检索结果-内蒙古大学图书馆

钢铁研究学报 2025年第2期37卷 173-186页

作者：毛蓝宇骆宗安范明荣黄昶周政启王明坤东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

发展高压储氢材料已成为推进我国氢能建设的关键目标。奥氏体不锈钢(Austenitic Stainless Steel, ASS)由于具有良好的氢脆抗性、成形性和低温韧性被认为是高压储氢容器的优良候选材料。然而,传统ASS中贵金属含量过高,因而不具备大规模... 详细信息

发展高压储氢材料已成为推进我国氢能建设的关键目标。奥氏体不锈钢(Austenitic Stainless Steel, ASS)由于具有良好的氢脆抗性、成形性和低温韧性被认为是高压储氢容器的优良候选材料。然而,传统ASS中贵金属含量过高,因而不具备大规模应用的经济性条件且ASS的低强度也会造成安全隐患。为此,采用热力学相图计算方法设计了一种ASS(命名为NEASS),并采用慢速率拉伸和多种微观表征方式评价了其抗氢脆性能。结果表明,NEASS的强度和抗氢脆性能比现有的316L不锈钢高出约15%和70%,其在充氢后的变形过程中展现出特殊的多向滑移机制,缓解了局部应力集中现象,从而有效阻碍了氢致裂纹萌生和氢致断裂失效的发生。

关键词：高压储氢材料低成本奥氏体不锈钢微观组织演变氢致开裂机制氢脆行为

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变形量对EH47止裂钢组织和显微硬度的影响

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金属热处理 2024年第2期49卷 128-134页

作者：张九鑫任潇健金东正田勇东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

利用MMS⁃200热模拟机试验进行单道次压缩试验,研究了奥氏体未再结晶区变形量对EH47止裂钢组织演化及显微硬度的影响。结果表明,变形量从15%增大到60%时,原奥氏体晶粒长宽比从1.2±1.4增加至2.7±2.3;显微组织形态由粗化的贝氏... 详细信息

利用MMS⁃200热模拟机试验进行单道次压缩试验,研究了奥氏体未再结晶区变形量对EH47止裂钢组织演化及显微硬度的影响。结果表明,变形量从15%增大到60%时,原奥氏体晶粒长宽比从1.2±1.4增加至2.7±2.3;显微组织形态由粗化的贝氏体向细化的铁素体贝氏体转变;大角度晶界比例(HAGB)由34.6%升高至61.7%,有效晶粒尺寸从4.5±5.9μm减小至3.4±4.2μm;硬度从230 HV50降低至211 HV50。变形60%试样的奥氏体晶粒在相变前具有106.7 mm-1的单位体积有效界面积,是其显微组织细化、均匀化的根本原因。在原奥氏体晶粒边界形核、长大并相互接触的铁素体晶粒,提高了20°~47°取向差范围内的HAGB比例(21.5%),是其具有61.7%HAGB的关键。高含量的铁素体、位错密度的降低、再结晶晶粒比例的增加是显微硬度降低的主要原因。

关键词： EH47止裂钢变形量原奥氏体晶粒显微组织硬度

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高性能Cu-Fe合金薄带材及其短流程制备技术

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沈阳工业大学学报 2024年第4期46卷 403-408页

作者：孙文博吴诗睿吴天模张元祥袁国东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

为了解决Cu-Fe合金常规制备流程中重力分层的问题,利用铸轧工艺的亚快速凝固特点抑制其液相分离,并结合Marangoni效应及热泳力的耦合作用合理调控铸轧参数,获得厚度为2.2~2.4 mm、铁磁相尺寸和分布可控的Cu-20%Fe和Cu-30%Fe带材。通过... 详细信息

