压下率对不锈钢_碳钢复合板界面剪切强度的影响_陈少航
铝合金网壳中不锈钢螺栓连接的抗剪性能研究与应用
铝合金网壳中不锈钢螺栓连接的抗剪性能研究与应用
曹少成;闫亚杰;武启宇;王时贵;闫月勤
【期刊名称】《太原理工大学学报》
【年(卷),期】2022(53)2
【摘要】针对拟建铝合金网壳结构中不锈钢螺栓连接的板式节点,通过铝-铝、钢-铝共90个抗剪试件有限元模型分析,得到了抗剪试件的薄弱部位和9种预拉力P、5种滑移系数μ对不锈钢螺栓抗剪连接性能的影响。
根据有限元分析所得抗剪试件的传力特点及影响因素,设计了12个铝-铝、钢-铝试件,采用阳极氧化膜或钢丝刷除浮锈作为接触面,进行了预拉力43 kN、0 kN时的试验,得出了铝-铝连接、钢-铝连接的荷载-位移曲线、滑移系数、滑移荷载和极限承载力,试验结果与有限元分析结论一致。
分析后得出了抗剪承载力设计值、极限承载力对应的变形量;结合安装需求给出了近8.5万条不锈钢螺栓在安装阶段的初拧、终拧预拉力的取值及其相对应的扭矩值。
【总页数】8页(P315-322)
【作者】曹少成;闫亚杰;武启宇;王时贵;闫月勤
【作者单位】太原理工大学土木工程学院;山西电子科技学院;山西五建集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU395
【相关文献】
1.普通钢板与不锈钢板螺栓抗剪连接承载性能试验研究
2.不锈钢普通螺栓抗剪连接破坏模式的数值研究
3.不锈钢螺栓连接节点抗剪性能试验
4.D形抗剪螺栓在螺栓-法兰连接密封结构中的应用
5.铝合金构件普通螺栓连接同时抗拉和抗剪承载性能分析
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退火工艺及冷轧压下率对CSP工艺低碳冷轧板微观组织及织构演变规律的影响
退火工艺及冷轧压下率对CSP工艺低碳冷轧板微观组织及织构演变规律的影响孙树杰;金自力【摘要】以包钢CSP工艺生产的5.0 mm热轧板在实验室分别压下到1.75,1.25和0.75 mm冷硬板为原料,在实验室模拟了包钢罩式退火工艺,观察了不同压下率试样的显微组织.实验表明,通过观察罩式退火过程中试样的组织的变化,确定了再结晶开始温度在540℃左右,再结晶终了温度为700℃左右.并用X射线检测了试样在热轧和成品两个阶段的织构.结果表明,随着冷轧压下率的增大,再结晶进行的速度增:大,成品试样的织构密度增大,织构类型以{111}<110>和{111}<112>织构为主,但两者织构密度相差不大.【期刊名称】《内蒙古科技大学学报》【年(卷),期】2011(030)001【总页数】4页(P30-33)【关键词】冷轧压下率;CSP;退火;金相组织;织构【作者】孙树杰;金自力【作者单位】内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古,包头,014010;内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古,包头,014010【正文语种】中文【中图分类】TG335.12近年来，工业发达国家在钢材结构上的一个明显变化，是在保持钢材板带比持续提高的前提下，高附加值的深加工冷轧板带产品及涂镀层板显著增加［1］.织构、R 值、金相组织随冷轧压下率的变化呈现一致的变化趋势，说明内在的冷轧织构和退火织构决定了板材冲压性能的优劣［2］.影响组织再结晶的因素很多，但退火工艺和冷轧压下率相对来说非常重要.本文采用包钢CSP 5.0 mm厚成本板为原料，现场冷轧为0.75，1.25和1.75 mm的冷硬板在实验室进行罩式退火工艺模拟，用蔡氏光学显微镜观察试样再结晶的变化，确定再结晶的始末温度，并用X射线检测热轧和成品两个状态的试样的织构.研究不同退火工艺和冷轧压下率下成品钢板织构演变规律，为开发新的具有高附加值的产品提供一定的理论依据.本实验所用材料是以包钢CSP热连轧厚度为5.0 mm的热轧板为冷轧基料，分别冷轧到1.75，1.25和0.75 mm的冷轧钢板，相对应的压下率分别为65%，75%和85%.原料的化学成分见表1.将冷轧样做成一定数量宽度为10 mm的小块，随后在SX13–BLL箱式保温电阻炉模拟现场罩式退火工艺，并在不同温度下取样，冷却方式为空冷.退火工艺曲线如图1所示.利用蔡氏光学显微镜观察退火试样的金相组织，明确再结晶的始末温度和组织的变化.利用Mo靶X射线衍射仪测其成品织构随压下率变化规律.图2(a)所示为热轧原样金相组织，可以看出，原样的晶粒类似等轴晶粒.图2(b)，(c)和(d)是由热轧原样分别冷轧压下率为65%，75%和85%轧制后所得到，可见图中组织是纤维长条状组织，并且随着冷轧压下率的增大，冷轧晶粒越细长，冷轧纤维组织越明显.图3，4，5分别是冷轧压下率为65%，75%和85%轧制后退火过程中所得到的，从图3，4，5中可以看出，500℃退火时，试样组织仍保持纤维状组织，在540℃退火温度看到很少的再结晶晶核，说明在540℃以前处于回复阶段.随着不断升温，再结晶晶粒不断增多，到700℃时，基本完成了再结晶.试样在700℃时的晶粒大于600℃时的晶粒，表明随退火温度的升高，退火试样再结晶百分比增加的同时，晶粒长大得更为充分.再结晶晶粒已经完全后，随保温时间的延长，由长条晶粒逐渐转变为饼形晶粒.继续延长保温时间，试样的颗粒的饼形度逐渐减小.图6(a)是热轧原样φ2=45°截面ODF图，从该图6(a)可以看出，α取向线织构密度不是很大，主要有{100}＜110＞织构、{112}＜110＞织构和{111}＜110＞织构，且{111}＜110＞织构密度最大，达到了1.58.γ取向线织构较为集中，分布主要有{111}＜110＞织构、{111}＜112＞织构和{111}＜011＞织构，最大密度也达到了1.58.