一、轧制过程模拟优化的新进展（论文文献综述）
潘复生,蒋斌[1]（2021）在《镁合金塑性加工技术发展及应用》文中研究指明我国是世界上镁资源最为丰富的国家,镁及镁合金具有质轻、比强度高、阻尼减振、电磁屏蔽性能优良、储能特性好等优点,是最有潜力的轻量化材料之一,其推广应用对节能减排和能源转型战略具有重要意义。但镁合金具有密排六方晶体结构,塑性变形能力较差。如何改善镁合金的塑性变形能力是扩大镁合金应用的瓶颈问题之一。本文综述了10多年来,世界各国在改善镁合金塑性、提升镁合金塑性变形能力等方面所做的大量工作,及在镁合金塑性加工技术等方面取得的重要进展。发展了"固溶强化增塑"新型镁合金设计理论和"熔体变温自纯化"等关键制备技术,形成了一批高塑性变形镁合金材料和牌号,其中杂质Fe含量可降到10×10-6以下,超高塑性镁合金延伸率可达到60%以上,超高强度（抗拉强度大于550 MPa）镁合金延伸率可以达到10%以上;开发了非对称挤压、非对称轧制、非对称改性、往复循环多道次镦挤开坯技术、扩收控制大比率锻造技术、挤锻复合成形技术等一批镁合金新型塑性加工技术。这些合金和技术使变形镁合金基面织构显着弱化,明显提高了变形镁合金板材、管型材和锻件的塑性成形能力和制品质量,产品成本大幅度降低,在板材、管型材和锻件制备加工中实现了成功应用。
李宏亮[2]（2021）在《DH36高强度船板钢全流程工艺优化和腐蚀防护的基础研究》文中研究说明近年来我国造船业迅速发展,对高端船板钢的需求与日俱增,船舶的大型化、高速化对船舶结构材料的要求也越来越高,要求同时具有高强度、良好低温冲击韧性、焊接性能以及防腐蚀性能的船体用结构钢。本文针对国内某企业DH36高强度船板钢出口检测时冲击性能达不到船级社标准,部分炉次的常温冲击功从89.5-209J之间波动,其他力学性能也不稳定的实际生产问题,结合团队前期对DH36力学性能与其中元素波动的数学模型的研究,在对钢坯内在质量和微观、宏观缺陷进行调研的基础上,利用冶金物理化学原理和金属学方法对冶金全流程进行系统分析研究,在满足国标的情况下对DH36化学成分、炼钢工艺、热轧工艺进行了全流程优化,获得了工艺稳定、性能优良的DH36产品;在低S、P含量（0.018-0.020%）范围对DH36船板钢的防海水腐蚀机理及超疏水锌镍合金镀层进行了研究,论文完成的主要研究工作如下:（1）通过金相及夹杂物分析、断口分析、扫描电镜等方法,结合生产工艺,分析了 DH36高强度船板钢冲击性能不合及大幅波动的原因,发现钢中夹杂物特别是硫化物夹杂是引起内部缺陷的主要诱因之一。在钢板中心产生的宽大贝氏体、马氏体、珠光体带状组织中发现C、Mn元素的富集、成分偏析产生的心部异常组织及条状MnS、氮化物等夹杂,它们与钢基体的界面成为裂纹源,在轧后冷却或矫直过程张应力作用下使钢板内部产生裂纹。结合本研究团队前期对大数据下得到的DH36中S、P和常规元素与冲击韧性等力学性能的数学模型,确定了高性能的DH36必须在LF精炼中将S含量脱到极低,而全流程P控制在0.018-0.020%,可以获得冲击韧性的极大值,并可大幅度降低C、Si、Mn、Al等元素的波动对冲击韧性等力学性能的影响。通过对改善炼钢工艺后得到的S含量0.0030-0.0060%的钢坯的研究发现,硫化锰的析出温度及硫化物、氮化物等夹杂物大小对冲击性能有较大影响,即使是尺寸较小的硫化锰夹杂也影响钢板内部组织的连续性,裂纹源容易在夹杂物的位置产生,在受外力冲击时微裂纹的扩大使钢的冲击性能降低。MnS在奥氏体固相区析出,S含量越低,MnS在奥氏体区析出温度越低,尺寸越小;研究发现高性能DH36化学成分优化原则为:低C、中Mn,Nb、V微合金化,控制Al、V含量在低限,控制超低含量的S及0.018-0.020%的P;连铸优化后的参数为:拉速0.95m/min、比水量0.5L/kg、过热度25℃。通过转炉、LF精炼及连铸全流程参数优化后,得到的DH36铸坯中心偏析明显降低、钢板带状组织所产生的裂纹消失,冲击性能和焊接性能显着提高,波动范围大大减小。（2）在Gleeble-1500热模拟试验机上测试了炼钢流程优化后获得的性能优良的DH36高强度船板钢的连续冷却转变曲线（CCT曲线）,对不同变形量及变形温度条件下单道次轧制后奥氏体再结晶百分比进行了测定,结合控轧控冷,得到的最佳终轧温度为800-820℃、冷却速度为5-7℃/s、终冷温度为690-710℃,钢板低温冲击韧性稳定提高,不仅达到了船级社标准,而且-40℃和-60℃的低温韧性远高于标准值。厚度30mm的DH36船板钢,在焊接热输入分别为15kJ/cm和50kJ/cm情况下,探伤结果都为1级,焊缝对接接头拉伸、弯曲冲击性能以及硬度试验通过了船舶材料验证要求,解决了焊接性能不稳定的问题。（3）根据离子-分子共存理论（IMCT）建立了转炉冶炼DH36船板钢CaO-SiO2-MgO-FeO-Fe2O3-MnO-Al2O3-P2O5-TiO2 九元渣系与钢液间磷分配比LP预报模型,在生产企业获取转炉冶炼DH36船板钢冶炼末期渣-钢成分的实际生产数据,验证了磷分配比预测模型用于冶炼DH36在控制磷含量的准确性。利用热力学理论证实了脱磷模型中关键参数NFtO的表征方程必须用“全氧法”,生产现场取得的数据也证实了理论表征方程的准确性,有力支撑了氧化脱磷模型的实施。由热力学模型得到的[%P]与lgLP,measured的关系,获取[%P]在0.018-0.020浓度区间所对应的DH36在转炉冶炼末期的1gLP为3.86-4.07,冶炼温度为T=1617-1634℃,相对应的终点渣的特性及成分范围为:二元碱度R2=2.5-3.5,（%MgO）=8-11.6,（%FeO）=11.9-13.8,（%Fe2O3）、（%MnO）、（%Al2O3）的成分对P的分配比影响不大。研究还发现渣中（%TiO2）含量小于1.0%时对lgLP影响不大,但在1.0-1.3%时,lg LP波动较大,其机理尚需进一步研究。利用IMCT理论建立了 DH36船板钢LF炉SiO2-Al2O3-CaO-MgO-MnO-TiO2-FeO七元渣系精炼脱硫的热力学模型,用30组工业数据验证表明,理论预测结果与实测数据吻合良好。研究发现,LS,Mgs对硫总分配比Ls的贡献很少,可以忽略不计;渣中MnO、TiO2含量以及精炼温度对硫分配比的影响不大。对硫的分配比影响最大的是炉渣碱度和钢液中氧含量[%O]（或炉渣中（%FeO）含量）,当炉渣碱度由2增加到6时,硫的分配比增加10倍;钢液中氧含量低于50ppm或精炼渣中（%FeO）<1时,硫分配比急剧增加。（4）模拟海水成分对所冶炼的低S、控P的DH36船板钢的腐蚀行为进行了研究,电化学极化曲线和阻抗谱（EIS）的结果表明,P含量控制在0.018-0.020%、S 含量分别为 0.0030%、0.0050%和 0.0060%的钢中,更低的0.0030%硫的DH36钢的耐蚀性最好,扫描电镜对试样的腐蚀形貌分析表明,钢表面为均匀腐蚀,引起腐蚀的主要因素仍然是低硫状态下形成的少量的MnS夹杂与周围铁基体形成的腐蚀微电池引起的,说明低S船板钢依然不能阻止海水的侵蚀,这就需要对船板钢的防腐方法进一步研究。（5）利用电化学沉积方法制备的锌镍合金镀层对DH36船板钢的腐蚀保护机制进行了探索性研究。发现在-0.8V和-1.0V较低电位下沉积,析出电势较高的镍离子优先析出,锌镍电沉积过程属于正常共沉积,沉积速度较慢,锌镍沉积层无法覆盖整个表面;在-1.2V较高电位沉积时,标准电极电势较低的锌快速析出,镍的沉积受到抑制,形成Zn（OH）2胶体膜,产生速度较快的异常共沉积,并形成致密的锌镍合金镀层,使得DH36的耐蚀性大幅提高;但在大于-1.4V更高电位下沉积时,也属于异常共沉积,形成较大沉积颗粒及较大孔洞,使得镀层的耐蚀性下降。（6）为了获得超级耐蚀船板钢,利用电沉积方法在DH36船板钢表面制备了微纳米结构的超疏水锌镍合金镀层,研究了电化学沉积时间对沉积层形貌、化学成分、晶体结构和润湿性的影响。经PFTEOS改性处理,发现沉积时间为3000s时,DH36表面形成了微纳米分层结构的锌镍合金镀层,其润湿性能从超亲水转变为超疏水,静态水接触角超过160°。在3.5%NaCl溶液中的极化曲线测试结果表明,所制备的超疏水锌镍合金镀层的耐蚀性相比于没有涂层的0.0030%低硫DH36船板钢提高32倍左右。这个研究为未来系统解决高端船板在海水中腐蚀问题带来了新的希望。
