190-paper-板材热精轧微观组织演化模拟及力学性能预报(修改）.docVIP

联系人：张士宏???shzhang@imr.ac.cn??024周德???tshjqu@imr.ac.cn???HANG Shihong1, QU Zhoude1,2, WANG Zhongtang1, LI Dianzhong1 (1.Institute of Metal Research, Shenyang 110016, China; 2.Taiyuan University of Science and Technology, Taiyuan 030024,China) Abstract：To fulfill the increasingly strict demands for shape precision, mechanical properties of plain carbon steel to supply consumers, computer simulation technique of hot rolling process and predicting the manufacture possibility as well as product performance which is used to optimize rolling schedules is urgently required. The paper endeavors to study the deformations, thermal exchange and microstructure evolution of strips during hot rolling and the relations between mechanical properties and microstructure of production after cooling. A comprehensive investigation is conducted into finite element technology, prediction of microstructures, mesoscopic simulation technique based on Monte Carlo. The achievements are practically valuable to the development of multi-fields and multi-scale coupled finite element theory, flexibly making use of commercial FEM code. Keywords：Microstructure evolution, Simulation, Mechanical properties predict, Monte Carlo, Artificial neural network 1 前言 热轧带钢生产是关键性的钢铁生产过程之一，90%以上的薄钢板要经过热轧带钢工序生产出来。热轧带钢产品是汽车制造、电器、建筑和机械等基础工业的重要原材料，因此在国民经济中占有举足轻重的地位。实验表明在热轧过程中不断改变的显微组织强烈地影响着金属的流动应力。一个合理的模型应该能精确预测过程参量对诸如材料流动应力，温度分布，显微组织演化等的影响，以及它们对后续产品性能的影响。因此，一个精确的热轧模型应该是能够模拟微观结构演化、成形和热交换的集成模型[1]。 2 精轧过程组织演化多道次多道次有限元模拟 内部组织是影响板材力学性能的一个重要因素。热轧产品的微观组织和力学性能的计算机预报涉及到塑性变形力学、传热学、金属学、冶金学、实验技术等多个学科，是近年来迅速发展的具有广泛应用前景的应用技术 图1 薄板精轧成形的有限元计算模型 图2有限元多道次连续轧制模型示意图 Fig.1 FEM model of thin strip finishing Fig.2 Sketch map of FEM model of multi-pass rolling process finishing rolling 很多文献都发表了各自的组织演化模型，虽然各种表现形式表现不一样，但其计算结果都区别不是很大。本文采用的模型形式类似于Sellars等人的模型，这种组织演化模型包括静态再结晶、动态再结晶和晶粒生长模型。回归热压缩试验数据获得静态再结晶、动态再结晶、晶粒生长模型。 但是目前的大型商业有限元模拟软件中都没有集成Sellars模型，因此，为了同时对轧制成型过程中的组织演化进行模拟，对所使用的有