再结晶的回复和初期阶段对这种低碳钢板α取向线和γ取向线的影响很小［3］.图6(b)是冷轧压下率为65%的成品试样φ2=45°截面ODF图，可以看出来该图织构类型较少，且α取向线和γ取向线织构密度都较低，α取向线上分布主要有{100}＜110＞织构和{112}＜110＞织构，且{100}＜110＞织构密度为1.64.γ取向线织构分布主要为{111}＜112＞织构，且{111}＜112＞织构最大密度为1.64.图6(c)是冷轧压下率为75%的成品试样φ2=45°截面ODF图，可以看出该试样织构类型较为混乱，但主要集中在α取向线和γ取向线上.α取向线织构分布主要有{112}＜110＞织构、{111}＜110＞织构和{110}＜110＞织构，最大密度为2.42.γ取向线织构分布主要有{111}＜110＞织构、{111}＜112＞织构和{111}＜011＞织构，最大密度为2.42.图6(d)是冷轧压下率为85%的成品试样φ2=45°截面ODF 图，该图中α取向线织构密度较高，主要织构类型为{100}＜110＞织构、{112}＜110＞织构和{111}＜110＞织构，最大密度达到了3.44.γ取向线分布主要有{111}＜110＞织构、{111}＜112＞织构和{111}＜011＞织构，最大密度达到了2.87.综上所述，随着冷轧压下率的增大，成品试样的织构密度增大，织构类型以{111}＜110＞和{111}＜112＞织构为主，但两者织构密度相差不大，即冷轧压下率为85%的成品试样织构类型最好，且其有利于钢板的深冲性能.(1)对包钢CSP低碳5.0 mm的热轧板在冷轧压下率分别为85%，75%和65%冷变形范围内冷轧，采用同一退火工艺退火，再结晶开始温度都在540℃左右，再结晶终了温度在700℃左右.(2)随着冷轧压下率的增大，织构密度增大，织构类型以{111}＜110＞和{111}＜112＞织构为主，但两者织构密度相差不大，压下率为85%的成品试样结构最好，利于钢板深冲性能的提高.【相关文献】［1］陈永和，陈守群.国外冷轧板带产品的发展［C］.第二届薄钢板质量研讨会论文集［A］.上海:中国金属学会，2002.16-26.［2］齐建群，董春雨，赵志毅，等.冷轧压下率对SPCC钢板组织和性能的影响［J］.金属世界，2007，(4):30-33.［3］李一鸣，任慧平，金自力，等.CSP工艺不同冷轧压下率低碳钢板退火织构的演变［J］.内蒙古科技大学学报，2009，28(1):72-75.。
卷取温度和冷轧压下率对高强度IF钢力学性能的影响
谳珉寸为４０姗ｘ２００姗×板厚的冷幸Ｉ槲隘
浴炉中进行退火试验，试样ｌ加热到８２０℃保温６０ 后空冷，开面崭羊２加热到８４０ ｏＣ保温６０ ８后空冷。
８
热轧试样在０。方向上，退火试样在００、４５０、９００
三个方向按照国家标准ＧＢ／Ｔ２２８—２００２加工成标
准拉伸试样，随后在ＩＮＳＴＲＯＮ ５５６９型电子式万能
第３２卷第３期
２０１１年７月
钢铁钒钛
ＩＲＯＮ ＳｒＥＥＬ ＶＡＮＡＤＩＵＭ Ｔ１ＴＡＮＩＵＭ
Ｖ０１．３２．Ｎｏ．３
Ｊｕｌｙ ２０１１
卷取温度和冷轧压下率对高强度ＩＦ钢 力学性能的影响
郑之旺１”，王敏莉１，李叙生２
（１．攀钢集团研究院有限公司，四川成都６１１７３１；２．攀钢集团攀枝花钢钒有限公司，四川攀枝花６１７０６２） 摘要：以不同卷取温度（分别为６７０℃和７１０℃）工业生产的高强度ＩＦ钢热轧板为研究材料，进行了不同冷轧压 下率（分别为５５％、６５％、７５％和８５％）的实验室冷轧试验，结合连续热镀锌线的工艺特点进行了盐浴退火试验，采 用金相和力学性能测试方法，研究了热轧卷取温度和冷轧压下率对高强度礤钢力学性能的影响。结果表明，较低 温度卷取时，热轧卷晶粒尺寸较细，冷轧退火态晶粒尺寸相对较粗，ｒｍ值相对较低。冷轧退火态仍具有较细小的晶 粒，但屈服强度明显降低，这与间隙碳原子在退火过程通过ＮｂＣ粗化被大量清除有关。卷取温度对试验钢冷轧退 火态的强度、断后伸长率和ｎ。值几乎没有影响。随着冷轧压下率从５５％增加到７５％时，退火后铁素体晶粒尺寸 变化不明显，当冷轧压下率进一步增加到８５％时，铁索体晶粒尺寸有所减小。冷轧压下率对强度和断后伸长率影 响较小，对厅。值没有影响，而ｋ值随着冷轧压下率的提高而提高。 关键词：高强度ｌＦ钢；卷取温度；冷轧压下率；显微组织；力学性能
不同冷轧压下率对不锈钢性能的影响研究
第6期0引言不锈钢作为一种重要的金属材料,在工业应用中具有广泛的应用价值,特别是在耐腐蚀领域。
在不锈钢生产过程中,冷轧工艺被广泛采用,通过压下操作可以改变不锈钢的物理和力学性能。
冷轧压下率是冷轧工艺中一个关键的参数,它对不锈钢的性能产生重要影响。
因此,研究不同冷轧压下率对不锈钢性能的影响,对于优化不锈钢生产工艺、提高不锈钢性能具有重要意义。
1不锈钢的性能与冷轧压下率的关系1.1不锈钢的基本性能概述不锈钢是一种具有良好耐腐蚀性和机械性能的金属材料。
其基本性能包括出色的耐腐蚀性、高强度和韧性、优良的物理性能以及美观的外观效果。
不锈钢的耐腐蚀性是由其表面形成的钝化膜所提供的,而机械性能受到化学成分、热处理和加工工艺的影响。
此外,不锈钢具有良好的导热性、导电性和磁性。
不同冷轧压下率对不锈钢的性能会产生一定影响,因此进一步研究其影响关系对于优化不锈钢的性能具有重要意义。
1.2冷轧压下率对不锈钢性能的影响机制冷轧压下率是指在室温下对不锈钢进行冷轧变形的程度,它对不锈钢的性能产生显著影响。
冷轧压下率的增加会改变不锈钢的微观组织和晶格结构,进而影响其力学性能、耐腐蚀性能和物理性能等方面。
(1)冷轧压下率的增加导致不锈钢晶粒的细化。
在冷轧过程中,材料受到压力作用,晶粒会发生形变和拉伸,进而使晶粒尺寸减小。
