厚钢板差温轧制心部变形与实验研究.docx

厚钢板差温轧制心部变形与实验研究
摘要
本文基于厚钢板差温轧制工艺，通过有限元模拟的方法研究了不同情况下心部变形情况，并进行了加热后的实验研究。结果表明，差温轧制工艺对于钢板心部的温度分布和变形具有显著的影响，并且温差、轧制力等因素对于钢板心部变形具有重要作用。此外，加热后的实验结果也验证了模拟结果的正确性。因此，在厚钢板差温轧制过程中应注意控制温度分布和轧制力等因素，以避免心部变形对材料性能的影响。
关键词：厚钢板；差温轧制；心部变形；有限元模拟；实验研究
Abstract
Basedonthedifferentialtemperaturerollingprocessofthicksteelplate,thedeformationofthecenterpartunderdifferentconditionswasstudiedbyfiniteelementsimulation,andtheexperimentalresearchafterheatingwascarriedout.Theresultsshowthatthedifferentialtemperaturerollingprocesshasasignificantinfluenceonthetemperaturedistributionanddeformationofthecenterpartofthesteelplate,andfactorssuchastemperaturedifferenceandrollingforcehaveanimportanteffectonthedeformationofthecenterpartofthesteelplate.Inaddition,theexperimentalresultsafterheatingalsoverifythecorrectnessofthesimulationresults.Therefore,intheprocessofdifferentialtemperaturerollingofthicksteelplate,attentionshouldbepaidtocontrollingfactorssuchastemperaturedistributionandrollingforcetoavoidtheinfluenceofcenterpartdeformationonthematerialproperties.
Keywords:Thicksteelplate;Differentialtemperaturerolling;Centerpartdeformation;Finiteelementsimulation;Experimentalresearch
1.引言
在现代钢铁工业生产过程中，厚钢板在船舶、桥梁、石化、核电站等重大工程领域中得到广泛应用。钢板的质量和性能直接影响到工程的可靠性和安全性，因此在制造过程中需要对钢板的生产工艺进行精细控制。其中，差温轧制是一种广泛应用的钢板轧制方法，主要应用于厚板的生产中。
差温轧制过程是指钢板在轧制过程中受到两个相邻辊之间温度差的影响，从而出现材料的温度梯度和厚度梯度。差温轧制的温差和轧制力等因素对于钢板心部变形有着重要影响，因此需要对差温轧制工艺进行研究和分析，以得到最佳的生产工艺参数。本文基于差温轧制工艺，通过有限元模拟方法研究了钢板心部变形情况，并进行了实验验证。
2.差温轧制数值模拟
2.1模型建立
本文针对一种常见的厚钢板差温轧制工艺进行了研究，如图1所示。钢板在轧制过程中受到来自上下辊的挤压力和来自侧辊的限制力作用，同时在轧辊与钢板接触处会产生较大的热流，从而导致钢板发生温度变化。因此，需要建立差温轧制数值模型来分析各种参数对钢板心部变形的影响。
图1厚钢板差温轧制模型
本文采用有限元方法对钢板差温轧制过程进行数值模拟，其中将钢板分为上下两部分，建立二维轧制模型，如图2所示。考虑钢材的塑性和热力学特性，采用非线性材料模型，考虑温度场对钢板物理力学性能的影响。
图2厚钢板差温轧制数值模型
2.2计算结果分析
为了研究温差对于钢板心部变形的影响，本文采用了温差分别为50℃、75℃和100℃时的差温轧制过程进行了数值模拟分析。结果如图3所示。可以看出，随着温差的增加，钢板的温度分布和变形情况都发生了明显的变化。当温差为50℃时，钢板心部的变形较小，变形的主要集中部位为中心；当温差为75℃时，钢板的变形进一步增加，并且变形集中部位开始向上下两端扩散；当温差为100℃时，钢板中心部位的变形非常明显，并且变形的区域已经扩散到了大部分位置。
图3温差对于钢板心部变形的影响
此外，本文还研究了不同轧制力下的钢板心部变形情况，结果如图4所示。可以看出，随着轧制力的