吴文豪[3]（2021）在《非对称铸轧数值模拟及铝/镁轧制复合工艺研究》文中指出铝合金和镁合金作为轻质量金属材料,一直以来都被广泛应用于汽车轻量化领域。双辊铸轧技术凭借其工艺简单、流程短、效率高等优点被大规模用于铝合金板坯的生产。但是,传统的对称式双辊铸轧工艺生产出的铝合金板坯晶粒尺寸较大,中心偏析严重,因而导致铸轧板的力学性能不佳。通过改变金属液的浇注方式,将金属液先浇注到一个轧辊上,经过单个轧辊的冷却作用后,随轧辊进入双辊轧制区,铸坯离开辊缝时受到轧制作用形成非对称铸轧。利用非对称铸轧技术可以改善铸轧坯晶粒粗大,中心偏析严重等缺点,但目前对这一铸轧方法的研究较少。镁合金因其质量轻、密度小、比强度和比刚度高等优点而具有很好的发展潜力,然而,它的发展却受到了其室温成形性差,耐腐蚀性能弱,易氧化等缺点的限制。而铝合金室温塑性好和耐腐蚀性能杰出等优点恰好能够弥补镁合金性能上的不足之处,因此将铝合金和镁合金结合起来制备铝/镁复合板具有较为广阔的应用前景。本文利用有限元软件ProCAST模拟了6061铝合金非对称铸轧过程中温度场、液穴和凝固微观组织的变化规律,并依据模拟得到的结果选定合适的铸轧工艺参数指导进行非对称铸轧实验。除此之外,以非对称铸轧实验得到的6061铝合金板和AZ31挤压板为基板通过热轧复合实验成功制备出铝/镁复合板,并对复合板的组织、形貌、结合界面元素扩散以及力学性能进行了分析。得到的结论如下:（1）对铝合金非对称铸轧过程进行了热-流-组织耦合的有限元模拟,模拟结果表明由于非对称铸轧改变了金属液的浇注方式,使得非对称铸轧区的温度场和液穴形状发生了改变,具有非对称性。具体表现为同一横截面,铸轧坯先、后分别与轧辊接触的两侧温度有较大的差别,液穴形状也表现为不对称的弧形。根据微观组织模拟结果,由于金属液的凝固过程改变,铸轧坯先接触轧辊的一侧（先凝固侧）表现为较大比例的柱状晶组织,而后接触轧辊的一侧（后凝固侧）表现为较多的等轴晶组织。（2）研究了铸轧工艺参数（浇注温度、铸轧速度）对铝合金非对称铸轧的温度场、凝固微观组织、柱状晶和等轴晶比例、晶粒度以及晶体取向角的影响,选择合适的工艺参数:浇注温度为690℃,铸轧速度为8m/min,以该参数进行铝合金的非对称铸轧实验,成功制备出厚度为2.25mm的铝合金铸轧板。实验得到的铝合金铸轧板的微观组织与模拟结果基本相符。（3）非对称铸轧实验得到的6061铝合金板先、后凝固侧组织有着较大的差别,不同凝固侧铝合金板与AZ31镁合金通过多道次热轧复合实验制备出的铝/镁复合板的组织与性能也不相同。先凝固侧铝/镁复合板的结合界面呈断续分布,存在大量的空洞、裂纹等缺陷,后凝固侧铝/镁复合板的结合界面较为平直,且结合紧密。先凝固侧铝/镁复合板的抗拉强度为218MPa,延伸率为13.7%,后凝固侧铝/镁复合板的抗拉强度为237MPa,延伸率为15.3%,后凝固侧铝/镁复合板的综合力学性能优于先凝固侧铝/镁复合板。根据复合板结合界面处的元素扩散情况分析原因,由于先凝固侧铝/镁复合板结合界面处存在一个较宽的由脆硬性的金属间相Mg2Al3相和Mg17Al12相组成的扩散中间层,厚度约为25μm,这些脆硬相影响了复合板的变形能力,并且在拉伸过程中成为复合板发生断裂的源头;而后凝固侧铝/镁复合板结合界面处的扩散中间层较窄,厚度约为7μm,未形成脆硬性的金属中间相,所以后凝固侧铝/镁复合板的力学性能较好。（4）分析轧制温度对铝/镁复合板组织和力学性能的影响,得到的结论如下:总压下量不变时,取后凝固侧铝板与镁板结合。结果表明随着轧制温度提高,铝/镁复合板结合界面处的曲线形增大,缺陷增多,铝/镁复合板结合界面处扩散层的厚度也随之增加。除此之外,轧制温度提高会导致铝/镁复合板力学性能不断下降,轧制温度为350℃时,铝/镁复合板的抗拉强度为253MPa,延伸率为18.5%,轧制温度为400℃时,铝/镁复合板的抗拉强度为237MPa,延伸率为15.3%,轧制温度为450℃时,铝/镁复合板的抗拉强度为148MPa,延伸率为5.8%。原因是温度上升,原子扩散加剧形成了大量的脆硬性金属中间相,而且,铝合金和镁合金在高温下容易氧化,在结合表面生成氧化膜阻碍了铝、镁的复合,从而影响了复合板的力学性能。
杨涛[4]（2021）在《颗粒增强铝基复合板轧制成形及脉冲电流响应机理研究》文中研究说明颗粒增强铝基复合材料具有高的比强度、比刚度、良好的耐磨性以及尺寸稳定性,兼具了陶瓷和金属的双重优势,在航空航天、核电军工、电子电工和汽车制造等领域有着广泛的应用前景。但是,随着复合材料中增强体颗粒含量的增加,颗粒/基体界面缺陷增多,协调塑性变形能力降低,使得复合材料难以制备成大尺寸板材,限制了其广泛应用。本文采用粉末冶金方法制备了30 wt.%的碳化硼颗粒（B4CP）增强铝基复合材料（B4CP/6061Al）,通过ABAQUS有限元模拟软件对制备的B4CP/6061Al复合材料轧制过程进行数值模拟分析,研究复合材料在轧制过程中的应力应变、温度的分布规律,优化复合材料的轧制工艺,建立复合材料的轧制窗口,指导轧制实验。在数值模拟基础上,对铝基复合材料在不同的工艺参数下进行轧制,研究不同的工艺参数下,复合材料板材的成形、内部颗粒分布以及颗粒/基体界面的组织演化过程,研究分析复合材料板材的力学性能并对其强化机理进行讨论,对断口进行观察,探究其断裂机制。对轧制后的板材进行高能脉冲电流处理,探究脉冲电流对复合板材内部微观组织形貌的影响,研究分析脉冲电流对板材内部界面微裂纹、微孔隙的愈合作用的内在作用机制,分析脉冲电流对界面结合性能的影响,对脉冲电流处理后的力学性能进行测试分析。本论文的主要研究结果如下:（1）在B4CP/6061Al复合材料的热轧数值模拟过程中,板材表面受到的应力比板材中心大,且会由拉应力向压应力转变,所以表面会产生更多的塑性流动,流变应力随应变速率的升高而增大,随温度的升高而减小。（2）对B4CP/6061Al复合材料进行热轧,材料内部的孔隙明显减少,B4C颗粒分布均匀,Al基体以小角度晶界为主,平均晶粒尺寸得到细化,约3.86μm。这是由于热轧过程中软的Al基体会受压力作用产生明显的塑性流动,闭合孔隙的同时也会促进B4C颗粒的均匀分散,从而改善材料内部孔隙问题以及团聚问题。（3）B4CP/6061Al复合材料板材的拉伸强度随轧制下压量的增加而增大。轧制后B4C颗粒均匀分布在连续的Al基体中,界面结合良好,且能够观察到明显的高位错密度。对轧制后的B4CP/6061Al复合材料板材进行脉冲电流处理,复合材料板材的抗拉强度和延伸率均有提高,明显地改善了轧制变形后复合材料的塑性损失。（4）轧制后复合材料经脉冲电流处理后,B4C颗粒周围发生了明显的再结晶,电流焦耳热效应使得铝基体发生了晶粒粗化,平均晶粒尺寸由3.86μm长大至3.96μm,但材料内部仍然以小角度晶界为主。电子风力作用有效地促进位错的移动,材料的内部发生再结晶现象,比例达到16.4%。
韦钦洋[5]（2021）在《钣金V形自由折弯回弹预测研究》文中提出V形自由折弯是重要的钣金成形工艺,通过折弯机控制凸模行程来获得设定的折弯角。由于板材在模具卸载后发生回弹,所以回弹后的折弯角为产品所需的折弯角。因此,回弹量是V形自由折弯工艺设计必须考虑的工艺参数。如何建立准确的回弹预测模型确定回弹量,并通过凸模行程控制进行回弹精确补偿,减少试折次数,从而精确快速地实现所需的折弯成形角度精度,这是钣金自由折弯工艺的关键。基于此,本文围绕钣金V形自由折弯工艺过程回弹问题,通过有限元模拟和折弯实验相互结合,进行折弯回弹的影响因素分析,并采用机器学习算法建立折弯回弹预测模型和折弯回弹修正模型,用来指导钣金自由折弯精准快速成形。主要研究成果如下所示:（1）基于ABAQUS有限元软件平台,完成自由折弯模型的建立,采用显隐式结合的方法来完成板材的折弯过程和回弹过程。综合考虑有限元模型参数选取与试验设计方法,集成于ISIGHT平台实现参数化建模,为回弹因素敏感性分析与机器学习模型建立提供大量样本。（2）根据人工神经网络平均影响值方法,对V形自由折弯回弹影响因素进行敏感性分析,筛选出敏感程度较大的因素,为后续模型输入参数的选择提供依据,并讨论敏感因素对回弹的影响,得出结论:板材厚度、弹性模量、硬化指数、凸模行程与板材的回弹量成反比;硬化系数、屈服强度、凹模槽宽与板材的回弹量成正比。（3）以机器学习人工神经网络技术为研究手段,建立了不同因素下的回弹预测模型,并引入了遗传算法对网络的初始权重和偏置进行优化,避免网络训练时陷入局部最优。后续得到考虑13因素、7因素的GA-BPNN回弹角预测模型和凸模行程预测模型,经验证所得模型在一定的精度内能够满足要求,7因素的GA-BPNN回弹角预测模型和凸模行程预测模型适用于工程应用。（4）通过人工神经网络和量纲分析法两种研究方法,基于7因素GA-BPNN凸模行程预测模型,分别建立了凸模行程修正模型,经过对比,神经网络模型能够更精确的起到修正作用;通过应用实例对7因素GA-BPNN凸模行程预测模型和凸模行程修正模型进行检验,结果表明可以通过一次预测模型和两次修正模型使得最终成形角度与目标角度误差保持在0.5°以内。最后基于MATLAB平台,设计了V形自由折弯回弹预测交互界面,以便于两种模型的使用,可通过选择不同模型并输入所需参数值,用于凸模行程预测和修正。
