一种钢板热轧织构的物理模拟方法技术

本发明专利技术属于钢板热轧技术领域，具体涉及一种钢板热轧织构的物理模拟方法。本发明专利技术的技术方案是加工钢材试样尺寸和夹持的锤头尺寸，使试样的宽度b与锤头的宽度w满足关系式b/w≥5，将试样置于两个锤头之间，在试样的矩形面中心点处焊接一副K型热电偶，将试样和锤头装载在热力模拟实验机中，启动热力模拟试验机，采用直流电电阻加热，模拟实际生产中钢板热轧的工艺参数，使锤头对试样进行压缩变形，结束后对试样的金相织构进行检测，得到不同热轧条件下的钢板热轧织构。本发明专利技术在进行试样压缩变形时通过两个自由端限制试样宽度方向的变形，实现平面应变的应变状态，实现了钢板热轧织构精确、高效和经济的模拟。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钢板热轧
，具体涉及。
技术介绍
织构对钢材的性能有显著的影响，影响材料的强度和韧性，影响冲击试样断口分 层现象的产生，尤其对材料性能的各向异性有重要的影响。钢板织构的类型和强度受实验 钢的成分和工艺参数的影响，因此需研宄实验钢的成分和工艺参数对织构的影响。 最直接的方法即是进行热轧实验。但热轧实验在工艺参数的精确控制上较难，所 耗时间长，且不经济，因此需开发一种精确、高效和经济的研宄钢板热轧织构的方法。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供，目的 是在精确模拟钢板热轧织构的同时节约成本，提高效率。 实现本专利技术目的的技术方案按照以下步骤进行： (1) 加工钢材试样尺寸和夹持的锤头尺寸，使试样的宽度b与锤头的宽度w满足关系 式：b/w多5,确保试样压缩时实现平面应变的应变状态； (2) 将试样置于两个锤头之间，其中由试样长边和宽边组成的矩形面作为试样与锤头 的接触面，在试样由长度边和高度边组成的矩形面中心点处焊接一副K型热电偶，实时检 测试样的温度状态，将试样和锤头装载在热力模拟实验机中； (3) 启动热力模拟试验机，采用直流电电阻加热，模拟实际生产中钢板热轧的工艺参 数，使锤头对试样进行压缩变形，结束后对试样的金相和织构进行检测，得到不同热轧条件 下的钢板热轧织构。 与现有技术相比，本专利技术的特点和有益效果是： 本专利技术中的压缩方向（⑶，Compression Direction)对应热乳时的法向（ND，Normal Direction)，锤头与试样接触面的长度方向对应热乳时的宽度方向（TD，Transverse Direction)，锤头与试样接触面的宽度方向对应热乳时的乳制方向（RD，Rolling Direction)。 热轧过程中钢板除表层以外区域所受应变状态近似为平面应变状态，钢板所产生 的织构即是平面应变状态下的织构，因此为模拟钢板热轧织构，需实现平面应变的应变状 态，因此，本专利技术中要求试样的宽度b与锤头的宽度W满足关系b/w多5,这样在进行试样压 缩变形时就能通过两个自由端限制试样宽度方向的变形，实现平面应变的应变状态。 本专利技术还采用热力模拟实验机能精确的控制温度和变形参数，实现了钢板热轧织 构精确、高效和经济的模拟。【附图说明】 图1为本专利技术的钢板热轧织构的物理模拟方法示意图； 其中：1 :试样；2 :锤头；b :试样的宽度；h :试样的高度；W :锤头的宽度；L :锤头的长 度；A :焊接热电偶的位置；CD :试样压缩方向；RD :试样的轧制方向；TD :试样的宽度方向； 图2为本专利技术实施例1中的形成再结晶奥氏体相变织构的工艺图； 其中：1\为第一次变形的温度；T 2为第二次变形的温度；ε为应变率；i为应变速率； 图3为本专利技术实施例1中得到的试样的光学显微组织； 图4为本专利技术实施例1中采用EBSD (电子背散射衍射）检测试样织构获得的Φ2=45° 的ODF (三维取向分布函数）图； 图5为本专利技术实施例2中的形成未再结晶奥氏体相变织构的工艺图； 图6为本专利技术实施例2中得到的试样的光学显微组织； 图7为本专利技术实施例2中采用EBSD检测试样织构获得的Φ2=45°的ODF图； 图8为立方金属中一些重要取向在Φ2=45°的ODF图中的位置。【具体实施方式】 实施例1 本实施例的钢板热轧织构的物理模拟方法按照以下步骤进行： (1) 实验钢的化学成分按照质量百分比为：C 0. 13%，Si 0. 39%，Mn 1. 5%，P 0. 