收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

Q&P高强度钢板热处理过程板形演变规律研究

林潇  
【摘要】:淬火-分配钢,也称QP(Quenching and Partitioning)钢,通过对冷轧碳硅锰钢的淬火及碳分配热处理(也称QP热处理)工艺实现了常温组织大部分为马氏体同时有一定量残余奥氏体,是一种具有TRIP效应的高强高韧钢,属于第三代先进高强钢,具有广阔应用前景。在QP钢生产中,板形问题始终是其面临的主要技术质量难题之一。本文针对国内刚投产的QP980高强钢进行实验研究建立其热弹塑性本构模型,并通过建立QP钢热处理全过程的温度场、组织场、应力应变场的三场耦合有限元模型,仿真研究两种常见冷轧板形缺陷在QP热处理中的演变过程,揭示热处理各阶段板形变化的机理与热处理工艺影响板形的规律,提出相应板形调控策略,为QP钢热处理过程工艺优化提供理论支持。本文主要工作及结论如下。(1)以国内典型QP高强钢——QP980钢为例进行热处理全过程物理模拟研究,提出一种耦合温度及时间影响的类蠕变应变方程用以描述材料在QP热处理分配过程的体积变化,建立了考虑淬火温度影响的QP热处理两次淬火过程相变动力学方程、相变应变及相变塑性方程,获得了 QP钢各相的热膨胀系数。(2)通过等温拉伸实验对QP980钢奥氏体、马氏体及回火马氏体的热变形行为进行研究,通过引入温度-应变耦合项并修正应变强化项对Johnson-Cook本构方程进行了完善改进,提高了其对高温流变应力的计算精度;建立了奥氏体组织考虑应变速率影响的Arrhenius双曲正弦本构方程。本构方程计算值与实测值吻合良好。(3)根据温度场、组织场、应力场三场耦合原理,基于物理模拟得到的弹塑性增量本构模型,对商业有限元软件ABAQUS用户子程序进行二次开发,建立了针对QP热处理全过程的三场耦合数值仿真模型;通过Gleeble热-力模拟实验机上的QP热处理实验对模型进行了实验验证。(4)基于所建QP热处理全过程数值仿真模型,开展针对具有常见板形瓢曲缺陷——边浪缺陷的QP980钢板热处理过程的仿真研究,获得板形边浪缺陷在QP热处理全过程中的演变规律,分析了其变化的机理;发现各阶段导致板形变化的钢板宽度方向上总纵向应变分布的变化,总归因于其一种或几种纵向应变分量分布的变化,包括由温度分布导致的热应变分布、相变顺序导致的相变应变和相变塑性应变分布以及分配顺序导致的类蠕变应变分布;获得了 QP热处理工艺中的淬火温度、分配温度及分配时间对板形边浪缺陷的定量影响规律,并据此提出了针对QP热处理工艺对板形边浪缺陷的调控策略。(5)基于所建QP热处理全过程数值仿真模型,针对具有常见板形翘曲缺陷——C翘缺陷的QP980钢板热处理过程进行仿真研究,获得了板形翘曲缺陷在QP热处理全过程中的演变规律,分析了其变化的机理;发现各阶段导致板形变化的钢板厚度方向上总纵向应变分布的变化,总归因于其一种或几种纵向应变分量分布的变化,其中包括热应变、塑性应变、相变应变、相变塑性应变和类蠕变应变;获得了 QP热处理工艺中的淬火温度、分配温度及分配时间对板形C翘缺陷的定量影响规律,并据此提出了针对QP热处理工艺的板形翘曲缺陷调控策略。(6)在实验室搭建QP热处理过程模拟实验平台,采购钢板并制作试样,首先针对具有板形边浪缺陷的QP980钢板进行了不同工艺参数的盐浴QP热处理实验,热处理工艺参数对板形边浪缺陷的影响规律与数值模拟结论取得一致;同时,针对具有板形C翘缺陷的QP980钢板进行了不同工艺参数的盐浴QP热处理实验,热处理工艺参数对板形C翘缺陷的影响规律与数值模拟结论吻合较好;实验结果较好地验证了数值模拟结果。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 翁美华;热处理过程的数值模拟[J];汽车科技;1999年04期
2 周定远;常昆;;热处理时钒碳化物中钒的扩散[J];现代铸铁;1987年01期
3 庄应烘,孙精勤,陈奇勇;含Co、Cr、Si富铜合金热处理过程中的相变化[J];稀有金属;1988年05期
4 О.А.БАННЫХ;郭应国;;热处理过程中新冷却剂的应用[J];国外金属热处理;1988年02期
5 罗观平;;对热处理过程中“预冷”方式的改进[J];机械工人;1988年06期
6 胡初潜;;钛及钛合金的成批热处理[J];稀有金属;1989年02期
7 崔保义;杨志军;姚堪怡;;γ-Fe_2O_3及其包复物磁粉热处理过程研究——脱水过程中封孔密实机制[J];磁性材料及器件;1989年03期
8 李程碑;;氧化α-Fe粒子的热处理效果[J];磁记录材料;1989年03期
9 袁美玲;张立娟;刘毅;宋秀凤;;42CrMo钢热处理过程数值模拟研究[J];热加工工艺;2013年02期
10 杨槟煌;英世宇;李兴娜;李林英;陈洪彬;蔡英卿;;余甘子果汁热处理过程中色泽变化的动力学[J];泉州师范学院学报;2015年06期
11 由宏新;招聪;刘润杰;;气瓶在热处理过程中破裂原因分析[J];压力容器;2015年11期
12 王春雷;;热处理过程中的能源节省[J];东方电机;2006年06期
13 宿德军,陈军;热处理过程数值模拟的研究现状和发展趋势[J];模具技术;2004年06期
