摘要：VC轧辊作为高效控制带钢质量的机型之一,国内虽有大量生产应用经验但缺少关键的自主设计方法。为此,首先从VC轧辊过盈装配后的基本结构出发,考虑套筒服役周期内的厚度变化,分别从轧辊强度、密封、相对滑动和有效凸度方面分析,确定了VC轧辊优化设计的关键结构参数为套筒厚度、原始过盈量、油腔宽度。进一步在国内某进口VC轧机的结构参数和实际生产工艺参数的基础上,分别分析各关键结构参数对套筒凸度、实际过盈力分布、加油压原始过盈力、加油压原始过盈量的影响,并在关键结构参数对各工艺参数影响的基础上,分别确定了各关键结构参数的设计重点和设计思路。最后,综合考虑VC轧辊的强度、密封、避免相对滑动以及接触疲劳的安全性,以极限生产工艺和极限工作状态为优化设计的前提,给出了VC轧辊关键结构参数优化设计的评价指标、目标函数和约束条件,确定了优化设计的整体流程方法。将优化设计方法应用到国内某进口VC轧机,并对比轧机结构的现有参数与设计参数下强度安全系数、相对滑动安全系数和目标函数。分析得出设计参数相比于现有参数而言,在保证套筒凸度和密封性的前提下,实现了强度安全性、避免相对滑动和过盈力分布均匀性的整体提升。优化设计方法的建立为VC轧辊的设计和校核技术提供了理论参考,具有一定的实际应用价值。

摘要：自从1882年Hadfield高锰钢问世以来,吸引了国内外众多科研人员在高锰钢成分设计、组织调控、生产工艺及应用开发等方面做了大量研究工作,使这个具有百年历史钢种的应用领域从最初的耐磨钢领域,逐渐拓展到无磁钢、汽车钢、腐蚀及低温环境用钢,甚至功能材料领域,形成了多个关键钢铁材料品种,成为特种钢领域最典型、应用领域最广的钢种系列,极大地丰富了钢铁材料世界。这些高锰钢品种的研发、制造及应用,对推动钢铁制造技术创新及下游行业发展起到了极其重要的作用。介绍了高锰钢的起源和发展,重点梳理了典型应用领域中使用的高锰耐磨钢、高锰汽车钢、高锰低温钢、高锰无磁钢以及高锰阻尼合金的化学成分、微观组织及性能研究进展,并对这几类高锰钢微观组织和性能的调控方法及效果进行了较为详细的总结和举例说明。虽然高锰含量保证了高锰钢获得特殊的微观组织、力学和物理特性,但同时也导致了其在生产制造中面临连铸漏钢、焊接接头性能不稳定、扩孔性能不足等系列共性技术难题,这在一定程度上限制了高锰钢的推广和应用。通过统计当前不同类型高锰钢的碳-锰含量和微观组织特征,指明了新型高锰钢的化学成分设计思路,并探讨了未来高锰钢在理论研究和应用领域的主要发展方向。

摘要：金属塑性成形过程中通常受到多向加载,而单轴实验只能反映一个方向的力学响应,无法表征多向加载时金属的变形行为.为了准确描述金属成形过程,对板材的力学性能研究必须从单轴扩展至双轴甚至多轴.在拉伸、锻造和挤压等实际成形过程中,金属通常在复杂的双轴压应力下发生变形,然而,目前双轴压缩应力状态对金属塑性变形机制的影响尚不清晰.因此,综述了镁合金以及铝合金等在双轴压缩载荷下的力学响应及对应的微观组织演化过程.首先,介绍了压缩过程中使用的夹具和加载路径.之后,重点分析了双轴变形时HCP金属孪晶类型以及孪晶变体的选择,结果表明,压缩和二次压缩时,宏观应力和应变的积累促进了孪晶的形成,并且二次孪晶与材料的实际屈服应力值有关.最后,归纳了双轴压缩下常用的本构模型,并展望了未来发展趋势.