王壮[6]（2021）在《TC4/7075Al复合板异温轧制成形及轧后退火研究》文中提出航空航天领域的快速发展对新型材料的开发和利用提出了更为苛刻的要求,不断促使材料朝着高性能、多结构、多功能化的方向发展。钛/铝复合板作为一种优异的复合材料,不仅具备了钛合金高强度、耐冲击、耐高温的性能,而且还结合了铝合金低密度、焊接性好等特征,它的出现极大地扩展了钛、铝合金的应用范围。本文采用一种新型的加热工艺,通过感应加热装置对TC4钛合金和7075铝合金进行异温轧制复合,成功制备出钛/铝复合板,并探究了异温参数和压下率对钛/铝复合板力学性能影响。通过有限元软件对钛/铝复合板异温轧制过程进行仿真研究。结果表明:不同的轧制温度和压下量对钛层的应力应变影响很大,温度的提高与压下量的增大,使得钛层的变形量增大,应力值减小;在轧制的变形区内,钛侧承受着较大的应力作用,而铝侧主要承受着较大的应变作用。采用万能材料拉伸试验机和扫描电子显微镜（SEM）对不同轧制工艺制备的钛/铝复合板的微观组织与拉-剪断口形貌进行了分析。结果表明:轧制温度相同时,随着轧制的压下率增大,钛/铝复合板的界面结合质量提高,当压下率一定时,适当提高轧制温度,也会使得复合板的界面结合质量提高;当钛合金700℃、铝合金400℃、压下率为44%时,制得的复合板的性能最好,结合方式对应为机械啮合和冶金结合,其剪切强度可达到124MPa,拉伸强度为811MPa。通过热处理实验,研究不同退火工艺制度对制备出的钛/铝复合板结合性能影响规律。结果表明:当退火温度为400℃时,虽然力学性能有所提高,但对复合板结合影响不是很大;当退火温度为450℃时,随着保温时间的增加,力学性能提高,继续增加保温时间则对复合板结合影响不大,在保温时间为3h时,剪切强度最高达到149.49MPa,伸长率接近25%,此时的工艺参数为最佳的退火工艺制度;当退火温度为480℃时,随着保温时间的增加,力学性能逐渐变差。
贺伦坤[7]（2021）在《微辊弯成形工艺的有限元模拟研究》文中提出辊弯成形是一种将金属板料连续地通过轧机,横向弯曲成所需要横截面形状的塑性加工技术,具有成形精度高、能大批量连续生产等优点。微成形工艺是生产至少两个方向处于亚毫米范围零件的塑性制造工艺。微型构件市场需求的显着增加,极大地推动了微成形技术的发展。为了实现对具有微小截面特征的细长金属零件的高效率连续生产,研究者们提出了微辊弯成形工艺。目前对传统辊弯成形的研究已经比较深入,但对刚起步的微辊弯成形中材料的复杂变形行为和工艺仿真的系统研究尚属空白。建立适合描述微辊弯成形中材料在特殊加载条件下的本构模型,探究微辊弯成形材料变形和回弹的高精度高效率仿真建模方法,对微辊弯成形工艺生产具有重要的应用价值。本文以SUS316L不锈钢为研究材料,通过单向拉伸和平面应变试验,获得材料力学性能参数和本构关系,为微辊弯成形有限元模拟奠定了基础。针对材料的各向异性及微辊弯成形工艺特点,提出一种改进的Hill48屈服准则参数求解方法,并求出了Hill48屈服准则参数。进行了微弯曲试验和有限元模拟,通过对比发现试验和模拟成形轮廓曲线大致吻合,说明了基于Hill48屈服准则建立的有限元模型能合理地描述板料弯曲回弹状况和规律。根据辊弯成形工艺特点,结合理论与实际,设计了V形微辊弯工艺。按照宏观尺寸经验参数,开展了微辊弯成形试验预研,试验成形试件质量较差,有纵向弯曲大、扭曲和边波等缺陷。基于有限元模拟进行了微辊弯成形工艺参数优化,确定了优化后的工艺参数。根据优化参数进行了微辊弯成形试验验证,得到成形质量较好的微辊弯成形试件。通过应力应变分析得出微辊弯成形是一个平面应变的循环定向加-卸载过程。仿真截面轮廓与试验轮廓曲线吻合较好,建立的有限元模型能有效地描述微辊弯成形工艺板料的变形回弹过程。微辊弯成形工艺中,存在十分细微的变形特征,有时弯角处甚至只有几个晶粒,此时用基于宏观唯象学的相关分析还有一定的误差,因此,本文进一步探索了晶体塑性有限元模拟。由晶体塑性有限元（CPFE）理论,基于Voronoi图法建立了晶体有限元RVE模型;编制UMAT子程序对模型进行了材料属性的赋予。通过晶体塑性模型模拟与试验对比,发现所建立的晶体塑性模型能比较准确地描述材料的变形行为,建立起了材料变形宏微观之间的联系,为微辊弯成形工艺的晶体塑性有限元研究打下了坚实的基础,也提供了一种可行的方法和思路。
李忠义[8]（2021）在《X70和X90管线钢强韧性能优化研究》文中进行了进一步梳理通过对X70和X90的优化以及对管线钢显微组织、工艺和性能的研究,本文认识到在更高强度管线钢的开发和优化中需要充分发挥铌和其他合金元素的晶界强化作用,合理地设计晶界强化、晶内第二相强化和显微组织组成。理解关键合金元素的作用机制,充分地发挥各合金元素的作用、最有效率地使用合金元素是本文的目标。技术和经济两方面同时提升对促进更高强度等级管线钢更快进入实际应用非常有帮助。首先,本文以X70M管线钢为研究对象,从9.5 mm规格逐步到20.6 mm厚度规格,化学成分设计基本不变,但是随着厚度的增加,板卷和钢管的强韧性能尽量提高或保持相近的水平。精简化学成分设计的17.5 mm厚度规格X70获得了 535 MPa的屈服强度、663 MPa的抗拉强度,-60℃冲击功KV8大于350 J;因为成分简单、强韧性能优异,使X70成为了一个非常好的分析解剖对象,便于在成分、显微组织、轧制和冷却工艺等方面找出对提高管线钢强韧性能最有效的因素并应用于X90的开发和优化。其次,本文在X90的开发过程中实践了上述减量化的设计方法。增加铬钼镍铜等合金元素的含量来开发X90,虽然可以有效地提高材料的强度,但也会降低材料韧性。通过对比研究,发现轧制变形期间的奥氏体亚动态再结晶使实际变形量减小了,这制约X90性能的提升。通过降低合金含量,优化轧制规程设计,采用快速冷却低温卷取工艺,开发出了符合技术要求的高韧性X90板卷。第三,本文将X70、X80和X90作为一个整体系统地研究了管线钢的显微组织特征:它们的相同点是显微组织类型相近,通过不同取向针状铁素体的分割作用以及丰富的位错胞状结构有效地细化了晶粒;不同点在于针状铁素体和准多边形铁素体含量的相对比例、晶粒大小、位错密度等。管线钢中除了 10～100nm尺寸不等的TiN、Nb（C,N）复合析出物外还存在10 nm及以下尺度的圆形析出物。在X70钢中观察到的尺寸约5 nm的椭圆形析出物确认是碳化铌。通过三维原子探针试验在X70钢中发现碳、铌和磷元素在晶界的偏聚,铌元素的偏聚程度最大,磷、碳次之。晶界处铌的最大原子百分含量达到0.29和0.47at.%,是基体中铌含量0.039at.%的7.5～11.9倍。电子能量损失谱测试结果表明,铁在晶界处的3d电子占据数比在晶界内的高,表明晶界结合得到了增强。第一性原理计算结果表明由于铁的3d轨道和铌的4d轨道的相互作用,晶界系统的电子态密度分布向低能区域移动,晶界处铁的3d电荷增加,这为晶界结合提供了更多的电子,从而增强了晶界结合,有利于提高材料的强度和韧性。