细小的晶粒有助于提高不锈钢的强度和硬度,同时可提高其塑形和韧性。
(2)冷轧压下率的增加会引起不锈钢的应力累积和残余应力。
在冷轧过程中,由于材料的弯曲和拉伸变形,会导致内部应力的积累。
这些残余应力可能会影响不锈钢的机械性能和耐腐蚀性能,并可能引起组织的相变和晶界的变化[1]。
(3)冷轧压下率还会影响不锈钢的表面质量和表面性能。
高压下率的冷轧可能导致不锈钢表面出现划痕、凹陷和纹理等缺陷,从而影响其外观效果和光学性能。
同时,冷轧压下率的变化还可能改变不锈钢表面的氧化膜和钝化膜的形成和稳定性,进而影响其耐腐蚀性能。
2实验方法与材料选择2.1实验样品的选取与制备在研究中选取304不锈钢材料作为实验样品,这是一种常用的奥氏体不锈钢,具有良好的耐腐蚀性、机械性能和加工性能,被广泛应用于工业领域。
金属复合板界面剪切强度与组元性能关系的研究
金属复合板界面剪切强度与组元性能关系的研究关凌云【摘要】通过测定不同金属复合板中基材及复材纯组元材料的拉伸性能、剪切性能及显微硬度,统计给出了组元材料拉伸性能与剪切性能之间的关系,建立了抗拉强度与显微硬度之间的关系.通过数据回归建立了金属复合板界面剪切强度与基、复材纯组元性能之间的关系式,利用该关系式可以对金属复合板的界面剪切强度进行预测.结果表明,界面结合良好的金属复合板界面的剪切强度与基、复材组元的力学性能有直接的关系.【期刊名称】《中国重型装备》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】4页(P50-53)【关键词】金属复合板;金相组织;拉伸强度;剪切强度【作者】关凌云【作者单位】中国一重档案管理部,黑龙江161042【正文语种】中文【中图分类】TG113.25金属复合板兼有基材和复材组元各自的特性，可以满足不同环境和使用条件的特殊要求，具有广阔的应用市场。
金属复合板界面结合强度可以通过剪切性能进行评价[1-2]，但由于受试样加工精度、测试装置的刚度、界面位置以及试样与卡具之间的间隙的影响，难以精确确定界面的结合强度。
研究发现，金属复合板界面处的结合性能与基、复材组元的力学性能有较大的关系[3-5]。
本文通过对金属复合板界面及组元材料力学性能的测试，给出了组元材料性能与复合板界面剪切强度之间的关系，从而为金属复合板界面剪切强度的预测提供参考。
本文使用的材料包括中碳钢复合板(45/Q345)、耐磨钢复合板(NM360/Q345)、不锈钢复合板(304/Q345、316/Q345、316L/Q345、310S/Q345)，各种材料的化学成分见表1。
三种复合板经表面打磨和清洗，控制初始表面光洁度与洁净性，复合真空度为0.1 Pa，采用A-B-B-A对称组坯形式，经1 150~1 200℃保温2 h 后，总压下量75%，热轧后空冷获得。
试验材料的金相试样经机械研磨、抛光后用4%的硝酸酒精溶液侵蚀，在200MAT 光学显微镜下进行金相组织及结合界面形貌观察。
不锈钢-碳钢复合板多道次小变形轧制温度场的数值模拟
式中： ! ’" 接 触 换 热 系 数； %( "轧 件 & ’" 接触 热 流 量； 与轧辊表面接触温度。 （&）接触摩擦边界 采用修正的库仑摩擦模型： !* !)’ ! ’ " +’ & ・, )*+,)’ + +-., #
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（/）
图 0 复合板单元划分 F-;, GH5)*+),;I- JI* +K)G LK),H
式中： 1! 热流 密 度； 2! 等 效 热 传 导 系 数， 2 X 2% Y
特殊钢 第 &4 卷 ・ 0! ・ # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # ! ! " 对流换热系 数； ! "" 辐 射 换 热 系 数； ! " # #$ !" ； （ %& $ %& % ） ； （ % $ %% ） #" 黑 度； $" 波 尔 兹 曼 常 数； %， % % " 分别为轧件表面和环境温度。 接触传热描述为： % ’ %( ） & ’ # !（ ’ （(） 金属共用一条边界， 边界上划分相同单元数， 以保 证相对应节点上的应力、 应变一一对应， 上下层单 元相对距离 为 一 极 小 值， 并 将 其 设 定 为 接 触。单 元的划分如图 0 所示。
式中： "库 !)’ " 摩擦应力； !* " 接触节点的 法 向 应 力； " 仑摩擦系数； ," 相对滑动速 度 方 + ’" 相对滑动速度； 向上 的切向速度矢量； ’ + +-., " 发 生 滑 动 时 接 触 体 之 间的临界相对速度， 是一个较小的正数。 0 1( 模拟主要参数及单元划分 根据轧制复合基本原理， 采用对称叠轧方法。 本实 验 模 拟 参 数： 基 板： 材 质 2&(3 碳 钢， 厚 4& 宽 & &!! 55； 复 板： 材 质 (!/ 不 锈 钢， 厚 0/ 55， 宽 & !!! 55； 边条： 材质 2&(3 碳钢， 厚 6! 55， 55， 宽& &!! 55； 材料的化学成分见表 0 。初轧温度 为 0 &!! 7 。
压下量对冷轧板材变形力和金属机械性能的影响
综合实验课 题 压下量对板材冷轧变形力和金属机械性能的影响 学生姓名 陈 伟 系 别 机械工程系 专业班级 09材料成型及控制工程（1）班 指导教师张红云 张金标 刘建 徐向其二 零 一 二 年 十 二 月学 号_0910121007综合实验一、课题名称压下量对冷轧板材变形力和金属机械性能的影响。
二、实验目的通过本次实验探究压下量对轧制力的影响，探究不同压下量对轧制材料抗拉强度和屈服极限机械性能的影响。
