钢坯表面裂纹在轧制过程中的演变和遗传性研究

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1、中图分类号：TG335.6+2论文编号：2017302172UDC：密级：公开硕士学位论文钢坯表面裂纹在轧制过程中的演变和遗传性研究作者姓名：李昆昆学科名称：材料工程研究方向：金属塑性变形的数值模拟学习单位：华北理工大学学制：2.5年提交日期：2017年12月4日申请学位类别：工程硕士导师姓名：张贵杰教授单位：华北理工大学冶金与能源学院褚春光高工单位：河钢集团唐钢公司论文评阅人：崔岩副教授单位：华北理工大学冶金与能源学院刘建培高工单位：河钢集团石钢公司论文答辩日期：2018年3月3日答辩委员会主席：陈连

2、生教授关键词：表面裂纹；数值模拟；演变规律；棒材轧制唐山华北理工大学2018年3月ResearchonEvolutionandHeredityofSurfaceCrackofBilletinRollingProcessDissertationSubmittedtoNorthChinaUniversityofScienceandTechnologyinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterofEngineeringbyLiKunkun(

3、MaterialEngineering)ProfessorZhangGuijieSupervisor:ChuChunguangMarch,2018独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得华北理工大学以外其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。论文作者签名：日期：2018年3月

4、8日关于论文使用授权的说明本人完全了解华北理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：已获学位的研究生必须按学校规定提交学位论文，学校有权保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以将学位论文的全部或部分内容采用影印、缩印或编入有关数据库进行公开、检索和交流。作者和导师同意论文公开及网上交流的时间：☑自授予学位之日起□自年月日起作者签名：导师签名：签字日期：2018年3月8日签字日期：2018年3月8日摘要摘要在轧制过程中，钢坯表面裂纹严重制约着最终产品的质量。如果在加热和轧制过程中能够减少表面

5、裂纹的产生以及将已有裂纹展平成钢坯表面，就会在很大程度上降低表面裂纹的清理量，进而提高生产效率。对轧制过程中钢坯表面裂纹的演变过程进行系统性研究，总结出各种表面裂纹的在炉升温和棒材轧制过程中的演变规律，开发减少产品裂纹缺陷的轧制工艺，以此指导生产实践进而提高产品质量和企业经济效益。根据钢坯实际的加热工艺，选取45号钢，使用ANSYS有限元模拟软件建立了钢坯表面裂纹的加热模型，通过设置初始条件和边界条件，对钢坯的在炉升温过程进行了模拟计算。根据轧制现场生产的实际情况，利用DEFORM有限元模拟软件建立了钢

6、坯表面裂纹的轧制模型，通过设定驱动条件和边界条件，对钢坯表面裂纹的轧制过程进行了模拟计算。基于数值模拟的结果，结合现场轧制工艺参数，计算出每道次中的压下量，在铅块和钢块小样上采用人为预制裂纹的方法进行了实验室轧制试验。研究表明：钢坯在炉升温过程中，加热过程对表面缺陷处的温度场和应力场分布均有影响，通过应力强度的大小预测了裂纹在加热过程中的演变趋势和钢坯上可能产生缺陷的部位；不同类型的表面裂纹在轧制过程中的演变过程不同，进而裂纹处轧合的形式也不同，指出了各种表面裂纹在轧制过程中的形貌变化，以及裂纹处的金属

7、流动速度、应力和应变情况；对比分析了钢坯表面裂纹在有限元模拟和实验室轧制中的形貌变化，验证了模拟结果的准确性。图93幅；表9个；参85篇。关键词：表面裂纹；数值模拟；演变过程；棒材轧制分类号：TG335.6+2-I-华北理工大学硕士学位论文AbstractIntheprocessofrolling,thesurfacecrackofbilletseriouslyrestrictsthequalityoffinalproducts.Thesurfacecrackisreducedandflattenedi

8、ntobilletsurfaceinheatingandrollingprocess,whichwillreducetheamountofcleansurfacecrackandimprovetheproductionefficiency.Tomakeasystematicstudyoftheevolutionprocessofsurfacecrackintherollingprocess,theevolutionsofavarietyof