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2004届硕士研究生学位论文摘要

材料加工工程

论文题目:高强度高韧性贫铀合金(U-Nb-Zr)热处理工艺研究

StudyontheHeat-TreatmentofDuAlloys

WithHighStrenghandHighToughness

研究生姓名:郭洪

导师姓名:李冠兴院士

协助导师:任慧平教授

杨继先任永岗研究员

专业:材料加工工程

摘要:

U-Nb-Zr合金作为动能穿甲弹的材料,要求具有高强度,高韧性的特点.为了获得最佳的性能搭配,就要从成分,工艺,组织,性能等各方面入手,对合金进行深入系统的研究.本论文以金相研究为重点,综合运用力学性能测试,X射线衍射,断口分析等手段,由纵向,横向两个方面比较分析热处理工艺和合金成分对组织和性能的影响,从而得出在"淬火+回火"热处理工艺条件下,U-Nb-Zr合金组织及性能的变化规律,并分析了Nb,Zr在合金中的作用.在此基础上,提出获得高强度,高韧性贫铀合金的成分范围和相应的加工及热处理工艺.

关键词:U-Nb-Zr合金热处理高强度,高韧性

ABSTRACT

Asamaterialfordynamicenergyprojectile,U-Nb-Zralloysshouldpossessthecharacteristicsofhighstrengthandhightoughness.Inordertoobtaintheoptimalprehensiveproperties,westudiedthealloysintheaspects:ponents,craft,microstructure,andmechanicalproperties.Inthecourseofresearch,theworkofmetallurgicalanalysiswasinthefirstplace.Meanwhile,themechanicalpropertiesweretested,thestructureofcrystallineanalyzed,themorphologyoffractureobserved.Byallthesemeans,theeffectsofheat-treatmentandponentsonpropertiesandstructurehavebeenmadeout.Thus,therulesofpropertiesandstructure'sevolutionintheheat-treatment(quenching+tempering),areclear,andtherolesofNbandZrinthealloysaredrawnout.Onthebasisoftheseworks,therangeofponents,andthecraftofheat-treatmentandworkingareprovided.

Keywords:U-Nb-Zralloyheat-treatmenthighstrengthhightoughness

论文题目:薄板坯CSP连轧热力耦合有限元模拟

ThinSlabCSPThermalMechanicalCoupled

FemSimulationduringContinuousRolling

研究生姓名:李传瑞

导师姓名:王宝峰教授

专业:材料加工工程

摘要:

薄板坯连铸连轧是20世纪80年代成功开发的一种全新的生产热轧板卷的工艺,是钢铁工业最重大的革命性技术之一.与传统热轧板带钢相比,薄板坯连铸连轧具有非常大的优越性.因此世界各国都给予极大关注,在冶金界产生极大反响.

典型的薄板坯连铸连轧技术包括CSP技术,ISP技术和FTSR技术.其中CSP技术应用最多.据统计,1997年世界有CSP生产线20条,占薄板坯连铸连轧线的70%,CSP生产的热轧板占世界钢产总量的5%.预计到2016年,CSP生产的热轧板占世界钢产总量的50%.可见CSP技术有很大的发展前景.

1997年,我国的广东珠江钢铁公司,河北的邯郸钢铁公司以及内蒙古的包头钢铁公司分别从德国的SMS引进3条CSP生产线,并相继建成投产,年生产能力在200万t/a.最近,我国的唐山钢铁公司,通化钢铁公司,马鞍山钢铁公司以及涟源钢铁公司等企业也计划建立薄板坯连铸连轧生产线.

薄板坯连铸连轧技术具有广阔的发展前景,因此研究与此相关的课题具有一定的必要性.

目前,由于计算方法与数值模拟理论的结合,极大的推动了轧制技术的发展.同时,也使得对钢材生产过程中变形,温度的计算机模拟成为可能.

本文是针对包头钢铁公司的CSP连轧生产工艺,借助Marc商用软件,采用热力耦合分析技术,建立大变形弹塑性有限元数学模型,分析薄板坯的连续轧制变形过程.包括以下内容.

1综合考虑了板坯与轧辊的接触换热,板坯与周围环境的对流辐射换热,机架间冷却水的冷却作用,塑性变形和摩擦而产生的热量等条件对温度变化的影响,计算了板坯内部的温度场,分析了板坯内的温度变化情况,得出其温度变化规律.

2计算变形区内等效应力场,等效应变场,等效应变速率场,分析了板坯内三者各自的变化情况.

3计算轧制过程中的轧制力,分析了轧制力的变化情况.

本文结合薄板的生产过程,对变形过程中的温度场以及力能参数进行研究,所得到的分布规律,可以为工业生产提供参考.

关键词:CSPMarc热力耦合有限元模拟

ABSTRACT

Thinslabcontinuouscastingrollingisanewtechniqueofhotrollingstripcurlproduct.Itisoneofthemostimportantrevolutionarytechnologies.Comparedwithtraditionalhotslabproduct,thistechnologyhasmanyadvantages.Soalargenumberofcountriesshowgreatconcernaboutit.

TypicalthinslabcontinuouscastingrollingtechnologyincludesCSP,ISPandFTSR.YetCSPtechnologyisusedwidelynowadays.ItisreportedthattherearemorethantwentyCSPproductionlinesallovertheworld,accountingfor70percentofthinslabcontinuouscastingrollinglines.HotrollingstripproducedbyCSPaccountsfor5percentoftotalsteeloutput.ItiscalculatedthathotrollingstripproducedbyCSPwillamountto50percentoftotalsteeloutputby2016.

In1997,threeCSPlineswereintroducedfromSMSandwereputupindividuallyinZhuJiangironandsteelpany,HanDanironandsteelpanyandBaoTouironandsteelpany.Theyhaveputintousenow.Theirdesigncapacityamountsto200milliontonsannually.

Nowthatthinslabcontinuouscastingrollingisboomedrapidly,itisnecessarytoresearchsubjectaboutthat.

Therollingtechniquegetmuchfromthemutualdevelopmentofputationmethodsandmathematicalimitationwhichmakeitpossibletosimulatethedeformationandtemperatureevolutionintheprocess.

Inthisarticle,thesixpasseshotrollingprocessofthinslabwasstudiedwiththeaidoftwodimensionalelastic-plasticandthermal-mechanicalcoupledFEMusingmercialsoftwareMarc.Whatwereresearchedisasfellows:

Thedistributionandchangeoftemperaturefieldinrollingprocesswereanalyzed.Inviewofboundaryconditionalinfluenceontemperature,somefactorssuchasthermalexchangebetweenrollingandrolledpiece,plasticdeformingquantityofheat,coolingflux,convectionandradiationheatexchangewereconsideredduringsimulation.Theparametersofrollingmechanicalpropertyduringdeformationsuchasequivalentstress,equivalentstrainandequivalentstrainratewereinvestigated.Theresultsshowed

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