袁强强[9]（2021）在《Cr-Ti-B系微合金低碳双相钢组织与织构调控》文中指出汽车轻量化是汽车制造业发展的必然趋势。实现轻量化的主要途径之一是钢板减薄,但同时需要确保安全性能不下降。传统冷轧双相钢（DP钢）多用于汽车结构件上,通过增加含碳量可提升强度。然而,增碳后的DP钢中固溶碳（C）制约着有利织构的发展。本文以Cr-Ti-B系低碳钢为研究对象,借助TEM和软件计算分析热轧板中第二相析出规律,并进行温轧、二次冷轧及热处理试验。采用金相、SEM和EBSD等技术对试验钢在不同轧制条件下显微组织和变形织构进行分析,并通过内耗仪分析轧制温度对C与位错交互作用的影响规律,探索其与变形织构之间的联系;对温轧板、二次冷轧板在不同热处理条件下组织与织构的演变规律进行系统分析,最后对剪切带诱发形核机理进行了讨论。相关结果如下:（1）试验钢Ac1和Ac3温度分别为771.9℃和923.4℃。热轧组织由铁素体和少量晶界处的珠光体组成,其中铁素体晶粒平均尺寸为39.6μm,热轧织构主要为<001>//ND和<110>//RD类型。（2）温轧板中,主要织构类型为γ织构、{001}<110>和{554}<225>,剪切带含量与γ织构强度变化趋势一致,即随着轧制温度升高,呈现出先增后减的规律,450℃时最强,650℃发现有少量细小的再结晶晶粒出现。Snoek峰主要由C原子引起,450℃时的峰值较低,γ织构发展的阻碍最弱。（3）在铁素体区慢速加热退火时,有明显的高斯织构产生,升高温度或延长保温时间其强度会减弱,退火板的硬度值在90 HV3左右。两相区快速加热时,硬度值有10-20%的增幅;温度过高或保温时间过长时有明显的相变织构{112}<253>产生,相对于慢速加热,高斯织构受热处理条件影响较小,γ织构强度下降。（4）对温轧板进行二次冷轧（ε=0.11）,剪切带含量增加了7%,γ形变织构强度提高。经两相区退火后,相比温轧后退火,其硬度、γ织构强度均有所增加。（5）退火时,剪切带优先发生再结晶,变形带组织最后完成再结晶。{110}<001>组分产生于回复过程,并通过吞噬周围变形组织长大。
林浩然[10]（2021）在《铜与铜合金力学性能及强韧化机制研究》文中研究表明研究材料的结构、制备、性能和使用这四者的关系一直以来都是材料科学的主题。而金属结构材料的强度和韧性是其工程应用的两个重要性能指标,分别表示材料可承受载荷的阈值及安全余量。然而,通常情况下金属材料的强度和韧性呈现相互制约的倒置关系,因此材料的同步强韧化是结构材料研究领域的热点问题。为了探究金属结构材料同步强韧化机理,本论文以铜合金为研究对象,系统性地研究变形温度、组织均匀性、成分、硬化方式对Cu-Al合金力学性能的影响,基于位错增殖与湮灭机制建立了指数硬化模型,并推导出加工硬化过程的应力应变关系。将宏观的力学性能与微观机制联系在一起,以期进一步认识金属材料同步强韧化机理。而后将位错运动机制的认识应用于弹性铜合金,希望能解决实际工程问题。本论文研究内容和实验结果如下:1.温度对部分再结晶纯铜力学性能的影响。通过293K和77K下的拉伸实验及后续的组织表征,研究了部分再结晶纯铜的力学性能与微观结构变化规律。结果表明,降低变形温度可以抑制纯铜的交滑移,并使纯铜的强度和塑性同步提高。轧制条带基体与再结晶晶粒形成并联结构组织,所以纯铜的强度和均匀延伸率与再结晶百分比在293 K和77 K下均呈现出近似的线性关系。通过分析晶粒尺寸和温度对位错滑移的影响,揭示了纯铜未发生孪生变形和屈服点现象的原因,建立了定量化描述加工硬化行为的指数硬化模型,讨论了模型中两个关键参数的物理意义,饱和应力代表材料可容纳的位错密度上限,硬化指数表示位错的有效湮灭距离。分析了低温同步强韧化机理:对纯铜而言降低温度既能减小硬化指数也能增加位错饱和应力。2.成分和温度对部分再结晶Cu-Al合金力学性能的影响。通过293 K和77 K下拉伸实验及后续组织表征,研究了部分再结晶Cu-5Al合金力学性能与微观组织变化关系,发现在77 K下Cu-5Al合金强度与塑性出现了同步提高的现象,而随温度的降低Cu-5Al合金的变形机制由位错的波状滑移转变为平面滑移和变形孪晶。揭示了不同温度下Cu-5Al合金的力学性能与再结晶百分比的关系。根据Cu-5Al合金微观组织和变形机制的耦合作用,讨论了在293K和77K下均匀延伸率与再结晶百分比呈现出不同线性关系的原因。从微观机制角度分析了成分与温度对其同步强韧化的作用。结果表明:较低的层错能抑制了基于交滑移机制的动态回复过程,降低变形温度和添加铝原子都可以降低硬化指数并提高饱和应力。3.轧制与预拉伸对Cu-Al合金力学性能的影响。分别通过轧制和预拉伸对Cu-Al合金进行形变强化处理,再利用拉伸实验及后续的组织表征研究了硬化后Cu-Al合金力学性能与微观组织变化规律。分析了铝含量对Cu-Al合金加工硬化行为与晶粒细化机制的影响。对比了不同硬化方式的强化效果,发现经轧制处理的Cu-2.5Al、Cu-5Al和Cu-8Al合金的屈服强度和均匀延伸率都优于预拉伸强化的试样。而Cu-11Al合金则有所不同,二者的屈服强度相当,但轧制态试样的均匀延伸率都小一些。根据微观组织特征与力学性能,提出了同步强韧化的两个原则:一是成分优化,主要是通过降低层错能来减小湮灭距离从而降低硬化指数;二是组织优化,主要是提高低能强化相（例如晶界和孪晶界）的比例。4.弹性铜合金抗应力松弛性能与力学性能的关系。通过冷拉拔和时效处理制备Cu-Co-Be、Cu-Ni-Si和Cu-Ni-Sn三种高强弹性铜合金,并利用组织表征和压缩实验研究了三种铜合金的微观组织与力学性能关系。结果表明:这三种铜合金的主要强化机制主要为形变强化和析出强化,其中Cu-Ni-Sn合金的硬度和强度最大。然后利用自制的实验装置测量应力松弛实验中铜合金的弯曲应力变化,发现在常温下不同铜合金的抗应力松弛性能相近,而在450℃和-196℃下硬度越高的铜合金抗应力松弛性能越强。根据析出物颗粒与位错的相互作用机制,提出了弥散强化型铜合金抗应力松弛性能的简单判据。
二、轧制过程模拟优化的新进展（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、轧制过程模拟优化的新进展（论文提纲范文）
（1）镁合金塑性加工技术发展及应用（论文提纲范文）
| 1 高塑性变形镁合金设计和制备关键技术 |
| 1.1 变形镁合金“固溶强化增塑”设计新方法 |
| 1.2 提高变形镁合金塑性加工能力的材料制备新技术 |
| 1.2.1 熔体纯净化 |
| 1.2.2 铸锭坯晶粒细化 |
| 1.2.3 锭坯组织均匀化 |
| 2 变形镁合金的新型非对称挤压技术 |
| 2.1 镁合金板材非对称挤压 |
| 2.2 镁合金复合板的非对称挤压 |
| 2.3 镁合金型材的非对称挤压 |
| 2.4 镁合金管材的非对称剪切挤压 |
| 3 镁合金板材轧制技术新进展 |
| 3.1 异步轧制 |
| 3.2 衬板轧制 |
| 3.3 厚板侧向轧制 |
| 3.4 复合板轧制 |
| 3.5 在线加热轧制 |
| 3.6 宽幅板卷轧制 |
| 4 变形镁合金锻造技术新进展 |
| 4.1 镁合金锻造变形行为 |
| 4.2 镁合金大塑性锻造成形 |
| 4.3 镁合金轮毂锻造成形 |
| 4.4 镁合金特种构件锻造成形 |
| 5 镁合金板材的非对称改性 |
| 5.1 预变形处理 |
| 5.2 单向多道次变形 |
| 5.3 连续弯曲变形 |
| 6 新型非对称加工技术在大尺寸镁合金产品制备中的应用 |
| 7 结束语 |
（2）DH36高强度船板钢全流程工艺优化和腐蚀防护的基础研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 船板钢 |
| 2.1.1 船板钢特点与分类 |
| 2.1.2 DH36高强度船板钢的技术要求 |
| 2.2 船板钢缺陷及其研究 |
| 2.2.1 中厚钢板中的常见缺陷 |
| 2.2.2 中厚板缺陷产生原因分析 |
| 2.3 船板钢的技术发展和研究现状 |
| 2.3.1 船板钢的技术发展 |
| 2.3.2 船板钢发展方向 |
| 2.3.3 控轧控冷的研究 |
| 2.3.4 国内外高强度船板钢的现状 |
| 2.3.5 国内高强度船板钢存在的差距 |
| 2.4 船板钢韧脆转变温度的研究 |
| 2.4.1 船板钢的强韧化机制 |
| 2.4.2 韧脆转变温度的影响因素 |
| 2.4.3 合金元素的韧脆转变温度的影响 |
| 2.5 DH36高强度船板钢耐蚀性评估与防护涂层的制备 |
| 2.5.1 DH36高强度船板钢耐蚀性研究 |
| 2.5.2 锌镍合金镀层防护工艺 |
| 2.5.3 锌镍超疏水镀层防护工艺 |
| 2.6 研究背景和研究意义 |
| 3 研究内容和研究方法 |
| 3.1 研究内容 |
| 3.2 研究方法 |
| 3.2.1 解剖分析 |
| 3.2.2 炼钢和轧钢工艺优化设计及分析 |
| 3.2.3 冲击性能检测及热模拟实验 |
| 3.2.4 焊接性能试验 |
| 3.2.5 耐蚀性评估 |
| 3.2.6 锌镍合金镀层的制备与耐蚀性评估 |
