中厚板轧制过程内部裂纹愈合规律研究

摘要

目前，对热轧变形条件下轧件内部裂纹愈合的实验研究和有限元模拟工作很少，为此在之前的相关实验研究和有限元模拟的基础上，针对热轧变形条件下轧件内部裂纹的愈合规律进行了模拟和实验研究，为今后相关方面的研究工作提供一定的实验和模拟基础，主要研究内容和结果如下:
　　(1)通过一定改进制造出直径为φ5mm的圆形内部预置裂纹，通过本论文的实验，来研究中厚板内部裂纹在轧制过程中的愈合行为;
　　(2)通过本论文的实验研究得到:随着压下量的增大，裂纹愈合程度越好，当总压下率一定时，压下道次数量减少，即每道次的压下量增加，裂纹愈合程度提高;裂纹距离表面越近，裂纹的愈合程度越高;初轧温度越高，裂纹的愈合情况越好。
　　(3)通过本论文的拉伸实验研究得到:随着压下量的增大，含有内部预置裂纹拉伸试样的屈服强度和抗拉强度等力学性能逐渐增大;随着初轧温度的提高，含有内部预置裂纹拉伸试样的抗拉强度逐渐增大，塑性提高;随着压下率的提高，含有内部预置裂纹拉伸试样的断口处，越难观察到裂纹上下表面的贴合痕迹，并且断口处的韧窝型断口的尺寸逐渐增大，数量逐渐减少;随着温度的提高，含有内部预置裂纹拉伸试样的断口处，韧窝型断口的尺寸逐渐增大，数量逐渐减少;
　　(4)通过ANSYS有限元模拟得到，轧制过程中裂纹表面的轧辊压下方向的应力均为负值，说明裂纹处在较大的压应力状态下，这种状态可以限制裂纹的发展，有利于裂纹的愈合，同时，随着压下量的增加，轧制过程中裂纹表面轧辊压下方向的应力值增加，裂纹愈合程度提高，这与之前的实验结果完全吻合。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 裂纹的分类和分析

1．3 国内外研究进展

1．4 研究内容

第2章 试样内部预置裂纹愈合的热轧实验

2．1 实验条件

2．2 试样制备

2．3 实验方案

2．4 实验结果和分析

2．4．1 预置裂纹的宏观形貌

2．4．2 一道次不同压下率对试样内部预置裂纹愈合情况的影响

2．4．3 相同初轧温度下不同压下道次对试样内部预置裂纹的愈合情况的影响

2．4．4 裂纹距离表面的位置不同对试样内部预置裂纹的愈合情况的影响

2．4．5 不同初轧温度对试样内部预置裂纹的愈合情况的影响

2．5 本章小结

第3章 热轧实验后试样的组织和力学性能分析

3．1 试样的制备与实验方案

3．2 含有内部预置裂纹试样的力学性能

3．3 裂纹愈合区域断口形貌分析

3．4 本章小结

第4章 热轧过程内部裂纹愈合的有限元模拟

4．1 概述

4．2 有限元软件ANSYS／LS-DYNA

4．2．1 有限元软件ANSYS／LS-DYNA的主要功能

4．2．2 轧制过程进行模拟计算的一般过程

4．3 轧制过程内部裂纹愈合的有限元模拟

4．3．1 有限元模型和参数

4．3．2 轧制过程试样内部裂纹表面压力和轧辊压下方向的应力

4．4 本章小结

第5章 结论

参考文献

致谢