张立峰:钢轧制过程中非金属夹杂物变形研究进展 | 2022

文摘   2024-12-01 12:00   英国  


在钢铁生产中,非金属夹杂物的变形行为直接影响钢材的机械性能和最终产品质量。不同钢种对夹杂物变形能力有不同需求,例如无取向硅钢要求降低夹杂物变形能力以提升磁感应性能,而帘线钢则需要夹杂物具备良好的变形能力以提高钢丝韧性,减少断裂风险。因此,系统研究夹杂物的变形行为及其影响因素具有重要的理论和实践意义。

尽管已有大量研究围绕夹杂物变形展开,但目前的研究主要集中于定性分析,缺乏对夹杂物物性参数与变形能力之间的定量化研究。此外,由于高温下夹杂物物性参数难以准确测量,相关理论模型的发展受到一定限制。

最近,北方工业大学的张立峰教授及其团队通过系统综述方法,总结了轧制过程中夹杂物变形的研究现状。研究提出:在冷轧过程中,夹杂物的弹性模量对变形能力起关键作用;在热轧过程中,夹杂物黏度则是影响变形能力的主要因素。团队还分析了轧制温度、压下量、夹杂物尺寸及分布对变形行为的影响,并总结了夹杂物变形的关键表征参数,如长宽比和相对塑性指数。张立峰教授指出,未来研究应重点关注夹杂物物性参数与变形能力的定量关系,为优化钢种性能提供理论支撑。

相关研究成果以“钢轧制过程中非金属夹杂物变形研究进展”为题目发表于《钢铁研究学报》2022年第34卷第4期,页码297-308。论文作者为:蒋香归、任英、杨文、张立峰*。

该论文的主要研究结果与结论如下:

  • 冷轧中,夹杂物弹性模量较小者变形能力较强;热轧中,低黏度夹杂物变形能力更优。

  • 在相同轧制条件下,夹杂物尺寸增大会显著提高其变形能力;但当尺寸小于3-5μm时,其对变形的影响趋于不显著。

  • 轧制温度在钢基体与夹杂物流动应力曲线交点附近变化,对夹杂物的变形能力影响显著。

  • 高轧制温度、大压下量和较小的应变率显著增强夹杂物的变形能力。

该论文中共有图片14张、表格5个,部分图片和表格如下:

图1. 轧制过程夹杂物相关参数示意图

图2. 不同硬度夹杂物变形的显微照片

图3. 冷、热轧过程中不同弹性模量夹杂物的长宽比分布图

图4. 不同温度的AlO弹性模量

图5. 夹杂物成分与弹性模量的关系

图6. 热轧过程中夹杂物黏度与夹杂物长宽比的关系

图7. 大尺寸夹杂物尺寸与变形能力的关系

图8. 小尺寸夹杂物尺寸与变形能力的关系

图9. 不同位置夹杂物的长宽比

图10. 不同位置夹杂物的旋转角度

图11. 模拟不同温度下夹杂物变形情况

图12. 相对塑性指数与温度的关系

图13. 钢基体与夹杂物流动应力-温度曲线

图14. 压下率与夹杂物长宽比的关系

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