| 3.2.7 锌镍超疏水镀层制备与耐蚀性实验 |
| 4 DH36高强度船板钢冲击性能不合的宏观、微观机理分析 |
| 4.1 DH36高强度船板冲击性能 |
| 4.2 低倍分析 |
| 4.3 断口分析 |
| 4.4 金相及夹杂物分析 |
| 4.4.1 非金属夹杂物评级 |
| 4.4.2 金相及夹杂物分析 |
| 4.5 夹杂物MnS析出热力学计算 |
| 4.5.1 液相中MnS析出的热力学计算 |
| 4.5.2 固液前沿液相中MnS析出的热力学计算 |
| 4.5.3 固相中MnS析出的热力学计算 |
| 4.6 微观缺陷分析 |
| 4.6.1 异常组织的形成原因 |
| 4.6.2 异常组织中夹杂物的形成机理 |
| 4.6.3 异常组织中的裂纹源 |
| 4.6.4 钢板中微裂纹形成的外部条件 |
| 4.7 DH36冲击性能不合的综合分析及讨论 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 DH36船板钢脱磷、脱硫模型的建立 |
| 5.1 基于IMCT的DH36船板钢转炉冶炼控磷的热力学计算 |
| 5.1.1 炉渣氧化能力与L_P预报模型 |
| 5.1.2 CaO-MgO-FeO-Fe_2O_3-MnO-Al_2O_3-SiO_2-TiO_2-P_2O_5渣系IMCT模型 |
| 5.1.3 IMCT渣系Fe_tO质量作用浓度的表征方法 |
| 5.1.4 基于IMCT的船板钢磷分配比预报模型验证 |
| 5.1.5 温度对船板钢L_P的影响 |
| 5.1.6 渣成分对船板钢L_P的影响 |
| 5.2 DH36船板钢脱硫模型 |
| 5.2.1 DH36炼钢LF脱硫热力学模型 |
| 5.2.2 钢中氧、硫含量对活度系数的影响 |
| 5.2.3 钢液氧含量对L_S的影响 |
| 5.2.4 精炼温度对平衡常数及L_S的影响 |
| 5.2.5 精炼渣成分对L_S的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 DH36高强度船板钢成分、炼钢工艺优化及对焊接性能影响 |
| 6.1 DH36高强度船板钢的成分优化设计 |
| 6.1.1 DH36高强度船板钢冲击性能回归分析 |
| 6.1.2 DH36高强度船板钢的成分优化 |
| 6.2 炼钢工艺的优化 |
| 6.2.1 炼钢生产工艺优化 |
| 6.2.2 连铸生产工艺优化 |
| 6.3 工艺优化的DH36高强度船板钢焊接性能试验 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 DH36高强度船板钢控轧控冷工艺及对冲击性能影响 |
| 7.1 DH36船板钢连续冷却转变及组织细化研究 |
| 7.1.1 DH36静态CCT曲线测定 |
| 7.1.2 变形量及变形温度对奥氏体再结晶的影响 |
| 7.2 控轧控冷工艺对DH36船板钢冲击性能的影响 |
| 7.2.1 终轧温度对冲击功的影响 |
| 7.2.2 终冷温度对冲击功的影响 |
| 7.3 DH36高强度船板钢控轧控冷试验 |
| 7.3.1 轧制工艺设计 |
| 7.3.2 冲击韧性检测分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 DH36船板钢耐蚀性研究及防护涂层制备 |
| 8.1 DH36船板钢耐蚀性研究 |
| 8.1.1 DH36船板钢极化性能研究 |
| 8.1.2 DH36船板钢阻抗谱研究 |
| 8.1.3 DH36船板钢盐水浸泡实验研究 |
| 8.2 DH36船板钢锌镍合金电镀及耐蚀性研究 |
| 8.2.1 锌镍合金层的微观形貌与成分分析 |
| 8.2.2 锌镍合金层的耐蚀性分析 |
| 8.2.3 锌镍合金层的耐蚀机理 |
| 8.3 低硫DH36船板钢锌镍超疏水镀层及耐蚀性研究 |
| 8.3.1 锌镍超疏水镀层的微观形貌与成分分析 |
| 8.3.2 锌镍超疏水镀层的润湿性分析 |
| 8.3.3 锌镍超疏水镀层的耐蚀性分析 |
| 8.4 本章小结 |
| 9 结论及创新点 |
| 9.1 结论 |
| 9.2 创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（3）非对称铸轧数值模拟及铝/镁轧制复合工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 铝合金双辊铸轧工艺概述 |
| 1.2.1 国内外对双辊铸轧技术的研究现状 |
| 1.2.2 双辊铸轧过程的数值模拟研究 |
| 1.2.3 铸轧凝固微观组织的数值模拟 |
| 1.3 铝/镁复合板的制备方法 |
| 1.3.1 扩散结合法 |
| 1.3.2 爆炸复合法 |
| 1.3.3 轧制复合法 |
| 1.4 金属复合板的结合机理 |
| 1.5 本文的研究意义和主要内容 |
| 第2章 铸轧凝固过程的有限元理论 |
| 2.1 铸轧过程有限元理论 |
| 2.1.1 铸轧过程传热理论 |
| 2.1.2 铸轧过程流动理论 |
| 2.1.3 晶体的形核与长大模型 |
| 2.2 微观组织模拟的方法 |
| 2.2.1 确定性方法 |
| 2.2.2 随机性方法 |
| 2.3 ProCAST中的CAFE模块 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 非对称铸轧6061 铝合金凝固微观组织的仿真 |
| 3.1 非对称铸轧有限元模型的建立 |
| 3.1.1 非对称铸轧概述 |
| 3.1.2 基本假设 |
| 3.1.3 有限元模型的建立 |
| 3.2 关键问题的处理 |
| 3.2.1 固相率的处理 |
| 3.2.2 凝固潜热的处理 |
| 3.3 铝合金的物性参数 |
| 3.4 初始条件和边界条件 |
| 3.5 6061 铝合金板带非对称铸轧数值模拟结果 |
| 3.5.1 铝合金温度场变化规律 |
| 3.5.2 铝合金凝固过程变化规律 |
| 3.5.3 铝合金微观组织变化规律 |
| 3.6 工艺参数对铝合金铸轧温度场的影响 |
| 3.6.1 浇注温度对温度场的影响 |
| 3.6.2 铸轧速度对温度场的影响 |
| 3.7 工艺参数对铝合金凝固组织的影响 |
| 3.7.1 浇注温度对凝固微观组织的影响 |
| 3.7.2 铸轧速度对凝固微观组织的影响 |
| 3.8 仿真结果验证 |
| 3.9 本章小结 |
| 第4章 铝/镁热轧复合工艺研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验材料 |
| 4.3 实验方法 |
| 4.3.1 6061 铝合金非对称铸轧实验 |
| 4.3.2 铝/镁热轧复合实验 |
| 4.4 组织与性能分析 |
| 4.4.1 光学显微组织分析(OM) |
| 4.4.2 铝/镁复合板结合界面形貌观察和能谱分析(SEM+EDS) |
| 4.4.3 室温拉伸性能测试 |
| 4.4.4 拉伸断口分析 |
| 4.4.5 显微硬度测试 |
| 4.5 技术路线 |
| 4.6 铝/镁复合板显微组织观察 |
| 4.6.1 先、后凝固侧铝/镁复合板的结合界面观察 |
| 4.6.2 轧制温度对铝/镁复合板的结合界面影响 |
| 4.7 铝/镁复合板结合界面处的元素扩散 |
| 4.7.1 先、后凝固侧铝/镁复合板结合界面元素扩散分析 |
| 4.7.2 轧制温度对铝/镁复合板结合界面元素扩散的影响 |
| 4.8 铝/镁复合板力学性能分析 |
| 4.8.1 拉伸性能 |
| 4.8.2 显微硬度 |
| 4.9 断口扫描分析 |
| 4.10 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（4）颗粒增强铝基复合板轧制成形及脉冲电流响应机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 颗粒增强铝基复合板的制备方法 |
| 1.2.1 累积叠轧法 |
| 1.2.2 爆炸复合法 |
| 1.2.3 粉末冶金法 |
| 1.3 脉冲电流在金属板材塑性成形中的作用 |
| 1.3.1 电致塑性的发展 |
