EH36钢低温热变形行为研究及中厚板热矫直矫直力的预测

摘要

随着世界经济的高速发展和贸易的不断增长，船舶的需求量不断上升。EH36钢作为船体结构用钢板，是技术含量及附加价值较高的产品之一。矫直是中厚板轧制过程中必不可少的工艺，矫直模型的准确与否将直接影响到产品性能、能源消耗和生产成本等。而钢材的热变形行为对矫直模型的研究至关重要，由于中厚板矫直温度通常在中低温范围，并且中低温区的流动应力变化与高温区有明显区别，而针对低温区流动应力模型的研究尚显不足。因此，针对于EH36高强度船板钢的低温区热变形行为和矫直模型的研究意义重大。
　　本文采用Gleeble-1500热模拟机对EH36高强度船板钢进行了单道次低温热模拟压缩实验，建立了低温区的流动应力模型，并且以预测热矫直矫直力为目标，建立了中厚板热矫直过程的相关解析模型，根据模型对比以及实测数据分析，对解析模型加以修正完善，并对修正后的模型进行验证。结果表明，矫直力的预测值与实测值吻合良好。本文的主要研究内容如下:
　　(1)查阅有关船板及中厚板矫直过程的相关文献资料，研究我国中厚板热矫直机使用现状;
　　(2)结合单道次低温热模拟压缩实验数据，分析了不同工艺参数对EH36钢低温热变形行为的影响;
　　(3)通过不同变形条件下的流动应力数据，计算了变形激活能，建立了Zener-Hollomon参数方程和分段式流动应力模型，同时给出了初始应力、峰值应力、稳态应力、峰值应变以及动态回复形状系数的拟合关系式;
　　(4)建立了中厚板矫直过程中的相关数学模型，主要包括压下量模型、残余曲率与残余应力模型、弹性模量模型、弯矩模型、纵向纤维层的平均塑性应变及其应变速率模型以及矫直力模型等。
　　全文通过上述研究工作，建立了相关中厚板热矫直数学模型，为迸一步实现我国中厚板辊式热矫直机国产化、先进化提供了相关理论参考。

目录

声明

摘要

第1章 文献综述

1．1 概述

1．2 课题来源和研究目的

1．3 金属流动应力

1．3．1 流动应力的概述

1．3．2 影响金属流变应力的因素

1．3．3 金属流动应力的研究现状

1．4 中厚板辊式热矫直简介

1．4．1 矫直方法

1．4．2 国内外中厚板辊式矫直机的发展概况

1．4．3 中厚板辊式矫直技术的发展及矫直模型的研究

1．4．4 中厚板辊式矫直模型建立的关键问题

1．5 本文的研究意义及内容

第2章 EH36高强度船板钢热变形行为实验研究

2．1 实验目的

2．2 实验材料及试样制作

2．2．1 实验材料

2．2．2 试样制作

2．3 实验方案

2．4 实验设备

2．5 实验结果

2．6 变形工艺参数对低温流动应力的影响

2．6．1 变形温度对低温流动应力的影响

2．6．2 应变速率对低温流动应力的影响

2．6．3 变形程度对低温流动应力的影响

2．7 本章小结

第3章 EH36船板钢低温流动应力模型建立

3．1 初始应力的计算

3．2 Zener-Hollomon参数方程的建立

3．2．1 变形特征值确定

3．2．2 各参数值的计算

3．2．3 Z参数方程的建立

3．3 金属低温流动应力模型的建立

3．3．1 模型一

3．3．2 模型二

3．4 低温流动应力模型预报的结果及分析

3．5 本章小结

第4章 中厚板辊式热矫直过程的解析模型

4．1 弹塑性弯曲的基本概念及矫直方案

4．1．1 弹塑性弯曲的基本概念

4．1．2 矫直方案

4．2 弯曲变形与各曲率间的关系

4．2．1 弯曲变形过程中曲率的相关问题

4．2．2 弯曲变形过程中的曲率方程

4．3 不平度的计算

4．4 压下量与反弯曲率间的关系

4．5 弹性模量数学模型

4．6 弯矩模型的建立

4．7 纵向纤维层的塑性应变速率

4．8 矫直力模型

4．8．1 矫直模型的建立

4．8．2 模型检验

4．8 本章小结

第5章 结论与展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表的论文

附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目