三、实验原理1、轧制实验原理（1）同步轧制原理同步轧制是指上下两轧辊直径相等，转速相同，且均为主动辊、轧制过程对两个轧辊完全对称、轧辊为刚性、轧件除受轧辊作用外，不受其它任何外力作用、轧件在入辊处和出辊处速度均匀、轧件的机械性质均匀的轧制。
在轧制过程中，同步轧制变形区金属在前滑区，后滑区内，作用在扎件表面上的摩擦力的方向都指向中性面，中性面附近单位面积下压力增强，使总轧制力增大。
同步轧制时单位轧制压力沿变形区长度方向的类似抛物线形状分布。
（2）轧制力测定原理传感器主要有弹性元件和应变片构成。
实验时是利用安装在工作机座两侧轧辊轴承垂直载荷的传力线上的测力传感器应，在实验过程中收集轧辊轴承两侧压力，通过测量两侧的轧制力分力即可得到总轧制力。
外力作用在弹性元件上，使其产生弹性变形（应变），由贴在弹性元件上的应变片将应变转换成电阻变化。
再利用电桥将电阻变化转换成电压变化，然后送入放大器放大，由记录器记录。
经过计算机数据采集系统的编辑整理后得到轧制力数据。
利用Excel中的线性回归分析可以得到轧制力和压下量的数学模型，并得到相关曲线和函数关系式，最后利用标定曲线将测量的应变值推算出外力大小，从而可以得到轧制力。
2、拉伸实验原理静拉伸实验是材料性能测定的最常见测试方法之一，其不仅可掌握材料的断裂特性，测定各种强度性能指标，而且可获得延伸率和断面收缩率等苏醒指标，在工程中应用最为广泛。
为使实验所获得的性能指标具有普遍的意义，实验（包括实验环境、加载方法、试样等）必须在规定的标准条件下进行。
轧制压下率对大厚度同材质复合板复合层影响的研究
第24卷第4期宽厚板Vol. 24，No. 42018 年 8 月WIDE AND HEAVY PLATE August 2018 • 15 •轧制压下率对大厚度同材质复合板复合层影响的研究牛会蚊李常牛刘丹王青付冬阳(河钢集团舞钢公司）摘要舞钢通过真空焊接制坯+复合轧制技术，生产150 rrnn以上厚度、20 t以上单重复合钢板。
在轧 制过程中，发现单道次乳制压下率对复合板的复合层界面结合能力有显著影响。
当单道次乳制压下率<8%时，复合层结合能力弱，存在中线现象，按照ASTM A435/A435M标准探伤不合格；当有2个以上单道次轧制压下率在8% ~ 15%时，复合层组织上存在较少的氧化物质点，结合层剪切强度在240 M P a附近;当有2个以上单 道次轧制压下率> 15%时，复合层结合能力强，结合层剪切强度在350 M P a以上。
关键词复合乳制乳制压下率复合层结合能力Studying the Effect of Rolling Reduction Ratio on CompositeLayer of Large Thickness Clad Plate with Same MaterialNiu Huijiao,Li Changniu,Liu Dan,Wang Qing and Fu Dongyang(HBIS Group Wusteel Company)Abstract During production of clad steel plate over 150 mm thickness and 20 t single piece weight by vacuum welding composite slab and composite rolling technology in W ugang,it is found out that the rolling reduction ratio of single pass has apparent effect on the binding force at bonding interface of clad plate. When the rolling reduction ratio of single pass is less than 8% , the composite layer has weak bonding capacity and exists centerline defect,which is ultra-sonically disqualified in accordance with ASTM A435/A435M standard. When the rolling reduction ratio of more than 2 single passes is between 8% and 15% ,less oxide particles exist in composite layer microstructure, shear strength at bonding interface is around 240 MPa. When the rolling reduction ratio of more than 2 single passes is over 15% ,the bonding capacity at bonding interface is higher,the shear strength of composite layer is over 350 MPa.Keywords Composite rolling, Rolling reduction ratio, Binding capacity of composite layer〇前言真空轧制复合法是将两种表面洁净的钢坯通 过真空焊接制坯，然后通过加热和塑性变形使原 子间高度扩散而达到连续冶金结合的复合方法。
冷轧压下率对高强无取向电工钢变形组织和磁性能的影响
