钢管热连轧过程壁厚变化三维有限元模拟仿真分析

来源 :第五届全国材料与热加工物理模拟及数值模拟学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fanyanbing
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应用三维有限元模拟仿真技术,针对φ189×8mm规格无缝钢管8机架连轧过程进行了有限元建模与仿真分析,获得了热连轧管各机架横断面等效应力分布和各道次壁厚变化以及轧制力和芯棒力参数变化特点,并且得出连轧管过程完整的芯棒速度变化规律.研究结果对于了解连轧管工艺实质以及优化连轧工艺和有效提高钢管质量具有重要意义.
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利用MSC/MARC有限元仿真软件,采用基于更新拉格朗日方法的热-机耦合分析方法,模拟了粉末温压工艺过程,研究了压制成形过程中的力学行为.结果显示,对于圆柱形粉末冶金制品,在获得同等压坯密度的情况下,随着润滑条件的改善,压制力、侧压力、脱模力均有所降低,减小了模具的磨损程度,延长了模具使用寿命.同时压坯应力分布更加均匀,压坯边角处应力集中现象有所缓解,减少了压坯开裂、边角崩掉等缺陷,这对于提高压坯
本文分析了瞬时液相扩散连接的动力学模型.瞬时液相扩散连接可以获得与母材相似甚至相同的组织的接头,传统的TLP扩散连接方法可以有效地解决熔焊或扩散焊不能连接的先进材料和金属基复合材料的连接问题.介绍了两种新的TLP扩散连接模型,可以有效提高接头的连接性能,一种是具有温度梯度的TLP扩散连接模型,该模型连接时不像传统工艺模型那样进行等温凝固,而是在接头区域加上了一个温度梯度;另外一种是瞬时液相扩散连接
采用实际堆焊、Gleeble焊接热模拟、透射电镜(TEM)及金相显微结构观察、硬度测试等方法分析了添加不同含量的Cu和Nb时,对多层焊显微组织和强度的影响,探讨了Cu和Nb的作用机制.结果表明:在普通C-Mn焊缝金属的基础上添加约3.0wt%的Cu和0.03wt%的Nb时,在模拟多层焊各再热区域均可形成均匀的贝氏体组织,且产生大量而均匀的、热稳定性良好的沉淀析出相,使多层焊高强焊缝表现出均匀的力学
采用TIG焊工艺方法,对不填加焊丝与填加铝硅焊丝条件下SiCp颗粒增强铝基复合材料SiCp/6061Al的焊接性进行了研究.结果表明,不填加填充材料时.SiCp/6061Al铝基复合材料TIG焊的焊缝外观成型较差.填加Al-Si焊丝,有效抑制了焊缝中SiCp颗粒和Al界面反应,熔池流动性增强,可以得到满意的鱼鳞纹焊缝,接头中的缺陷减少。
本文进行了X70钢管螺旋缝双面埋弧焊试验及基于Gleeble1500的热模拟试验,采用光学显微镜、SEM及EDS等手段观察和研究了二次针状铁素体的共感形成机理及影响因素.试验结果表明,二次热过程450/650℃持续时间的增加有利于二次针状铁素体的共感形成.二次针状铁素体的形核属于ETF型形核,与初生针状铁素体表面高界面能、位错塞积和富碳薄层破裂等综合作用有关。
本文研究了热输入对06CuNiCrMoNb钢模拟焊接热影响区不同部位组织和性能的影响,并重点分析了过热区的韧性与组织之间的关系。
提出了一种基于可拓集理论的数值模拟方法,讨论了材料物元和模拟关联函数的概念,以利于材料热加工中不相容性问题的求解和研究.本文对数值模拟方法的物元模型进行理论上的探讨,寻找建立可拓数值模拟的基本理论框架,并对有关的一些重要问题做初步研究.最后给出了一个简单的例子来说明如何建立和应用这种数值模拟方法。
微合金管线钢通过细晶强化、沉淀强化等作用使材料具有良好的强韧性匹配,但经历焊接热循环后,焊接粗晶区晶粒的显著粗化将造成其力学性能下降.采用热模拟技术研究了不同焊接热循环条件下晶粒及第二相粒子的变化;考虑了第二相粒子对奥氏体晶界的钉扎作用影响,引入晶粒长大阈值,以试验数据为基础建立了微合金钢焊接粗晶区奥氏体晶粒长大的动力学方程。
针对低合金高强钢多道焊焊缝金属的粗晶区,利用Gleeble1500热模拟机进行了热模拟试验.对二次热循环作用后焊缝金属中各种组织尤其是其中大量的针状铁素体组织的数量、尺寸及形貌进行了SEM、TEM分析.研究结果表明,经历了二次热循环过程后,低合金钢焊缝金属粗晶区中柱状晶特征消失,先共析铁素体和侧板条铁素体也都消失,其内晶粒细小的针状铁素体仍占据着主导地位,并伴有一定量的块状铁素体.
在Thermecmastor-Z型热模拟试验机上对试验钢20MnSiNb和20MnSi进行了单向压缩试验,用热膨胀技术结合观察金相组织的方法,建立了静态和动态的连续冷却转变曲线,研究了试验钢在连续冷却过程中冷却速度,Nb及形变对Nb微合金钢?→á相变过程的影响规律.结果表明:随着冷却速度的增加,铁素体转变开始温度降低,而铁素体晶粒得到细化;试验钢20MnSiNb中析出的Nb(C,N),促进了?→á