O8F钢在步进式连续挤轧变形中的变形行为及晶粒细化的研究

摘要

低碳钢的价格低、产量大，是工业生产中大量使用的材料，因而进一步提高低碳钢的综合性能显得极为重要。材料的性能与晶粒尺寸有很大的关系，从而通过塑性变形对材料实现晶粒细化便成为提高材料性能的重要途径。但传统的塑性变形受到变形方式的限制，不能通过无限变形不断累积总的变形量。而强烈塑性变形可以突破此限制，使金属材料在低温下经过一定道次的强烈变形获得非常大的变形量，从而使晶粒超细化，但迄今为止，强烈塑性变形方法无法实现较大规格金属材料的工业化生产。本文采用步进式连续挤轧的方法，研究金属材料晶粒超细化以及实现连续化生产的大变形技术。
　　本文采用正交设计制定实验方案。先通过对试样在挤轧变形过程中的有限元模拟，寻找变形能够进行的条件。选用厚度为2mm的08F钢板作为原料，分别对其进行1道次、2道次、3道次和4道次的挤轧变形实验，之后在不同退火温度(300℃、330℃、360℃、390℃)和退火时间(10min、15min、20min、30min)条件下进行热处理。通过研究挤轧变形和热处理过后试样的微观组织变化发现:晶粒大小随着变形量的增加而变小，随着热处理温度和时间的增加而变大。本文研究表明，08F钢挤轧变形的最佳条件为:变形3道次、退火温度360℃、退火时间为15min，此时的晶粒形貌和尺寸最好，晶粒大小为5.97μm。本文研究表明，步进式连续挤轧变形对金属材料的晶粒超细化具有明显的作用。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 前言

1．2 晶粒细化方法

1．2．1 传统的塑形变形

1．2．2 强烈塑形变形(SPD)

1．3 本文研究的意义及内容

第2章 研究方案

2．1 实验材料

2．2 实验方案

2．3 实验过程

2．3．1 试样准备及预处理

2．3．2 变形过程

2．3．3 热处理

2．3．4 组织检测

2．4 实验设备

第3章 08F钢变形过程的有限元分析

3．1 ANSYS基本原理

3．2 几何模型

3．3 材料模型

3．4 08F钢变形过程的有限元分析

3．4．1 步进长度

3．4．2 步进速度

3．4．3 辊的转速

3．4．4 摩擦系数

3．3 本章小结

第4章 08F钢微观组织分析

4．1 挤轧变形过程及热处理中的组织

4．1．1 原始晶粒组织

4．1．2 变形1道次微观组织

4．1．3 变形2道次微观组织

4．1．4 变形3道次微观组织

4．1．5 变形4道次微观组织

4．2 数据分析

4．3 本章小结

第5章 结论

参考文献

致谢