摘要：热连轧机组板形控制是一项关键的任务,它旨在解决板形变化对产品质量和生产效率的影响。针对热连轧机组板形控制过程中的板形约束变量问题,采用双因素线性插值的方法,在分析弯辊力和窜辊量对板形影响的基础上建立双因素传递系数模型和板形控制空间。首先对板形空间的插值方法进行设计,然后应用到弯辊力和窜辊量对轧制压力的传递系数模型的建立中,求出相应弯辊力与窜辊量对轧制压力的传递系数,这些传递系数可以被视为板形控制的关键参数,利用求出的传递系数基于板形调节建立轧机板形控制空间。通过对板形控制空间的求解,可在板形控制范围内实现板形的快速搜寻和弯辊力、窜动量对板形的快速控制,为热连轧机组的操作提供有效指导。该方法在解决板形控制难题上具有显著的效果,能够提高产品质量和生产效率。未来的研究可以进一步优化传递系数模型和板形控制算法,实现更加精确和自动化的板形控制。

摘要：为实现脚手架轻量化,通过对脚手架用管材Q355和替代材料Q620M的抗拉强度、抗压强度和抗弯强度的计算分析,提出在脚手架钢管外径不变、壁厚减薄的情况下,采用Q620M钢替代Q355钢,可实现减重25%。同时采用以钛析出强化为主的强化机制合金成分设计和TMCP工艺,实现了Q620M超高强热轧钢带低成本生产控制。生产实践表明,Q620M超高强度热轧钢带的强塑积超过15 GPa%;钢带经纵切、成型、高频焊接制管后,在未进行热处理的条件下,焊缝、热影响区和基体组织均匀,钢管强度和塑性指标均满足脚手架使用要求。

摘要：在实际生产过程中,由于缺乏先进的矫直设备以及矫直技术,高强度厚板的矫直效率和矫直精度都比较低。传统压力矫直基于三点反弯矫直理论,即钢板由两个支点支撑,中间采用一个大型液压缸来进行矫直,在整个工艺流程中主要依靠人工进行手动操作,不仅误差比较大,而且操作比较繁琐。很多工厂在确定反弯量时都是依靠平时积累的经验,所以也需要进一步完善反弯量的解析表达式。因此,有必要对高强度厚板矫直工艺进行研究,为提升高强度厚板的矫直效率和矫直精度提供理论支持。针对高强度厚板的多点柔性压力矫直的工艺流程进行研究,首先基于矫直理论确定了矫直过程的主要工艺参数,与传统压力矫直所不同的是该矫直方案将原来的大型液压缸离散化,采用多压头多支点形式以减小板材的空矫区。然后通过矫直过程中弯矩、转角、挠度三者之间的关系来推导出压下量解析式,采用该公式所计算的反弯量在Abaqus中进行仿真模拟,并通过控制变量法来进行多组仿真模拟,对多点柔性压力矫直中板材的厚度、支点距离、材料属性等参数进行研究,确定了该公式结果的可靠性。最后采用所提出的工艺流程在自主设计的多点柔性压力矫直装置上进行试验,通过对比试验结果,验证了静压延时策略在矫直过程中可以减小板材残余挠度,同时确定了该工艺流程的可行性。

摘要：改进接触传热测量装置,利用有限元模拟镁合金轧制过程辊缝界面的瞬态换热特性,以准确分析温度、压力和粗糙度对接触传热系数的耦合影响。结果表明,接触传热存在2个明显的临界阈值。当温度在150℃以下且界面压力低于22.1 MPa时,存在良好的线性规律。当超过第一阈值后,接触传热明显增强,呈现显著的非线性特征。另外,当界面压力超过50 MPa(第二阈值)且温度超过300℃时,接触传热很快趋于稳定。显然,此时的第二阈值与镁合金带材表面摩擦峰的弹塑性变形直接相关,通过增加微接触面积和摩擦峰的交互扩散,从而形成高压接触传热。基于这一现象的规律特征,有助于精确控制辊缝的接触界面温度,便于设计合适的轧制参数或优化轧制工艺。

