴超,薛克敏. 上海交通大学学报. 2019(06)
[4]残余应力数值模拟技术在核电焊接结构中的应用[J]. 陈月峰,程定富,王树昂,朱平,陈金强,孟虎. 焊接技术. 2019(06)
[5]热处理对Q245R/06Cr19Ni10复合钢板性能的影响[J]. 王大伟,胡熙玉,郝延平. 金属热处理. 2019(06)
[6]AlCu4SiMg合金的动态再结晶体积分数模型构建及其在有限元模型中的应用（英文）[J]. 权国政,施瑞菊,赵江,刘乔,熊威,邱慧敏. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2019(06)
[7]复合铸造法制备的镁/铜复合材料的界面组织和力学性能（英文）[J]. 徐德兴,杨长林,赵康宁,李宏祥,张济山. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2019(06)
[8]304/Q235B热轧复合板界面的显微组织特征[J]. 王震,叶静静,张庆安,张庆峰,焦四海. 安徽工业大学学报(自然科学版). 2019(02)
[9]R60702/TA2爆炸焊接复合板的微观组织及力学性能（英文）[J]. 李诗韵,李庆生,陈自刚,文金旋. 稀有金属材料与工程. 2019(06)
[10]采用纯铁中间层热轧钛合金/不锈钢复合板显微结构和性能[J]. 余超,谢红飙,肖宏. 稀有金属材料与工程. 2019(05)
博士论文
[1]热轧宽幅特厚不锈钢复合板界面组织性能及轧制工艺研究[D]. 刘宝龙.燕山大学 2017
[2]真空热轧复合界面夹杂物的生成演变机理与工艺控制研究[D]. 王光磊.东北大学 2013
硕士论文
[1]不锈钢复合板的还原轧制复合技术研究[D]. 董海雪.辽宁科技大学 2012
本文编号：3208442
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