第 3 期第 158-165 页材料工程Vol.52Mar. 2024Journal of Materials EngineeringNo.3pp.158-165第 52 卷2024 年 3 月冷轧压下率对高强无取向电工钢变形组织和磁性能的影响Effect of cold rolling reduction rate on deformation microstructure and magnetic properties of high strength non -oriented electrical steel吴硕，贾涓*，宋新莉，程朝阳，吴隽，刘静（武汉科技大学 省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室，武汉 430081）WU Shuo ，JIA Juan *，SONG Xinli ，CHENG Zhaoyang ，WU Jun ，LIU Jing（The State Key Laboratory of Refractories and Metallurgy ，Wuhan University of Science and Technology ，Wuhan 430081，China ）摘要：借助场发射扫描电镜（SEM+EBSD ）、快速升温管式炉和交流磁性能测量仪研究高强无取向电工钢冷轧变形组织和磁性能随冷轧压下率的变化规律。
结果表明：冷轧高强无取向电工钢中形成含有大量亚结构的粗糙条带和变形量较小的光滑条带。
粗糙条带具有γ取向，主要为｛111｝〈110〉，光滑条带具有｛112｝〈110〉和｛001｝〈110〉取向。
粗糙条带中存在大量宽度约为2~3 μm 的剪切带，与轧向呈20°~35°夹角，且随压下率增大，数量逐渐增多。
剪切带与基体间具有一定取向差，随压下率增大，剪切带逐渐从｛111｝〈110〉取向转向｛223｝〈110〉取向，与基体间取向差逐渐增大。
退火后Goss 和｛111｝面织构增多，｛001｝面织构减少；轧向磁感应强度增大，横向磁感应强度减小，各向异性显著，铁损下降。
压力容器用爆炸焊接复合板界面剪切强度标准研究
试 验 研 究 压力容器用爆炸焊接复合板界面剪切强度标准研究史长根1,王 洋1,冯 建2(11解放军理工大学工程兵工程学院,江苏南京 210007;21南京润邦金属复合材料有限公司,江苏南京 211803)摘 要:JB4733—1996规定:压力容器用爆炸焊接不锈钢复合钢板τb≥200MPa(B3级)和τb≥210 MPa(B1级和B2级)。
但通过试验测试证明,达到此剪切强度标准的复合板界面仍可能存在“缝隙”、“空洞物”、“过渡区域”等几种微观缺陷,使得复合板在后续热处理、轧、校、卷以及使用过程中易出现开裂失效。
运用爆炸焊接工艺获得的复合板界面的剪切强度应该介于基材和复材两种材料基体强度之间。
为了提高界面剪切强度,消除这些微观缺陷和后续加工失效,本文通过研究两类不同的界面剪切强度的特点,从而重新定义了复合板界面剪切强度,并建议压力容器用爆炸焊接不锈钢复合钢板的剪切强度标准。
关键词:爆炸焊接;压力容器;结合界面;剪切强度中图分类号:TG456.6;O389 文献标识码:A 文章编号:1001-4837(2007)02-0024-03Studying of Standard of Shearing Strength in I nterfaceof Cladding Plate Using by Pressure V esselSHI Chang-gen1,WANG Yang1,FENG Jian2(11Engineering Institute of Engineering C orps,P LAUST,Nanjing,210007,China;21Nanjing Runbang Metal Cladding Material C o.,Ltd.,Nanjing211803,China)Abstract:The standard of JB4733-1996of the cladding plate using by pressure vessel setτb≥200MPa for B3level andτb≥210MPa for B1and B2level,but it is found that there are still micro defects such as “seam”,“hole”and“transition zone”etc for the cladding plate which is up to the standard by testing.The shearing strength of cladding plate by explosive welding should be between the strength of the base plate and flying plate.T o im proving the shearing strength and eliminating the failure,by studying tw o kinds of shearing strength of interface,the papers defines the concept of shearing strength and puts forward the standard of it.K ey w ords:explosive welding;pressure vessel;bonding interface;shearing strength 贴合率和剪切强度是衡量爆炸复合板的两个主要指标。
不同压下比对非合金钢特厚板弯曲性能的影响
不同压下比对非合金钢特厚板弯曲性能的影响非合金钢特厚板的弯曲性能是指在特定工艺条件下，特厚板材料在受力情况下的变形能力。
不同压下比是指在特定的冷加工工艺中，对特厚板材进行的压下操作时，上模和下模的压下比例。