摘要：本文以三层复合铝板固-液-固铸轧复合工艺作为研究对象,基于***生死单元法建立了二维热-力耦合模型并通过实验验证模型的可靠性;依据该模型获得铸轧区组元金属的变形特性及层厚比随工艺参数变化规律,并构建层厚比预测模型。结果表明:覆层在KISS点附近开始发生塑性变形,变形程度取决于KISS点高度。覆层厚度、铸轧速度对覆层层厚比的影响最为明显。基于该模型构建的层厚比预测模型具有较高的准确性,其最大相对误差仅为2.77%。最后,根据该预测模型,提出层厚比调控策略,即应先确定覆层厚度,随后匹配铸轧速度,最后调整浇铸温度与预热温度。

摘要：为研发某厂正在使用未配备板形闭环自动控制的1420 mm六辊UCM冷轧机的板形控制系统,以分量板形解耦控制为基础,以Labview为开发环境,实现轧机的板形自动控制。通过板形调节的计算分析,认识到轧辊倾斜、工作辊非对称弯辊可有效调节1次和3次板形分量,工作辊对称弯辊、中间辊对称弯辊、中间辊窜辊可有效调节2次和4次板形分量,难以调节6次板形分量,从而将板形控制系统确定为一个5输入4输出的非方控制系统,非方控制系统解耦过程中会出现不稳定极点,对此,提出了分解不稳定极点的解耦方法,解决了非方板形控制系统解耦的不稳定问题。并应用非方相对增益理论,将5输入4输出的非方控制系统分解为一个2输入2输出的方形系统和一个3输入2输出的非方系统,简化了板形控制系统的结构。由于板形仪的安装位置与辊缝有一定的距离,使板形控制系统存在时间滞后问题,加大了控制器的设计难度。对此将内模控制与Smith预估控制相结合,提出板形IMC-Smith控制模型,简化了控制器设计,解决了控制系统的时间滞后问题,实现了非方板形控制系统的工程应用。工业应用表明,该系统性能可靠,适应现场在线轧制要求,轧后板形满足后续工艺需求,板形控制效果较人工显著提高。

摘要：在整辊式板形仪试验调试和工业应用中发现,大包角和大张力的情况下,板形辊内部传感器会输出明显区别于常规单峰波形信号的双峰波形信号。板形辊变包角安装时,存在着单峰波形向双峰波形过渡的情况,甚至在不同检测通道中,存在单、双峰波形共存的现象。由于双峰波形从形式上明显不同于单峰波形,如果按照常规单峰信号处理方式处理这种波形信号会产生明显板形检测误差。为了研究波形演变的原因和规律,设计了四辊变张力、变包角计算模型,并将其应用于有限元仿真计算。结果显示,大张力和大包角是板形仪输出信号中产生双峰波形的主要影响因素。在特定张力的条件下,单峰波形会随着包角的增大而逐渐演变为双峰波形;在特定包角条件下,单峰波形又会随着张力的增大而逐渐演变为双峰波形。为了进一步研究波形演变机理,在20°、30°和40°包角下,分别固定施加在板形辊单通道上的张力进行仿真计算,提取了传感器安装孔顶和两侧面的位移变化,得到了波形关键位置对应带材与辊体相对位置的传感器顶面位移变化。分析发现,传感器安装孔轮廓在大张力、大包角下会产生不规则的微变形,使得传感器受力状态和位移趋势发生改变,从而产生单、双峰波形信号演变的现象。通过搭建试验平台进行了等张力变包角试验和等包角变张力试验,还原了仿真波形曲线演变规律,验证了其结果的正确性。最后,分析了仿真波形曲线与实际波形曲线差异的产生原因,并针对如何避免双峰波形对整辊式板形仪检测带来的影响给出了具体建议。