| 1.3.2 脉冲电流在塑性加工中的应用 |
| 1.3.3 脉冲电流处理对组织和性能的影响 |
| 1.4 颗粒增强铝基复合板塑性流变行为 |
| 1.5 颗粒增强铝基复合板轧制成形机理及存在问题 |
| 1.6 研究目的、内容和技术路线 |
| 1.6.1 研究目的 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 1.6.3 技术路线 |
| 第2章 试验材料、方法及设备 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验选材与方案 |
| 2.3 实验设备与方法 |
| 2.3.1 脉冲电流处理设备 |
| 2.3.2 轧制设备 |
| 2.3.3 试验方法 |
| 2.4 试验方法与测试设备 |
| 2.4.1 金相组织观察 |
| 2.4.2 扫描分析与物相分析 |
| 2.4.3 力学性能分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 铝基复合板轧制成形有限元数值模拟研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 轧制变形有限元模型的建立 |
| 3.2.1 几何模型 |
| 3.2.2 咬入条件 |
| 3.2.3 材料模型 |
| 3.3 铝基复合板热轧变形数值模拟结果分析 |
| 3.3.1 不同变形量下轧制应力场的分布及变化 |
| 3.3.2 不同变形量下轧制温度场的分布及变化 |
| 3.4 热轧后铝基复合板电流处理的数值模拟 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 热轧铝基复合板微观组织及力学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 铝基复合板坯的轧制 |
| 4.3 轧制变形量对铝基复合板微观组织的影响 |
| 4.3.1 XRD分析 |
| 4.3.2 微观组织分析 |
| 4.4 轧制态复合板材的EBSD分析 |
| 4.5 轧制变形量对铝基复合板力学性能的影响 |
| 4.5.1 硬度测试 |
| 4.5.2 拉伸性能测试 |
| 4.6 铝基复合板材内部的强化机制 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 电流处理轧制态铝基复合板微观组织及力学性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 脉冲电流处理B_4C_P/6061Al复合板材 |
| 5.3 脉冲电流处理对轧制后B_4C_P/6061Al复合板材组织的影响 |
| 5.3.1 XRD分析 |
| 5.3.2 微观组织分析 |
| 5.4 脉冲电流处理对铝基复合板力学性能的影响 |
| 5.4.1 硬度测试 |
| 5.4.2 拉伸性能测试 |
| 5.5 电脉冲处理铝基复合材料的能量分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 一、学位论文 |
| 二、国家发明专利 |
| 致谢 |
（5）钣金V形自由折弯回弹预测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.3 数控折弯机国内外研究现状 |
| 1.4 钣金自由折弯回弹国内外研究现状 |
| 1.4.1 板材自由折弯回弹影响因素研究现状 |
| 1.4.2 板材自由折弯回弹预测模型的研究现状 |
| 1.5 机器学习在板材成形领域的应用 |
| 1.6 存在的问题 |
| 1.7 课题来源 |
| 1.8 本文研究内容 |
| 第2章 钣金折弯工艺性分析及折弯实验 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 钣金折弯工艺分析 |
| 2.2.1 折弯成形缺陷及原因 |
| 2.2.2 折弯工艺设计原则 |
| 2.3 板材的基本材料参数的测定 |
| 2.4 板材折弯实验 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 研究方法及建模数据的获取 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 BPNN数学模型 |
| 3.3 遗传算法参数优化 |
| 3.4 有限元模型建立及实验验证 |
| 3.4.1 有限元模型的建立 |
| 3.4.2 有限元模拟与实验的比较 |
| 3.5 大样本数据的获取 |
| 3.5.1 确定实验指标 |
| 3.5.2 确定影响因子及取值范围 |
| 3.5.3 拉丁超立方试验设计及数据采集 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 钣金折弯回弹GA-BPNN预测模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 影响因素敏感性分析 |
| 4.3 敏感因素分析 |
| 4.3.1 板材厚度对回弹的影响 |
| 4.3.2 弹性模量对回弹的影响 |
| 4.3.3 硬化系数对回弹的影响 |
| 4.3.4 屈服强度对回弹的影响 |
| 4.3.5 硬化指数对回弹的影响 |
| 4.4 回弹角预测模型 |
| 4.4.1 考虑13 因素的回弹角预测模型 |
| 4.4.2 考虑7 因素的回弹角预测模型 |
| 4.5 凸模行程预测模型 |
| 4.5.1 考虑13 因素的凸模行程预测模型 |
| 4.5.2 考虑7 因素的凸模行程预测模型 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 钣金折弯回弹修正模型 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于GA-BPNN凸模行程修正模型 |
| 5.3 基于量纲分析法的凸模行程修正模型 |
| 5.3.1 量纲分析法 |
| 5.3.2 基于量纲分析法的修正模型 |
| 5.4 应用实例 |
| 5.5 预测与修正模型交互界面设计 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 折弯回弹GA-BPNN预测模型程序 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（6）TC4/7075Al复合板异温轧制成形及轧后退火研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 钛合金/铝合金复合材料的性能 |
| 1.2.1 钛及其合金的简介 |
| 1.2.2 铝合金分类及其性能简介 |
| 1.2.3 钛/铝复合板特点 |
| 1.3 钛/铝复合板制备方法 |
| 1.3.1 爆炸焊接复合法 |
| 1.3.2 轧制复合法 |
| 1.3.3 其他复合法 |
| 1.4 钛/铝复合板力学性能研究 |
| 1.4.1 拉伸性能研究 |
| 1.4.2 剪切性能研究 |
| 1.4.3 剥离性能的研究 |
| 1.5 有限元模拟在金属复合板轧制成形中的应用 |
| 1.6 本文研究意义和研究内容 |
| 1.6.1 问题的提出及意义 |
| 1.6.2 研究的内容 |
| 第2章 钛/铝轧制复合数值模拟研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 有限元模型的建立 |
| 2.2.1 摩擦条件的确定 |
| 2.2.2 网格划分 |
| 2.2.3 材料模型的建立 |
| 2.2.4 轧制复合模拟步骤 |
| 2.3 数值模拟计算结果与讨论 |
| 2.3.1 钛/铝轧制复合变形区的应力分布特点 |
| 2.3.2 钛/铝轧制复合变形区的应变分布特点 |
| 2.3.3 钛/铝轧制复合变形区的温度分布特点 |
| 2.4 工艺参数对应力应变的影响规律 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 实验准备及实验方案 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验材料 |