为了解决Cu-Fe合金常规制备流程中重力分层的问题,利用铸轧工艺的亚快速凝固特点抑制其液相分离,并结合Marangoni效应及热泳力的耦合作用合理调控铸轧参数,获得厚度为2.2~2.4 mm、铁磁相尺寸和分布可控的Cu-20%Fe和Cu-30%Fe带材。通过金相与EBSD分析确定铸带形成了Cu相-富Fe相-Cu相的“三明治”层状复合结构,其中Cu-20%Fe铸带中的Fe相分布更为均匀,且EBSD分析结果表明凝固层中形成了大量的低能晶界,如Σ1和Σ3等。将Cu-20%Fe合金从2.4 mm冷轧至0.4 mm,在不同温度下进行热处理后继续冷轧至0.12 mm。结果表明:450℃热处理对轧板性能更好,导电率超过50%IACS,抗拉强度超过600 MPa,均匀伸长率达到7.5%,饱和磁化强度超过4.24×10^(5)A/m。

关键词： Cu-Fe合金薄带材亚稳液相分离双辊铸轧亚快速凝固 Marangoni迁移低能晶界 Σ3晶界

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时空约束的变厚度控制模型及应用

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东北大学学报(自然科学版) 2025年第3期46卷 46-51页

作者：孙涛纪良鑫杨先理胡贤磊东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

在冷轧差厚板(TRB)带材轧制过程中,厚度呈现出周期性、连续性和多段变化的特点,针对厚度难以精确控制的问题,提出密集采点、逐点调控的厚度控制策略.为防止控制系统产生振荡,提出了基于时间和空间约束的变厚度控制(VGC)模型,成功在变厚... 详细信息

在冷轧差厚板(TRB)带材轧制过程中,厚度呈现出周期性、连续性和多段变化的特点,针对厚度难以精确控制的问题,提出密集采点、逐点调控的厚度控制策略.为防止控制系统产生振荡,提出了基于时间和空间约束的变厚度控制(VGC)模型,成功在变厚度冷轧机控制系统中实现应用.通过现场实测数据分析,使用变厚度控制模型前,等厚区厚度波动相对稳定,过渡区的厚度偏差较大,趋厚轧制时呈正偏差,趋薄轧制时呈负偏差.使用变厚度控制模型后,能够快速有效地调整过渡区的厚度偏差,确保TRB的厚度偏差在±0.025 mm以内,优于现有汽车行业TRB标准.

关键词：差厚板变厚度控制自动厚度控制轻量化冷轧

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GH4169高温合金的压缩结合行为及界面组织演变

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稀有金属材料与工程 2022年第8期51卷 2794-2801页

作者：王顺王洋张元祥方烽冉蓉袁国东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

为了模拟GH4169高温合金的热轧复合工艺,采用MSS-200热模拟机对GH4169高温合金进行热压缩复合模拟,变形温度为900~1100℃,应变速率为1~10 s^(-1)。通过应力应变曲线建立了描述GH4169高温合金压缩变形行为的Arrhenius型本构方程和热加工... 详细信息

为了模拟GH4169高温合金的热轧复合工艺,采用MSS-200热模拟机对GH4169高温合金进行热压缩复合模拟,变形温度为900~1100℃,应变速率为1~10 s^(-1)。通过应力应变曲线建立了描述GH4169高温合金压缩变形行为的Arrhenius型本构方程和热加工图,计算相应的热变形活化能Q和应力指数n分别为320.33 kJ·mol^(-1)和4.1573。此外,采用光学显微镜(OM)和电子背散射衍射(EBSD)技术观察了结合界面。结果表明:结合界面主要受变形工艺参数的影响,在1100℃/10 s^(-1)变形条件下,结合界面几乎看不见。

关键词： GH4169高温合金热压缩复合变形行为界面微观结构

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立弯式连铸纯铝1070薄板坯热轧态组织与性能

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材料与冶金学报 2024年

作者：毛起佳郭玉航花福安贾光霖袁国王国栋东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室

采用新型立弯式连铸（VC铸造）技术制备纯铝1070薄板坯，并对1.2 m/min拉速下纯铝1070薄板坯的热轧态组织及性能进行了研究。研究发现，VC铸造15 mm厚热轧板厚度表面和中心处组织的等效圆直径分别为600 μm和578 μm，长宽比分别为6.8和... 详细信息

