Введение
Глава 1. Математическое и физическое моделирование процессов формирования структуры и механических свойств сталей 14
1.1. Математические модели на основе искусственных нейронных сетей 14
1.2. Программа VAI-Q-Strip, разработанная фирмой VOEST-ALPINE STAHL (Австрия) 16
1.3. Программа HSMM (Hot Strip Mill Model), разработанная фирмой INTEG process group., Inc 20
1.3.1. Структура программы Hot Strip Mill Model (HSMM) и ее возможности 21
1.3.2. Моделирование изменений микроструктуры металла в процессах горячей прокатки и последеформационного охлаждения 24
1.3.2.1. Процессы, протекающие в аустените. 25
1.3.2.2. Фазовые превращения 35
1.3.2.3. Математические модели расчта механических свойств, используемые в HSMM 42
1.3.2.4. Математические модели кривых «напряжение-деформация» 47
1.4. Физическое моделирование процессов формирования структуры и механических свойств сталей 52
1.5. Методики, используемые при физическом моделировании 55
Глава 2. Создание виртуальной компьютерной модели реверсивного толстолистового стана 5000 и оптимизация технологии прокатки трубной стали для получения однородной структуры 56
2.1. Причины формирования полосчатой структуры и методы ее устранения
2.1.1. Выплавка стали и внепечная обработка 56
2.1.2. Прокатка на реверсивных толстолистовых станах 58
2.2. Влияние полосчатой структуры на свойства толстолистового проката
2.2.1 Влияние полосчатой структуры на сопротивление хрупкому разрушению и усталостную прочность 62
2.2.2. Влияние полосчатой структуры на склонность к сероводородному растрескиванию 65
2.3. Исследуемые материалы
2.4. Построение термокинетических кривых распада аустенита для литой и горячедеформированной стали 10Г2ФБ
2.5. Разработка виртуальной модели стана 5000 и ее адаптация к условиям прокатки на стане 74
2.5.1. Построение модели толстолистового стана 5000 74
2.5.2. Подбор базовых марок для сталей 10Г2ФБ и 10Г2ФБЮ 76
2.5.3. Корректировка решения тепловой задачи (калибровка модели по температуре) 79
2.5.4. Калибровка расчетов механических свойств для стали 10Г2ФБЮ 81
2.5.5. Проверка расчетов энергосиловых параметров в программе HSMM 84
2.5.6. Компьютерный эксперимент по влиянию температурно-деформационных режимов на структуру и механические свойства исследуемых сталей при помощи программы HSMM 86
2.6. Моделирование технологии прокатки толстого листа без паузы. Опытные прокатки №№ 1, 2, 3.
2.6.1. Расчет параметров прокатки без паузы на стане 5000 100
2.6.2. Определение механических свойств 105
2.6.3. Изучение микроструктуры металла 105
2.6.4 Опытная прокатка №1 106
2.6.5 Опытная прокатка №2 110
2.6.6 Опытная прокатка №3 114
2.7. Оценка влияния некоторых факторов на долю вязкой составляющей при испытании падающим грузом 125
2.8. Опытная прокатка №4 129
2.9. Опытная прокатка №5
Заключение по Главе. 132
Глава 3. Разработка и моделирование технологии прокатки двухфазной ферритно-мартенситной автомобильной стали на стане 2000 ОАО «Северсталь» 134
3.1. Исследуемые материалы
3.2. Разработка виртуальной модели стана 2000 в программе HSMM и ее адаптация к условиям стана
3.3. Разработка режимов прокатки двухфазной ферритно-мартенситной стали на стане 2000 ОАО «Северсталь» с помощью программы HSMM 141
3.3.1. Влияние режимов прокатки на структуру и свойства полосы толщиной 3,5 мм при смотке на I группу моталок 141
3.3.2. Влияние режимов прокатки на структуру и свойства полосы толщиной 3,5 мм при смотке на II группу моталок 144
Заключение по Главе 151
Глава 4. Исследование влияния технологических параметров и разработка технологии получения TRIP-стали при помощи физического и математического моделирования 152
4.1. Общие сведения о TRIP-сталях. 152
4.2. Технологический процесс получения современных TRIP-сталей 153
4.3. Превращения в TRIP-сталях 155
4.3.1. Превращение в межкритическом интервале температур 155
4.3.2. Бейнитное превращение 156
4.3.3. Стимулированное напряжением мартенситное превращение 158
4.4. Влияние легирующих элементов 159
4.5. Механические свойства TRIP-сталей 163
4.6. Факторы, влияющие на свойства TRIP-сталей 165
4.6.1. Соотношение фаз 165
4.6.2. Стабильность остаточного аустенита 166
4.6.3. Условия испытания 167
4.6.4. Напряжнное состояние 167
4.7. Влияние технологических параметров на количество и стабильность остаточного аустенита и на механические свойства 168
4.8. Влияние режимов охлаждения на микроструктуру и фазовые превращения TRIP-стали 172
4.8.1. Определение температур фазовых превращений без предварительной пластической деформации 172
4.8.2. Влияние предварительной деформации на температуры фазовых превращений. 175
4.8.3. Исследование структурообразования при фазовых превращениях после пластической деформации 178
4.9. Моделирование технологического процесса прокатки TRIP-стали на стане 182
2000 с помощью модели Hot Strip Mill Model
4.10. Физическое моделирование режима горячей прокатки TRIP-стали на стане 2000, разработанного методом математического моделирования, с 189
использованием программы HSMM
Заключение по Главе 194
Основные выводы 196
Литература 198
