中碳钢棒材亚临界区超细晶轧制方法技术

本发明专利技术公开了一种中碳钢棒材亚临界区超细晶轧制方法；属于超细晶棒材制备技术领域，其操作步骤如下：步骤(1)：变形工具设计及变形参数的确定；步骤(2)：变形工具加工制备及安装；步骤(3)：变形参数调整；步骤(4)：坯料加热；步骤(5)：轧制试验。在本发明专利技术的轧制方法中，通过坯料的螺旋运动形成的压缩扭转复合塑性变形，实现了累积面积减缩率高达73％的通体超大塑性变形，这样可以使得晶粒细化程度进一步得到提升，从而满足更高使用性能的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于超细晶棒材制备，具体涉及了一种中碳钢棒材亚临界区超细晶轧制方法。

技术介绍

1、近年来，超细晶/纳米晶材料由于其优异的性能受到了世界各国材料领域专家的关注。人们通过持续细化晶粒来不断提高多晶材料的强韧化水平，其中，尤其以剧烈塑性变形(severe plastic deformation，简称spd)技术的研究成果令人瞩目。目前，主流的spd工艺包括高压扭转(hpt)、等通道转角挤(ecap)、累积叠轧(arb)、多向锻造(mf)和扭转挤压(te)五种方法。不过这些spd方法也存在明显的局限性，主要表现在：(1)、剧烈变形区的渗透性差，仅发生在工件-模具或工件-工件表层附近，没有渗透到工件芯部，即变形区穿深小或穿深能力差，远远不能满足工业级大尺寸通体超细晶材料制备的要求；(2)、现有spd技术在变形过程中，足够大的静水压力对于抑制裂纹等变形缺陷，约束材料自由变形以强化变形累积效果都具有重要作用，从而使现有各类spd方法的成形载荷(平均单位压力达gpa级)远远高于常规塑性变形方法(一般为mpa级)，严重制约了spd技术在大尺寸块体材料制备领域中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.中碳钢棒材亚临界区超细晶轧制方法，其特征在于，其操作步骤如下：

2.根据权利要求1所述的中碳钢棒材亚临界区超细晶轧制方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述变形工具设计及变形参数的确定具体是：利用有限元模拟技术，建立中碳钢棒材的有限元模型，并设定收敛条件为：位于变形区内的坯料上任意质点的扭转角度不小于180°，确定出轧辊及导板形状，以及辊面锥角α、送进角β、辗轧角γ、孔型椭圆度系数、辊距调整参数；

3.根据权利要求1所述的中碳钢棒材亚临界区超细晶轧制方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述变形工具加工制备及安装具体是：根据已经确定的最佳工艺参数，设计曲面轧辊及曲面...

【技术特征摘要】

1.中碳钢棒材亚临界区超细晶轧制方法，其特征在于，其操作步骤如下：

2.根据权利要求1所述的中碳钢棒材亚临界区超细晶轧制方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述变形工具设计及变形参数的确定具体是：利用有限元模拟技术，建立中碳钢棒材的有限元模型，并设定收敛条件为：位于变形区内的坯料上任意质点的扭转角度不小于180°，确定出轧辊及导板形状，以及辊面锥角α、送进角β、辗轧角γ、孔型椭圆度系数、辊距调整参数；

3.根据权利要求1所述的中碳钢棒材亚临界区超细晶轧制方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述变形工具加工制备及安装具体是：根据已经确定的最佳工艺参数，设计曲面轧辊及曲面导板；

4.根据权利要求1所述的中碳钢棒材亚临界区超细晶轧制方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述变形参数调整具体是：装调试完成以后，根据最佳工艺参数调整轧机辊面锥角α、送进角β、辗轧角γ、孔型椭圆度系数及辊距的参数。

5.根据权利要求1所述的中碳钢棒材亚临界区超细晶轧制方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述坯料加热的工艺是：将坯料放置加热炉内进行加热，加热时间t＝d×(0.6-0.8)min计算，其中，d为坯料的直径，单位为mm。

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【专利技术属性】
技术研发人员：林鹏程，陶镳，李权辉，徐志祥，黄华，
申请(专利权)人：南京钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：