压下比对非合金钢特厚板的弯曲性能有着重要的影响。
下面将从材料层面、微观结构和宏观性能等方面来具体探讨不同压下比对非合金钢特厚板弯曲性能的影响。
首先，从材料的角度来看，不同压下比会导致非合金钢特厚板在弯曲过程中的应变分布不同。
较大的压下比会引起板材内部产生较大的塑性应变，因此会增加材料的变形能力，提高弯曲性能。
而较小的压下比则会使材料的变形主要集中在板材表面，导致表面变形增加，进而降低板材的弯曲性能。
因此，适当选择合适的压下比是非合金钢特厚板弯曲加工中提高性能的关键之一。
其次，从微观结构的角度来看，不同压下比对非合金钢特厚板的晶粒尺寸和晶界的形态也会有所影响。
较大的压下比会导致非合金钢特厚板材的晶粒细化和形成更多的晶界，从而提高了材料的变形均匀性和韧性，增加了弯曲性能。
相反，较小的压下比则会导致晶粒的长轴方向与加载方向保持一致，使得材料的变形主要集中在晶体内部，导致材料的韧性降低，弯曲性能下降。
此外，不同压下比还会对非合金钢特厚板的宏观性能产生影响。
较大的压下比可以增加材料的塑性变形能力，提高抗弯能力和抗裂纹扩展能力，进而提高板材的弯曲性能。
同时，大的压下比还有利于消除板材内部应力，减小板材的变形残余值。
相反，较小的压下比则会限制了材料的塑性变形能力，使得板材在受力过程中易产生裂纹和剪切失效，降低板材的弯曲性能。
总体来说，适当增大压下比可以提高非合金钢特厚板的弯曲性能。
但是，过大的压下比也会带来一些负面影响，如容易导致板材的表面起皱、拉伸变细和晶界的变形。
因此，在冷加工过程中，需要平衡各种因素，选择合适的压下比来满足特厚板的弯曲需求。
综上所述，不同压下比对非合金钢特厚板的弯曲性能有着显著的影响。
热轧过程中压下量对AZ61镁合金组织与性能的影响
热轧过程中压下量对AZ61镁合金组织与性能的影响王宏岩;梁海成【摘要】采用热轧工艺对AZ61变形镁合金板材进行轧制实验研究,探讨在350℃轧制温度下不同压下量对板材显微组织、力学性能和电化学腐蚀性能的影响.结果表明,随着变形量的增加轧后镁合金晶粒逐渐细化,压下量为20%的晶粒明显被拉长,出现了较多的变形带,硬度值升高;40%压下量轧制过程中镁合金发生了再结晶,致使形变带消失、晶粒尺寸细化;压下量为60%时晶粒尺寸最细小,第二相颗粒弥散分布在基体中,材料获得了优异的力学性能和耐蚀性能.%The rolling experiments of AZ61 deformed magnesium alloy sheet are studied by hot rolling process,the effect of different rolling reduction onmicrostructure,mechanical properties and electrochemical corrosion resistance are discussed under the rolling tempera-ture 350℃.The results show that the grain size of magnesium alloy is gradually refined with the increase of deformation,the grain size is obviously elongated when the rolling reduction is 20%,more deformation bands are observed,the hardness increases.When rolling reduc-tion reaches 40%,the magnesium alloy is recrystallized,causing the deformation band to disappear,and grain size to be refined.The grain size is the smallest when the rolling reduc-tion is 60%,and the dispersed second phase particle is distributed in the matrix,resulting in excellent mechanical properties and corrosion resistance.【期刊名称】《沈阳理工大学学报》【年(卷),期】2018(037)001【总页数】4页(P43-46)【关键词】热轧;AZ61变形镁合金;显微组织;力学性能;腐蚀性能【作者】王宏岩;梁海成【作者单位】沈阳理工大学材料科学与工程学院,沈阳110159;沈阳理工大学材料科学与工程学院,沈阳110159【正文语种】中文【中图分类】TG335镁合金具有低密度、高比刚度、高比强度和机械加工方便等优点，广泛应用于电子、汽车和航空等行业。
轧制压下率、路径对NiCoCr_合金微观结构和力学性能的影响
第15卷第2期2024年4月有色金属科学与工程Nonferrous Metals Science and EngineeringVol.15，No.2Apr. 2024轧制压下率、路径对NiCoCr 合金微观结构和力学性能的影响冯天a ，b ， 孔见b ， 张勇*a ，b， 赵永好b（南京理工大学，a.格莱特纳米科技研究所； b.材料科学与工程学院，南京 210094）摘要：通过开展不同轧制压下率和路径的轧制实验，制备了具有不同比例和尺寸的纳米孪晶和纳米晶结构 NiCoCr 合金。
透射电镜表征结果表明，单向轧制压下率50%样品中微观结构特征以纳米孪晶和高密度位错为主。
当压下率达到90%，由于剪切带在纳米孪晶片层结构中的开动，孪晶体积分数下降，同时剪切带内形成大量尺寸为35 nm 的纳米晶结构。