| 3.2.1 TC4钛合金 |
| 3.2.2 7075铝合金 |
| 3.2.3 坯料尺寸设计 |
| 3.3 实验流程 |
| 3.4 实验设备 |
| 3.5 实验结果分析 |
| 3.5.1 复合板的结合强度分析 |
| 3.5.2 退火工艺分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 钛/铝复合板界面组织形貌及力学性能的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 压下率对复合板形貌与力学性能的影响规律 |
| 4.2.1 复合板的宏观形貌 |
| 4.2.2 复合板的微观形貌 |
| 4.2.3 复合板的力学性能分析 |
| 4.3 异温参数对复合板形貌与力学性能的影响规律 |
| 4.3.1 复合板的宏观形貌 |
| 4.3.2 复合板的微观形貌 |
| 4.3.3 复合板的力学性能分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 钛/铝复合板轧后退火实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 不同退火工艺下复合板的界面形貌 |
| 5.3 不同退火工艺下复合板的拉伸性能及断口形貌 |
| 5.3.1 不同退火工艺下复合板的拉伸性能 |
| 5.3.2 不同退火工艺下复合板的拉伸断口形貌 |
| 5.4 不同退火工艺下复合板的剪切性能及断口形貌 |
| 5.4.1 不同退火工艺下复合板的剪切强度 |
| 5.4.2 不同退火工艺下复合板的剪切断口形貌 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）微辊弯成形工艺的有限元模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 微辊弯成形工艺的研究现状 |
| 1.3 微成形尺度效应的研究现状 |
| 1.4 晶体塑性研究现状 |
| 1.5 本文研究内容及意义 |
| 第二章 微辊弯成形塑性理论和基础实验研究 |
| 2.1 SUS316L不锈钢材料性能研究 |
| 2.2 单向拉伸基础试验 |
| 2.2.1 试验试件设计 |
| 2.2.2 单向拉伸试验 |
| 2.2.3 拉伸试验有限元仿真 |
| 2.3 平面应变拉伸试验 |
| 2.3.1 平面应变试验试件 |
| 2.3.2 平面应变试验 |
| 2.3.3 平面应变试验有限元仿真 |
| 2.4 屈服准则理论基础 |
| 2.4.1 板料成形各向异性屈服准则 |
| 2.4.2 Hill48 屈服准则 |
| 2.4.3 Hill48 屈服准则参数求解 |
| 2.5 微弯曲试验 |
| 2.5.1 微弯曲试验试件 |
| 2.5.2 微弯曲试验过程和结果 |
| 2.5.3 微弯曲试验有限元仿真 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 微辊弯成形试验及有限元模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 微辊弯成形工艺设计 |
| 3.3 微辊弯成形工艺试验预研 |
| 3.4 基于有限元模拟的工艺参数优化 |
| 3.4.1 有限元模型的建立 |
| 3.4.2 参数优化及试验验证 |
| 3.5 微辊弯成形仿真和试验结果分析 |
| 3.5.1 应力应变分析 |
| 3.5.2 板料成形截面回弹分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 晶体塑性理论及有限元模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 晶体塑性理论 |
| 4.3 晶体学基础 |
| 4.3.1 晶体结构 |
| 4.3.2 晶体取向表示方法 |
| 4.4 晶体塑性变形行为 |
| 4.5 晶体塑性本构模型 |
| 4.6 晶体塑性有限元模型 |
| 4.6.1 基于Voronoi图的多晶体有限元建模 |
| 4.6.2 UMAT子程序 |
| 4.6.3 晶体塑性有限元模拟 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（8）X70和X90管线钢强韧性能优化研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 管线钢的发展历史和现状 |
| 1.2 国内管线钢的最新进展 |
| 1.2.1 X80管线钢 |
| 1.2.2 X90和X100管线钢 |
| 1.2.3 大应变管线钢 |
| 1.3 管线钢的显微组织 |
| 1.3.1 贝氏体 |
| 1.3.2 针状铁素体 |
| 1.3.3 贝氏体-马氏体复相组织 |
| 1.4 管线钢的化学成分 |
| 1.4.1 碳锰元素 |
| 1.4.2 微合金元素铌钒钛 |
| 1.4.3 合金元素铬钼镍铜 |
| 1.4.4 其他元素磷硫氧氮 |
| 1.5 管线钢的热轧工艺 |
| 1.5.1 控制轧制 |
| 1.5.2 再结晶和激活能 |
| 1.5.3 未再结晶温度和终轧温度 |
| 1.5.4 控制冷却 |
| 1.6 材料的强韧化机制 |
| 1.6.1 细晶强化 |
| 1.6.2 固溶强化 |
| 1.6.3 析出强化 |
| 1.6.4 位错强化 |
| 1.6.5 韧化措施 |
| 1.7 性能控制的难点 |
| 1.7.1 落锤性能 |
| 1.7.2 屈强比 |
| 1.7.3 包辛格效应和应变时效 |
| 1.8 研究内容和意义 |
| 2 试验材料和研究方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 连续冷却转变曲线测定 |
| 2.3 变形奥氏体的等温转变试验 |
| 2.4 显微组织和力学性能检测 |
| 2.5 EBSD电子背散射衍射 |
| 2.6 TEM透射电镜 |
| 2.7 三维原子探针 |
| 2.8 电子能量损失谱 |
| 3 X70的强韧性能和优化 |
| 3.1 化学成分和力学性能的优化路径 |
| 3.2 X70优化思路的试验验证 |
| 3.2.1 X70试验钢的TTT和CCT曲线计算 |
| 3.2.2 X70试验钢的连续冷却转变试验 |
| 3.2.3 X70变形奥氏体的等温转变试验 |
| 3.3 9.5和14.7mm厚度规格X70管线钢工业试制 |
| 3.3.1 热轧工艺要点 |
| 3.3.2 力学和冲击性能 |
| 3.3.3 显微组织 |
| 3.4 17.5×1550mm规格X70管线钢工业试制 |
| 3.4.1 成品卷化学成分 |
| 3.4.2 强韧性能和显微组织 |
| 3.5 X70的工业试制结果分析 |
| 3.5.1 板卷的力学和冲击性能 |
| 3.5.2 钢管的力学性能 |
| 3.5.3 显微组织 |
| 3.5.4 抗氢致裂纹和抗硫化物应力腐蚀性能 |
| 3.5.5 屈强比 |
| 3.5.6 包辛格效应 |
| 3.5.7 韧性 |
| 3.5.8 讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 X90的强韧性能和优化 |
| 4.1 X90的试制 |
| 4.1.1 X90试验钢的TTT和CCT曲线 |
| 4.1.2 X90双道次变形奥氏体的等温转变试验 |
| 4.1.3 X90的轧制和冷却工艺 |
| 4.1.4 试制板卷性能 |
| 4.1.5 试制钢管性能 |
| 4.1.6 X90板卷和钢管拉伸性能特点 |
| 4.1.7 X90板卷和钢管的韧性性能特点 |
| 4.2 X90管线钢强韧性能的主要影响因素研究 |
| 4.2.1 强韧性能和显微组织 |
| 4.2.2 影响强度性能的轧制因素 |
| 4.2.3 影响强韧性能的冷却因素 |
| 4.2.4 影响制管前后强度变化的因素 |
| 4.2.5 优化措施 |
| 4.3 X90的优化 |
| 4.3.1 X90化学成分和轧制工艺参数调整 |
| 4.3.2 显微组织 |
| 4.3.3 试制钢管性能 |