采用新型立弯式连铸（VC铸造）技术制备纯铝1070薄板坯，并对1.2 m/min拉速下纯铝1070薄板坯的热轧态组织及性能进行了研究。研究发现，VC铸造15 mm厚热轧板厚度表面和中心处组织的等效圆直径分别为600 μm和578 μm，长宽比分别为6.8和6.6。该热轧板的屈服强度为52 MPa，抗拉强度为80 MPa，延伸率为46.8%，强塑积为3744 MPa·%。与压下率相近的双带式连铸（Hazelett）工艺7 mm 厚热轧板相比，VC铸造15 mm厚热轧板在拉伸变形过程中位错储存能力较强，提高加工硬化能力而推迟塑性失稳，因此使延伸率提高近3倍，强塑积提高2倍左右。

关键词：立弯式连铸纯铝1070 薄板坯热轧组织性能

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轧制热处理协同调控不锈钢复合板组织及耐蚀性能

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热加工工艺 2024年

作者：李典骆宗安王明坤东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室

利用埋弧焊与真空电子束焊复合制坯工艺制备了不锈钢/低合金钢复合板,分析了热轧、固溶及回火工艺对复合板基、复材组织及耐蚀性的影响规律。结果表明:复合板经热处理后,元素扩散区域变宽;1100℃固溶后Cr23C6等碳化物固溶于奥氏体晶粒,... 详细信息

利用埋弧焊与真空电子束焊复合制坯工艺制备了不锈钢/低合金钢复合板,分析了热轧、固溶及回火工艺对复合板基、复材组织及耐蚀性的影响规律。结果表明:复合板经热处理后,元素扩散区域变宽;1100℃固溶后Cr23C6等碳化物固溶于奥氏体晶粒,晶间腐蚀倾向大幅降低;复合板经高温回火处理后,组织由马氏体转变为回火索氏体组织,其中650℃回火工艺下,不锈钢的耐晶间腐蚀性能较热轧态显著提升,电化学腐蚀速率由1.42×10-2mm/a降低到1.14×10-2mm/a。1100℃固溶+650℃回火工艺下复合板具有优异的耐蚀性且界面剪切强度均达到480 MPa,复合板的强度、塑性及韧性均可满足国标要求。

关键词：不锈钢复合板剪切强度界面晶间腐蚀

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轧制碳钢/不锈钢复合板残余应力分布的数值模拟以及调控

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机械工程材料 2025年第4期49卷 86-91页

作者：冯莹莹周俊甫郭学浩孙晓倩东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室沈阳110819

对轧制14Cr1MoR碳钢/316L不锈钢复合板中不锈钢层的残余应力分布进行数值模拟和试验测试,通过对比复合板应力场模拟结果与试验结果,验证了模型准确性;对复合板进行不同温度(400,500,600℃)下保温2 h的热处理,研究了热处理温度对残余应... 详细信息

对轧制14Cr1MoR碳钢/316L不锈钢复合板中不锈钢层的残余应力分布进行数值模拟和试验测试,通过对比复合板应力场模拟结果与试验结果,验证了模型准确性;对复合板进行不同温度(400,500,600℃)下保温2 h的热处理,研究了热处理温度对残余应力消除效果的影响。结果表明:模拟可得经过6道次往复轧制后,接近轧辊的碳钢侧应力大于远离轧辊的不锈钢侧,且应力在轧后空冷过程中均随着温度的快速降低而大幅度增加;随着深度增加,不锈钢层的轧向和横向残余应力先增大后减小,在近界面附近达到最大,复合板试样近心部的残余应力大于边部;空冷后复合板的应力场模拟结果与试验结果的相对误差小于15%,证明了有限元模拟准确;热处理可以有效降低碳钢/不锈钢复合板的残余应力,且热处理温度越高,复合板的轧向和横向残余应力消除率越大,轧向残余应力消除率超过50%。

关键词：残余应力电解剥层法 X射线衍射法热处理 ABAQUS软件

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“人工智能+有限元”模型在轧制领域的研究进展

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材料导报 2022年第13期36卷 133-144页

作者：王楷梅瑞斌东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室沈阳110819

随着轧制工业的不断发展,轧制早已不再局限于获得一定尺寸和形状的工件,而是侧重于使金属材料获得所需的微观组织和力学性能。为实现这一目标,对轧制过程中的轧制参数进行控制是必不可少的。而轧制参数的在线控制是通过结合现代的计算... 详细信息

