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厚规格钢板广泛应用于民生和装备制造等领域,但是传统厚板轧制生产中存在能耗高、生产效率低的缺点,尤其在利用连铸坯生产时难以达到足够的芯部变形,不能充分改善芯部疏松、缩孔等缺陷。 近些年提出了一种新的工艺形式,在连铸机末端设置大压下轧机。连铸坯在凝固点附近温度的完全奥氏体区发生轧制变形,此时钢铁材料变形能力强,并且可以节省能源、提高铸坯芯部质密性。本文重点结合了C-Mn实验钢高温流变研究结果和有限元计算思想,对比了相同压下条件下,新的轧制工艺与常规轧制第一道次的相关参数。本文的主要研究内容和成果如下: (1)在实验室条件下,利用MMS200实验机完成了变形温度为1200-1400℃,应变速率为0.1-10s-1的高温压缩实验,得到了应力应变数据,为模型建立和工艺窗口的确定奠定基础。 (2)利用应力应变数据,建立了峰值应力峰值应变的函数表达,标识了热变形激活能为332.376kJ·mol-1。分别从表观角度和动态回复及动态再结晶理论角度建立了高温粘塑性本构模型,用来描述了金属高温流变的性质。经过误差分析理论模型不仅具有更高的预测精度,还能从理论角度反映热变形中动态回复动态再结晶的本质。 (3)绘制了实验钢功率耗散图和变形失稳图,确定了实验钢高温粘塑性变形工艺窗口。高温大压下变形条件下,应选择较高的变形温度且低于0.2s-1的应变速率,这能够保证变形中动态再结晶过程的充分进行并且避开变形失稳区。从而证明了连铸与大压下轧机直接衔接的形式有利于控制变形发生在较合理的工艺区间。 (4)通过对两种工艺的模拟计算结果的对比,高温大压下轧制中轧件平均温度较高,变形容易,轧制力低;高温大压下轧制变形区内能够产生更大的轧件心表温差,促进轧件心部产生更大的变形量,有利于改善铸坯芯部质量。从而体现了高温大压下轧制工艺“低能耗、高质量”的生产特点,解决了常规工艺芯部变形不足的缺点。 (5)结合新工艺计算结果,分析了的轧件边部裂纹、轧辊升温的情况。对比了立辊平辊交替轧制和平辊立辊交替轧制过程中边角裂纹的演变过程,发现立平交替轧制可以促进高温大压下工艺轧件角部裂纹愈合。