【摘 要】
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以东北大学负责研发的武汉钢铁集团高硅电工钢Fe-6.5%合金的“薄带连铸-温轧”试验机组项目为背景,通过有限元数值模拟和温轧实验研究相结合的方法,开展了难变形金属温轧过程变形区温度模型的研究。论文的主要工作及成果如下:(1)介绍金属材料温轧工艺及温度模型研究基本原理,剖析卷取式温轧实验机组及其工作原理。温轧机组主要用于难变形金属薄带的温轧成形,主要功能除了基本的炉卷轧制功能外,还包括轧件感应加热、
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以东北大学负责研发的武汉钢铁集团高硅电工钢Fe-6.5%合金的“薄带连铸-温轧”试验机组项目为背景,通过有限元数值模拟和温轧实验研究相结合的方法,开展了难变形金属温轧过程变形区温度模型的研究。论文的主要工作及成果如下:(1)介绍金属材料温轧工艺及温度模型研究基本原理,剖析卷取式温轧实验机组及其工作原理。温轧机组主要用于难变形金属薄带的温轧成形,主要功能除了基本的炉卷轧制功能外,还包括轧件感应加热、轧辊导热油加热、卷取箱加热与保温等功能。(2)数值模拟试验关键参数和材料流变应力关系的确定。以高硅电工钢Fe-6.5%Si合金为主要研究材料,通过材料性能分析软件JMatPro计算确定其物性参数;通过热力模拟压缩实验,获取材料的一定条件下的真应力-真应变曲线,分析变形条件对Fe-6.5%Si合金流变应力的影响规律,确定材料峰值状态的变形激活能和热加工方程,并回归材料的流变应力本构方程。(3)研究各个温轧工艺参数对变形区温度的影响规律。基于Deform-3D软件,利用单变量研究方法进行Fe-6.5%Si合金的数值模拟试验,跟踪轧件表面和内部的温度变化,分析各个温轧工艺参数对轧件变形区温度的影响规律及轧件出口温度变化规律。(4)确定轧件变形区出口温度的数学模型。通过正交试验设计方法制定Fe-6.5%Si合金在轧制速度为0.1~1m/s与0.01~0.1m/s两个范围的温轧过程数值模拟试验方案,完成有限元模拟;分析各个温轧工艺参数对轧件温轧变形区出口温度和出口温降的影响,并进行对比;对数值模拟数据进行多元非线性回归,建立相应的轧件变形区出口温度与各工艺参数关系的数学模型。(5)通过Fe-6.5%Si合金的温轧实验分析轧件变形区出口温度的实验测量误差,确定温轧过程接触传热系数大小,对建立的数学模型进行验证。(6)分析Fe-6.5%Si合金薄板的温轧工艺,进行温轧实验获得厚度小于0.5mm的高硅钢片,并总结Fe-6.5%Si合金薄板的温轧工艺。
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