014%，S 0· 002%，Nb 0· 034%，V 0· 031%，Ti 0· 016%，Als 0· 039%，余量为 Fe，加工钢材试样 1 尺寸为： 长20mmX宽25mmX厚10mm，锤头2的宽度为5mm，长度L为36mm，使试样1的宽度b与锤 头2的宽度w满足关系式：b/w=25/5=5多5,确保试样1压缩时实现平面应变的应变状态； (2) 将试样1置于两个锤头2之间，其中由试样1长边和宽边组成的矩形面作为试样1 与锤头2的接触面，在试样1由长度边和高度边组成的矩形面中心点处焊接一副K型热电 偶，实时检测试样的温度状态，将试样1和锤头2装载在热力模拟实验机中； (3) 启动热力模拟试验机，采用直流电电阻加热，模拟图5中的钢板热轧工艺参数，使 锤头2对试样1进行压缩变形，为使相变前的奥氏体发生完全再结晶，最低变形温度控制在 1000°C，同时，变形后保温100s。 对实验完成后的试样，观察试样变形区1/2宽度、1/2厚度和1/2长度三面交界处 的组织，采用标准金相处理方法，机械抛光后用体积分数为4%的硝酸乙醇溶液腐蚀~10s， 然后采用LEICA DM 2500 M光学显微镜观察显微组织，如图3所示，从图3中可以看出显微 组织为铁素体、贝氏体为主，含少量的珠光体； 采用上述的金相试样，经电解抛光后，采用配备EBSD装置的FEI钨灯丝扫描电子显微 镜在同样位置进行EBSD实验，测定区域为544 μ mX 579 μ m，步长为1 μ m，EBSD实验所得 Φ2=45°的ODF图如4所示，对比图4和图8可知，所得的织构以旋转立方{100}〈011>为 主，是平面应变状态下钢铁材料再结晶奥氏体典型的相变织构。 由上述EBSD实验可知，当满足b和w的关系的前提下，本专利技术实现了压缩时平面 应变的应变状态，实现了钢板热轧织构精确、高效和经济的模拟。 实施例2 (1)实验钢的化学成分按照质量百分比为：C 0. 13%，Si 0. 39%，Mn 1. 5%，P 0. 014%，S 0· 002%，Nb 0· 034%，V 0· 031%，Ti 0· 016%，Als 0· 039%，余量为 Fe，加工钢材试样尺寸为： 长20mmX宽30mmX厚10mm，锤头的宽度为5mm，长度36mm，使试样1的宽度b与锤头2的 宽度W满足关系式：b/w=30/5=6多5,确保试样压缩时实现平面应变的应变状态； (2) 将试样1置于两个锤头2之间，其中由试样1长边和宽边组成的矩形面作为试样1 与锤头2的接触面，在试样1由长度边和高度边组成的矩形面中心点处焊接一副K型热电 偶，实时检测试样的温度状态，将试样1和锤头2装载在热力模拟实验机中； (3) 启动热力模拟试验机，采用直流电电阻加热，模拟图5中的钢板热轧工艺参数，使 锤头2对试样1进行压缩变形，为使相变前的奥氏体不发生再结晶，变形温度控制在800°C。 对实验完成后的试样，观察试样变形区1/2宽度、1/2厚度和1/2长度三面交界处 的组织，采用标准金相处理方法，机械抛光后用体积分数为4%的硝酸乙醇溶液腐蚀~10s， 然后采用LEICA DM 2500M光学显微镜观察显微组织，如图6所示，从图6中可以看出显微 组织为铁素体+珠光体双相组织； 采用上述的金相试样，经电解抛光后，采用配备EBSD装置的FEI钨灯丝扫描电子显微 镜在同样位置进行EBSD实验，测定区域为542 μ mX 544 μ m，步长为1 μ m，EBSD实验所得 Φ2=45°的ODF图如7所示，对比图7和图8可知，所得的织构以{112}〈110>和{111}〈112>， 是平面应变状态下钢铁材料未再结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢板热轧织构的物理模拟方法，其特征在于按照以下步骤进行：（1）加工钢材试样尺寸和夹持的锤头尺寸，使试样的宽度b与锤头的宽度w满足关系式：b/w≥5，以确保试样压缩时实现平面应变的应变状态；（2）将试样置于两个锤头之间，其中由试样长边和宽边组成的矩形面作为试样与锤头的接触面，在试样由长度边和高度边组成的矩形面中心点处焊接一副K型热电偶，实时检测试样的温度状态，将试样和锤头装载在热力模拟实验机中；（3）启动热力模拟试验机，采用直流电电阻加热，模拟实际生产中钢板热轧的工艺参数，使锤头对试样进行压缩变形，结束后对试样的金相和织构进行检测，得到不同热轧条件下的钢板热轧织构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐帅，刘振宇，沈鑫珺，骆宗安，陈俊，杨小龙，王国栋，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21