多方向轧制样品中微观结构以纳米晶结构为主，平均尺寸为27 nm ，略小于单向轧制压下率90%样品中的纳米晶尺寸。
拉伸实验结果表明：相比于轧制前固溶态粗晶合金，单向轧制压下率50%纳米孪晶镍基合金强度大幅提高，合金屈服强度和抗拉强度分别达到1 312 MPa 和1 396 MPa 。
压下率90%轧制样品屈服强度高达1 599 MPa ，变方向轧制样品屈服强度更是高达1 705 MPa 。
同时拉伸试验数据表明，晶粒细化可以有效地提高材料强度，但是材料的延伸率显著下降。
关键词：轧制；镍基合金；力学性能；纳米孪晶；晶粒细化中图分类号：TG335.12 文献标志码：AThe effects of cold rolling thickness reduction and path on the microstructure and mechanical properties of NiCoCr alloyFENG Tian a,b , KONG Jian b , ZHANG Yong *a,b , ZHAO Yonghao b（Nanjing University of Science and Technology ， a.Herbert Gleiter Institute of Nanoscience ； b. School ofMaterials Science and Engineering ， Nanjing 210094，China ）Abstract: Bulk NiCoCr alloy samples with different volume fraction of nano-twins and nano-grains were fabricated by cold rolling with various thickness reduction and strain path. Transmission electron microscopy observations indicate that the microstructure in the one-directional rolled sample with 50% thickness reduction is characterized by nano-twins and high density of dislocations. With increasing the rolling thickness reduction to 90%, the volume fraction of nano-twins decreases due to the activation of shear banding within the nano-twined lamellar area, which consequently leads to the formation of massive nano-grains with average sizes of 35 nm. The microstructure of the multi-directional rolled sample is mainly composed of nano-grains with main sizes of 27 nm, which is slightly smaller than that of one-directional rolled sample. Tensile test results show that the strength of the one-directional rolled sample with 50% thickness reduction is significantly enhanced with yield strength and ultimate tensile strength reaching 1 312 MPa and 1 396 MPa, respectively, which is much higher as compared to the coarse-grained alloy with solid solution heat treatment. The yield strength is further increased to 1 599 MPa with thickness reduction reaching 90%, and multiple-directional rolling gives rise to a higher yield strength of 1 705 MPa. Tensile收稿日期：2024-03-21；修回日期：2024-04-03基金项目：国家自然科学基金资助项目（51601091）；江苏省前沿引领技术基础研究重大项目（BK20222014）通信作者：张勇（1982— ），博士，教授，主要从事极端环境材料的设计和使役行为研究等方面的工作。
压下率对不锈钢_碳钢复合板界面剪切强度的影响_陈少航
层 ，在 垂 直 轧 制 轧 件 的 方 向 上 网 格 宽 度 保 持 一 致 。
表 １ 轧 辊 模 型 、碳 钢 模 型 和 不 锈 钢 模 型 的 材 料 属 性
模型材料属性
轧辊
碳钢
不锈钢
密 度 （ｋｇ／ｍ３） 弹 性 模 量 （ＭＰａ）
泊松比 屈 服 强 度 （ＭＰａ） 切 线 模 量 （ＭＰａ）
图 ４ 拉 剪 试 样 尺 寸 及 拉 剪 试 验 后 的 试 样
不同的轧制压下率条件下界面的剪切强度如图５ 所示。
图 ５ 压 下 率 与 界 面 剪 切 强 度 之 间 的 关 系