14 杨华明,胡岳华,杨武国,邱冠周;复杂铝硅酸盐矿物热处理过程的结构变化[J];金属矿山;2003年08期
15 沈吉敏,解强,张宪生,厉伟;聚氯乙稀在热处理过程中氯释放特性的研究[J];中国矿业大学学报;2003年06期
16 黄积荣;姜淑艳;曹文龙;张寿宝;陈渭臣;;变质元素对热处理过程中硅粒状化能力的影响[J];西安理工大学学报;1984年03期
17 刘青;石林;;飞灰在热处理过程中汞的逸出特性[J];化工进展;2010年06期
18 谭卫红;;航空热处理过程控制中存在问题及解决方法[J];企业导报;2012年17期
19 李滨品;谈谈热处理过程的质量控制要点和方法[J];金属热处理;2003年02期
20 周升光;热处理过程中油浴淬火的火灾危险及防范[J];山东消防;2001年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王文;庞盛永;周建新;廖敦明;;钛合金热处理过程热力耦合的数值模拟研究[A];中国机械工程学会焊接学会第十八次全国焊接学术会议论文集——S04计算机辅助焊接工程[C];2013年
2 刘成松;钟奇;叶飞;;热处理过程中界面固相反应对锰硅类氧化物的变性机理研究[A];第十九届(2016年)全国炼钢学术会议大会报告及论文摘要集[C];2016年
3 刘金海;刘怀章;孙开明;刘日新;;钢管热处理过程的“黑匣子”动态温度测试[A];2004年全国炼钢、轧钢生产技术会议文集[C];2004年
4 占中杰;;数字化热处理工艺的应用[A];第十四届中国(北方)钢管与管道技术交流会会议论文集[C];2011年
5 刘小云;庄启昕;李欣欣;韩哲文;;PBO纤维在热处理过程中的微观结构发展及力学性能变化[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2007年
6 梁玉蓉;卢咏来;吴友平;张立群;;橡胶/黏土纳米复合材料在高压热处理过程中的微观结构变化[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
7 张晓崴;刘子铭;童元建;徐樑华;;PAN纤维低温热处理过程中停留时间对其组成结构演变的影响[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(上)[C];2006年
8 刘汉斌;;模具件在热处理过程中变形与开裂机理的探讨[A];中国电子学会生产技术分会第五届金属材料及热处理年会论文集(一)[C];1994年
9 周厚源;李汴生;阮征;刘娟;郭伟波;林光明;;热处理过程鸡翅品质变化动力学模型[A];广东省食品学会2013年年会暨学会成立30周年纪念大会论文集[C];2013年
10 王大巍;任海霞;果世驹;殷声;;溶胶凝胶含银玻璃的制备及其热处理过程分析[A];2002年材料科学与工程新进展(下)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 林潇;Q&P高强度钢板热处理过程板形演变规律研究[D];北京科技大学;2018年
2 吕成;数值模拟技术在燃气轮机零部件锻造及热处理过程中的应用[D];大连理工大学;2007年
3 曹强;冷轧高强钢板带热处理过程板形变化规律研究[D];北京科技大学;2015年
4 徐睿杰;熔体拉伸流动场中聚合物的结晶行为及热处理过程研究[D];广东工业大学;2015年
5 杨夏炜;铝合金大型复杂构件热处理过程的多场耦合模型与变形预报[D];哈尔滨工业大学;2013年
6 宋继伟;轧辊热处理过程中若干调度问题的启发式算法研究[D];东北大学;2010年
7 张娜;果蔬采后热处理的理论与试验研究[D];天津大学;2016年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 焦明;30CrMnSiNi2A钢热处理过程的数值模拟及实验研究[D];吉林大学;2017年
2 阮瑞杰;釉化用钢热轧和热处理过程奥氏体—铁素体转变的数值模拟[D];东南大学;2017年
3 姜旭;石油套管热处理过程残余应力的有限元分析[D];内蒙古科技大学;2010年
4 张杰;蜂蜜热处理过程中羟甲基糠醛的影响因素研究[D];福建农林大学;2012年
5 刘青;燃煤飞灰热处理过程中汞的迁移特性研究[D];华南理工大学;2010年
6 昌志龙;低温热处理过程中环境介质对PAN纤维化学结构影响规律的研究[D];北京化工大学;2011年
7 牟晓芳;热处理过程中飞灰汞的赋存状态变化研究[D];华南理工大学;2011年
8 张怡斐;市政污泥热处理过程中主要污染物的迁移转化[D];上海交通大学;2011年
9 梁红姬;燃煤飞灰中汞的赋存状态及其在热处理过程中释放特征的研究[D];华南理工大学;2014年
10 张义磊;Bi-2223高温超导带材在热处理过程中的相演变[D];东北大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 沈毅诚 廖太林 李百胜 孙蓓玲;加强热处理过程监管 做好木包装检疫工作[N];中国国门时报(中国出入境检验疫报);2002年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978