论文部分内容阅读
通过低温轧制工艺生产的免退火盘条能直接用于紧固件的冷镦生产而无需进行退火处理,大大的缩短了紧固件生产周期、节约了资源、降低了能耗,因此在冷镦钢盘条的生产中具有很大的应用前景。本文采用热变形模拟实验对含硼中碳钢低温轧制工艺进行了探索,采用热变形模拟实验对含硼中碳钢的热流变行为进行了研究,通过有限元分析技术,对含硼中碳钢盘条低温轧制过程中的横截面温度分布规律进行了研究,进一步优化了盘条轧制工艺。论文主要结果如下:(1)通过热变形工艺模拟实验发现,在轧制温度为760℃-820℃、吐丝温度为750℃-840℃范围内,采用低温轧制可有效提高含硼中碳钢中铁素体含量,促进珠光体球化,其中铁素体含量达到了64%,远高于平衡值(54%)。含硼中碳钢盘条优化工艺条件为减定径轧制温度为790℃,吐丝温度780℃。采用该工艺生产的Φ6.5mm盘条冷镦合格率达到99.2%,满足了免退火要求,Φ12mm盘条冷镦合格率达到87%,效果略差。(2)通过对含硼中碳钢进行热压缩变形实验,研究了含硼中碳钢在热变形条件下的流变应力与应变速率、变形温度之间的关系,确定了合金热变形的塑性流动方程及材料常数。在含硼中碳钢的热压缩变形过程中,应变速率一定时,随着变形温度的升高,真应力下降;而温度一定时,随着应变速率的提高,真应力提高,说明该材料有正的应变速率敏感性。该材料变形激活Q为306.79(KJ/mol),本构方程为:(3)采用有限元分析技术,对含硼中碳钢盘条低温轧制过程中的应变场和温度场进行了模拟研究。在轧制及相变温度区间内,Φ12mm盘条横截面存在较大的温度梯度是造成其组织不均匀、冷镦性能较低的主要原因;延长水冷后恢复时间,能有效改善Φ12mm盘条的横截面温度场分布。根据模拟优化后所得工艺参数对Φ12mm盘条进行轧制,其冷镦合格率提高到了93%,基本满足免退火要求。