高溫合金鋼板多道次可逆熱軋的有限元模擬.pdf

1、GH4169合金是Ni-Fe-Cr基變形高溫合金，已成為航空、能源、石油化工等工業(yè)的常用材料之一。金屬板材的熱軋是一個高度非線性的彈塑性大變形過程，難以用準確的數(shù)學模型來描述。隨著計算機技術的迅速發(fā)展，有限元法已被越來越多地應用于板帶軋制的模擬。但目前的模擬工作大都采用二維模型，沒有考慮軋件各場變量的橫向分布；而且研究集中在單道次成形模擬上，對多道次熱連軋的模擬還很少；此外，多采用動態(tài)顯式算法進行求解，精度較低，難以獲得良好的板形。近年

2、來，有些研究工作開發(fā)了三維有限元仿真模型，但其軋輥常采用剛性模型，無法考慮由彎輥力、軋制力和溫度變化引起的軋輥彈性變形，而這對于最終的板材質量是非常重要的。高溫合金鋼的高流變應力特性也決定了在研究其板形問題時必須要考慮軋輥的彈性變形。為了解決以上問題，本文主要完成了以下研究工作： 基于商用有限元軟件MSC.Marc，采用彈塑性大變形熱力耦合有限元法，并用Fortran語言進行二次開發(fā)，建立了包括等效彈性軋輥在內的多道次可逆熱軋過

3、程的熱力耦合有限元模型，實現(xiàn)了多道次可逆軋的連續(xù)模擬，過程中不需要進行人工干預，并解決了道次間的參數(shù)傳遞和網格自動重劃分問題，再現(xiàn)了可逆熱軋的“頭尾”溫差特性，采用準靜態(tài)算法，獲得了穩(wěn)定的軋件板形。 高溫合金GH4169的多道次熱軋模擬結果表明，此種建模方法獲得了較好的計算精度，對于研究多道次的熱軋及其板形問題具有一定參考價值。在此基礎上，分析了軋件的等效應力場、等效應變場、溫度場、軋制力、寬展的變化規(guī)律，為進一步研究軋制工藝和