CR340冷轧差厚板的退火工艺及组织演变

摘要

连续变厚度轧板（Tailor Rolled Blanks，简称TRB）是继激光拼焊板(Tailor WeldedBlanks，简称TWB)之后，应汽车轻量化需求而出现的一种汽车用差厚板，它是通过变厚度柔性轧制工艺生产而成的，能够避免产生焊缝。但是却产生了加工硬化现象，造成了不同区域组织的不均匀，所以必须对轧件进行退火。然而，退火工艺相同势必导致退火后差厚板不同薄厚区的性能差异化，因此，分析CR340差厚板退火过程中的相关机理，探索合理的退火工艺，对此类差厚板未来的深入研究和应用有着巨大的价值。
　　本文以CR340冷轧差厚板为实验材料，对其退火过程进行了实验和模拟研究，主要研究工作如下:
　　(1)通过对CR340冷轧差厚板退火过程微观机理的分析和探究，确定差厚板不同厚度区域在不同工艺下的再结晶起始点、持续时间以及结束时间等重要工艺参数，为今后开展更为深入的理论研究奠定基础。
　　(2)通过对CR340差厚板进行硬度测试和拉伸试验，得到不同工艺退火的差厚板不同厚度区域的力学性能，为退火工艺的确定提供参考。
　　(3)探究第二相粒子在CR340差厚板退火过程中的演变行为，分析第二相粒子的组成及分布，研究第二相粒子对保温温度和保温时间的敏感性。
　　(4)详细研究了元胞自动机（Cellular Automaton，以下简称CA）方法计算机模拟的相关技术，包括冷轧初始组织的生成、退火过程的实现、运用Matlab的可视化仿真技术，还针对CR340冷轧差厚板的退火过程进行编程，实现了其组织演变的可视化模拟。
　　(5)将模拟结果和实验结果进行比较和分析，验证模拟结果的可靠性，证实所开发的模拟再结晶退火的CA程序可以用来模拟退火过程，为制定CR340冷轧差厚板退火工艺提供参考数据。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及意义

1．2 轧制形变金属的再结晶和析出行为

1．2．1 形变金属的再结晶行为

1．2．2 形变金属的析出行为

1．3 冷轧退火过程的工艺基础

1．4 显微组织的计算机模拟方法

1．5 本文的研究意义及主要研究内容

第2章 元胞自动机的原理、方法和应用

2．1 元胞自动机的定义

2．2 元胞自动机的构成及特征

2．3 元胞自动机的分类

2．4 元胞自动机研究的相关理论方法

2．5 元胞自动机的应用

第3章 CR340差厚板退火实验工艺研究

3．1 实验材料及加工工艺

3．2 实验方案

3．2．1 研究思路

3．2．2 退火工艺

3．3 分析和测试方法

3．3．1 金相组织分析

3．3．2 力学性能和硬度分析

3．3．3 电子背散射衍射(EBSD)分析

3．3．4 扫描电镜和电子探针分析

3．4 CR340差厚板退火过程的组织演变行为

3．4．1 退火过程的组织演变描述

3．4．2 不同退火温度以及不同形变量对回复和再结晶行为的影响

3．5 第二相粒子在退火过程中的演变及其对组织的影响

3．5．1 第二相粒子的确定

3．5．2 第二相粒子随退火温度及保温时间的变化规律

3．6 本章小结

第4章 CR340差厚板退火过程的CA模拟

4．1 模拟研究思路

4．2 CR340差厚板初始冷轧组织模拟的关键技术

4．2．1 基本假设

4．2．2 冷轧前组织模拟的实现

4．2．3 冷轧组织的建立方法---“坐标系压缩法”

4．3 CR340冷轧组织退火模拟的关键技术

4．3．1 模拟假设

4．3．2 元胞状态及信息赋值方法

4．4 组织特征统计计算技术

4．4．1 再结晶分数计算

4．4．2 晶粒尺寸计算

4．5 CR340冷轧差厚板退火过程模拟程序主要流程

4．6 模拟程序

4．6．1 程序界面

4．6．2 主要的模型及参数

4．6．3 模拟的初始条件及思路

4．7 模拟结果和实验结果的比较

4．7．1 初始冷轧态组织

4．7．1 退火过程中的组织演变模拟和实验对照

4．8 本章小结

第5章 结论

参考文献

致谢