随着轧制工业的不断发展,轧制早已不再局限于获得一定尺寸和形状的工件,而是侧重于使金属材料获得所需的微观组织和力学性能。为实现这一目标,对轧制过程中的轧制参数进行控制是必不可少的。而轧制参数的在线控制是通过结合现代的计算机技术和优良的轧制计算模型,在轧制生产过程中实时监控轧制参数,进而进行实时调节。基于这一手段,轧制的生产效率和产品质量将大大提高。因此构建计算精度高、速度快的轧制计算模型是当前轧制领域的研究热点。随着对轧制质量要求的不断提高,基于传统理论的数学解析模型由于简化程度高,已不能满足准确描述和分析轧制过程变形、温度、材料、组织等强非线性耦合关系的需求。轧制属于金属塑性加工,计算为大应变弹塑性问题。涉及众多几何以及物理上的非线性问题。针对这些问题,有限元模型虽然有足够高的求解精度,但是其计算时间长的缺点成为了制约其实现在线应用的屏障。近年来,随着计算机技术的高速发展、算法的更替以及参数预测模型基础理论的完善,人工智能和有限元技术在轧制领域的应用越来越多,尤其是“人工智能+有限元”预测模型结合了人工智能模型和有限元模型各自的优势,同时具备计算速度高、泛化能力强的优点,在众多混合式模型中较好地体现了轧制过程在线预测和控制的要求。本文在对目前轧制领域数学模型、有限元模型、人工智能模型及混合模型研究进展进行综述的基础上,对比了三种模型各自的优缺点,并分别对其各自的改进措施进行了总结。结合目前的研究成果,得出了构建混合模型的必要性。着重对轧制过程中人工智能融合有限元技术加以介绍,阐述了“人工智能+有限元”模型的进步之处,并对今后的发展趋势进行展望。

关键词：轧制在线计算数学模型有限元人工智能

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热轧带钢FeO共析转变动力学行为分析与预测

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钢铁 2023年第9期58卷 178-184页

作者：王皓曹光明单文超崔春圆刘振宇东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

热轧后的带钢表面会形成氧化铁皮,其中的FeO在卷取之后的冷却过程中会发生共析相变,形成由Fe与Fe_(3)O_(4)共同组成的共析组织。传统对FeO共析相变的研究,多集中在诸如化学成分、相变环境等因素对共析反应的定性分析上,但针对相变的具... 详细信息

热轧后的带钢表面会形成氧化铁皮,其中的FeO在卷取之后的冷却过程中会发生共析相变,形成由Fe与Fe_(3)O_(4)共同组成的共析组织。传统对FeO共析相变的研究,多集中在诸如化学成分、相变环境等因素对共析反应的定性分析上,但针对相变的具体进程却少有模型化的分析和计算。同时,由于实际生产中FeO的相变过程多是在连续冷却过程中发生,相变过程受到了不同时刻温度变化的叠加影响,这也加大了研究的困难程度。为此,以常见的普碳钢为例,首先使用同步热分析仪进行了不同温度及时间下氧化铁皮的等温结构转变试验,统计了30个试验节点下的共析组织在FeO中的体积分数,之后基于Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov(JMAK)方程建立了FeO在等温过程下共析相变的动力学模型,通过试验数据求解其中的关键参数,得到了等温转变条件下FeO中共析组织体积分数与时间的关系,可直接绘制描述FeO共析转变的Time-Temperature-Transformation(TTT)曲线。在此基础上,结合Scheil可加性法则,建立了连续冷却过程中FeO的共析相变模型,通过计算模型常数,实现连续冷却转变过程中FeO共析组织体积分数的预测。经过试验的验证,预测得到的FeO共析相变体积分数与试验数值基本保持一致,证明了本模型的可用性,实现对FeO的相变过程更加具象化的分析与描述,为FeO的共析相变行为研究提供了新的解决方案。

关键词：氧化铁皮共析相变 FeO 相变动力学相变预测

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