异型断面钢材轧后控冷机理的研究

本项目通过对异型断面钢材轧后控制冷却过程机理的研究，将运用有限元模拟、数值回归分析等方法及大量实验手段，研究钢材异型断面控冷过程的换热特性和换热边界条件，得到轧件断面的温度场及各断面上的温度分布；通过对组织性能的数值模拟，探明钢材在控冷过程中组织转变机理以及控冷制度对钢材显微组织和力学性能的影响；通过对钢材冷却过程应力/应变场进行模拟计算，找出钢材异型断面翘曲变形的影响因素,进一步探明控冷过程温度、组织、应力之间的耦合作用关系。由此建立反映热轧异型断面钢材控冷过程的温度、组织、性能之间的耦合关系数学模型。为确定热轧异型断面钢材最佳控冷工艺和方法提供科学依据，将填补国内在热轧异型断面钢材控冷技术基础理论方面的不足。

本项目的研究过程及结果主要包括二个方面：.1、研究H型钢和工字钢的轧后控冷机理。采用了热处理软件COSMAP对H型钢、工型钢的轧后控冷过程进行了数值模拟，目前已建立了考虑钢材微观组织性能、轧件温度场及应力应变场等综合工况的H型钢、工型钢有限元模型。.2、对复杂情况下异性断面钢材的多场耦合过程进行了模拟计算，得到了异性断面钢材在特定控冷过程下温度场、组织场、应力场的变化情况。..研究在不同控冷条件下，异性断面钢材温度场的变化。目前已完成主要影响因素（控冷时间和控冷温度）对H型钢、工型钢轧后控冷温度场的研究，并得到了最优控冷方案。..研究不同控冷条件，对异性断面钢材组织场的影响。目前已完成主要影响因素（控冷时间和控冷温度）对H型钢、工型钢轧后控冷组织场的研究，得到马氏体、贝氏体的分布情况，同时残余奥氏体的量明显地得到减少。..研究不同控冷条件下，异性断面钢材应力应变场的变化。目前已完成主要影响因素（控冷时间和控冷温度）对H型钢、工型钢轧后控冷应力应变场的研究，其控冷后的力学性能可以得到明显地提高，即在保证塑性和韧性条件下，其强度和硬度能够得到提高。