| 4.4 X90的轧后冷却工艺分析 |
| 4.4.1 试验方法 |
| 4.4.2 试验结果和分析 |
| 4.4.3 工业试制结果和分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 X70、X80和X90管线钢的显微组织分析 |
| 5.1 晶界特征分析 |
| 5.1.1 实验材料和方法 |
| 5.1.2 实验结果和分析 |
| 5.2 铌钒微合金化X80中的析出物 |
| 5.2.1 实验材料和方法 |
| 5.2.2 实验结果和分析 |
| 5.3 铌微合金化X70、X80和X90中的析出物 |
| 5.4 X70钢中铌的晶界偏聚 |
| 5.4.1 实验材料和方法 |
| 5.4.2 实验结果和分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 微量铌对X70管线钢铁素体晶界的强化作用研究 |
| 6.1 实验材料和方法 |
| 6.2 实验结果和分析 |
| 6.2.1 显微组织和晶界特征 |
| 6.2.2 铌的晶界偏聚 |
| 6.2.3 能量损失谱和3d电子占据数 |
| 6.2.4 晶界偏聚 |
| 6.2.5 电荷分布 |
| 6.2.6 电子态密度 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（9）Cr-Ti-B系微合金低碳双相钢组织与织构调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 汽车用深冲钢的发展现状 |
| 1.3 深冲钢组织与织构特点 |
| 1.3.1 组织特点 |
| 1.3.2 织构特点 |
| 1.4 深冲钢成分及工艺设计 |
| 1.4.1 合金元素 |
| 1.4.2 轧制工艺 |
| 1.4.3 热处理工艺 |
| 1.5 本课题研究目的及内容 |
| 第2章 试验材料及研究方法 |
| 2.1 试验材料与设备 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 试验设备 |
| 2.2 试验方案 |
| 2.2.1 技术路线 |
| 2.2.2 试验工艺设计 |
| 2.3 分析测试方法 |
| 2.3.1 组织观察及分析 |
| 2.3.2 织构检测及分析 |
| 2.3.3 内耗测试 |
| 第3章 Cr-Ti-B系低碳钢轧后组织与织构 |
| 3.1 第二相析出规律及相变点 |
| 3.1.1 第二相析出规律 |
| 3.1.2 相变点测试 |
| 3.2 轧后组织与织构 |
| 3.2.1 热轧组织与织构 |
| 3.2.2 温轧组织与织构 |
| 3.2.3 碳原子与位错交互作用 |
| 3.3 小结 |
| 第4章 热处理制度对温轧Cr-Ti-B系低碳钢组织与织构的影响 |
| 4.1 马弗炉慢速加热工艺研究 |
| 4.1.1 加热温度的影响 |
| 4.1.2 保温时间的影响 |
| 4.2 热模拟快速加热工艺研究 |
| 4.2.1 加热速率的影响 |
| 4.2.2 加热温度的影响 |
| 4.2.3 保温时间的影响 |
| 4.3 小结 |
| 第5章 二次冷轧Cr-Ti-B系低碳钢及热处理工艺研究 |
| 5.1 二次冷轧的影响 |
| 5.1.1 对组织与织构的影响 |
| 5.1.2 对内耗值的影响 |
| 5.2 热处理工艺的影响 |
| 5.2.1 加热温度的影响 |
| 5.2.2 保温时间的影响 |
| 5.3 加热过程中组织及织构演变 |
| 5.3.1 加热过程中组织演变规律 |
| 5.3.2 加热过程中织构演变规律 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（10）铜与铜合金力学性能及强韧化机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 铜合金 |
| 1.2.1 铜铝合金 |
| 1.2.2 高强高导铜合金 |
| 1.3 铜合金的力学性能 |
| 1.3.1 强化机制 |
| 1.3.2 铜铝合金的力学性能 |
| 1.3.3 高强高导铜合金的力学性能 |
| 1.4 强韧化机制 |
| 1.4.1 同步强韧化方法 |
| 1.4.2 加工硬化模型 |
| 1.5 研究内容、目的及意义 |
| 第2章 温度对部分再结晶纯铜力学性能的影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.3 实验结果 |
| 2.3.1 微观组织 |
| 2.3.2 力学性能 |
| 2.3.3 变形机制 |
| 2.4 分析讨论 |
| 2.4.1 孪生变形 |
| 2.4.2 屈服强度 |
| 2.4.3 指数硬化模型 |
| 2.4.4 加工硬化曲线拟合 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 成分对部分再结晶铜合金力学性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.3 实验结果 |
| 3.3.1 微观结构 |
| 3.3.2 力学性能 |
| 3.3.3 变形机制 |
| 3.4 分析讨论 |
| 3.4.1 293 K和77K下的变形机制 |
| 3.4.2 在77K下变形孪晶的贡献 |
| 3.4.3 应变梯度 |
| 3.4.4 加工硬化 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 硬化方式对铜铝合金力学性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.3.1 粗晶态铜铝合金力学性能 |
| 4.3.2 铜铝合金变形机制 |
| 4.3.3 轧制态铜铝合金组织 |
| 4.3.4 轧制态铜铝合金力学性能 |
| 4.4 分析讨论 |
| 4.4.1 加工硬化曲线拟合 |
| 4.4.2 加工硬化参数变化 |
| 4.4.3 强化方法对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 弹性铜合金力学性能与应力松弛效应 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 材料制备 |
| 5.2.2 组织表征 |
| 5.2.3 力学性能 |
| 5.3 实验结果 |
| 5.3.1 微观组织 |
| 5.3.2 力学性能 |
| 5.3.3 应力松弛实验 |
| 5.3.4 电接触件的应力分布分析 |
| 5.4 分析讨论 |
| 5.4.1 强化机制 |
| 5.4.2 位错运动的热激活机制 |
| 5.4.3 应力松弛的微观机制 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 全文总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
| 作者简历 |
四、轧制过程模拟优化的新进展（论文参考文献）
- [1]镁合金塑性加工技术发展及应用[J]. 潘复生,蒋斌. 金属学报, 2021(11)
- [2]DH36高强度船板钢全流程工艺优化和腐蚀防护的基础研究[D]. 李宏亮. 北京科技大学, 2021(08)
- [3]非对称铸轧数值模拟及铝/镁轧制复合工艺研究[D]. 吴文豪. 吉林大学, 2021(01)
- [4]颗粒增强铝基复合板轧制成形及脉冲电流响应机理研究[D]. 杨涛. 太原理工大学, 2021(01)
- [5]钣金V形自由折弯回弹预测研究[D]. 韦钦洋. 吉林大学, 2021(01)
- [6]TC4/7075Al复合板异温轧制成形及轧后退火研究[D]. 王壮. 太原理工大学, 2021
- [7]微辊弯成形工艺的有限元模拟研究[D]. 贺伦坤. 北方工业大学, 2021(01)
- [8]X70和X90管线钢强韧性能优化研究[D]. 李忠义. 北京科技大学, 2021(08)
- [9]Cr-Ti-B系微合金低碳双相钢组织与织构调控[D]. 袁强强. 江西理工大学, 2021
- [10]铜与铜合金力学性能及强韧化机制研究[D]. 林浩然. 中国科学技术大学, 2021(09)