由图５可见，复合 板 的 剪 切 强 度 随 压 下 率 的 增 加 而增大。压 下 率 从 ２０％ 增 大 至 ３０％，其 剪 切 强 度 由 １３８ ＭＰａ升高至１９８ＭＰａ，低于国家标准的２１０ ＭＰａ； 压下率从４０％ 增 大 至 ５０％，剪 切 强 度 由 ２４７ ＭＰａ升 高至２８５ ＭＰａ，满足 国 家 标 准 要 求。 压 下 率 小 于 ４０％ 时 ，剪 切 强 度 随 压 下 率 的 升 高 而 显 著 提 高 ，但 是 压 下 率 由 ４０％ 至 ５０％ ，增 大 的 趋 势 放 缓 。 这 个 结 果 与 有 限 元 模拟的结果趋势是相 同 的，验 证 了 压 下 率 对 界 面 剪 切 强度的影响规律。 ３ 结 论
ｄｅｇｒｅｅ ｉｎ ｇｒｅｅｎ ｓｕｐｐｌｙ ｃｈａｉｎ［Ｊ］．Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ＩＩＩ，２０１０，４５０：４３３－４３６．
（参 考 文 献 和 英 文 摘 要 转 第 ６ 页 ）
·６·
机 械 工 程 与 自 动 化 ２０１５年第３期
（０．６６０ ０．６０９ ０．５４２ ０．６１０）． 则除了型号３外，其 他 型 号 的 数 控 机 床 绿 色 度 均 大 于 ０．６，即 符 合 绿 色 度 要 求 。 ４ 结 论 本文应用主成份分析法建立机电产品绿色度指标 体系，并综合应用可 拓 层 次 分 析 法 和 灰 色 关 联 分 析 对 机电产品的绿色进行评价。该方法较好地解决了专家 经验判断的 模 糊 性 问 题 及 判 断 矩 阵 一 致 性 方 面 的 不 足 ，与 单 纯 应 用 可 拓 层 次 分 析 法 相 比 ，它 能 较 为 合 理 地 计算出机电产品的 绿 色 度。 实 践 表 明，本 文 提 出 的 方 法不仅可对机电产品 的 绿 色 度 进 行 排 序，而 且 可 以 找 到提高机电产品绿色 度 的 途 径，为 绿 色 度 评 价 提 供 了 一 种 科 学 、可 行 的 方 法 。
压下量对冷轧板材变形力和金属机械性能的影响
综合实验课 题 压下量对板材冷轧变形力和金属机械性能的影响 学生姓名 陈 伟 系 别 机械工程系 专业班级 09材料成型及控制工程（1）班 指导教师张红云 张金标 刘建 徐向其二 零 一 二 年 十 二 月学 号_0910121007综合实验一、课题名称压下量对冷轧板材变形力和金属机械性能的影响。
二、实验目的通过本次实验探究压下量对轧制力的影响，探究不同压下量对轧制材料抗拉强度和屈服极限机械性能的影响。
三、实验原理1、轧制实验原理（1）同步轧制原理同步轧制是指上下两轧辊直径相等，转速相同，且均为主动辊、轧制过程对两个轧辊完全对称、轧辊为刚性、轧件除受轧辊作用外，不受其它任何外力作用、轧件在入辊处和出辊处速度均匀、轧件的机械性质均匀的轧制。
在轧制过程中，同步轧制变形区金属在前滑区，后滑区内，作用在扎件表面上的摩擦力的方向都指向中性面，中性面附近单位面积下压力增强，使总轧制力增大。
同步轧制时单位轧制压力沿变形区长度方向的类似抛物线形状分布。
（2）轧制力测定原理传感器主要有弹性元件和应变片构成。
实验时是利用安装在工作机座两侧轧辊轴承垂直载荷的传力线上的测力传感器应，在实验过程中收集轧辊轴承两侧压力，通过测量两侧的轧制力分力即可得到总轧制力。
外力作用在弹性元件上，使其产生弹性变形（应变），由贴在弹性元件上的应变片将应变转换成电阻变化。
再利用电桥将电阻变化转换成电压变化，然后送入放大器放大，由记录器记录。
经过计算机数据采集系统的编辑整理后得到轧制力数据。
利用Excel中的线性回归分析可以得到轧制力和压下量的数学模型，并得到相关曲线和函数关系式，最后利用标定曲线将测量的应变值推算出外力大小，从而可以得到轧制力。
2、拉伸实验原理静拉伸实验是材料性能测定的最常见测试方法之一，其不仅可掌握材料的断裂特性，测定各种强度性能指标，而且可获得延伸率和断面收缩率等苏醒指标，在工程中应用最为广泛。
为使实验所获得的性能指标具有普遍的意义，实验（包括实验环境、加载方法、试样等）必须在规定的标准条件下进行。
复合材料层压板剪切屈曲性能探究
复合材料层压板剪切屈曲性能探究马子广;王卫卫【摘要】碳纤维复合材料层压板受剪切载荷作用下屈曲性能的分析比较复杂,相应的结构试验难度也很高.因此通过经典层压板理论对其进行分析,建立了合理的数学模型,推导出了层压板在四边简支和四固支情况下的计算公式,并通过数值方法对某试验的试验件进行有限元建模,模拟复合材料层压板的受力方式,进行仿真计算,得出了复合材料层压板受载后的变形情况,应力分布及复材板的屈曲模式等,最后与某型号直升机上的复合材料层压板的剪切试验的试验结果进行对比分析,探究了某型号复合材料层压板的剪切屈曲性能.【期刊名称】《直升机技术》【年(卷),期】2017(000)004【总页数】5页(P13-17)【关键词】复合材料层压板;屈曲分析;剪切试验;仿真计算【作者】马子广;王卫卫【作者单位】中国直升机设计研究所,江西景德镇 333001;中国直升机设计研究所,江西景德镇 333001【正文语种】中文【中图分类】V216.1;V258+.3复合材料具有很好的可设计性、耐腐蚀性以及比强度、比刚度高，疲劳特性好，易修补等突出优点，因此已成为当今航空器实现有效减重，改善航空器性能的一种必不可少的材料[1]。
对于直升机来说，由于飞行速度相对低，气动载荷小，其机体结构采用复合材料更是具有得天独厚的条件。
在直升机结构中，剪切载荷是常见的受载形式。
为了研究在剪切载荷下复合材料板的屈曲破坏模式，国内外常用的就是设计四连杆夹具，然后进行加载的方法。
但是在实际操作中发现，该种方法所得结果与理论值有一定的差距，而且费时费力，成本大。
因此，需要充分利用有限元仿真分析的有利条件，探究出一种合理的建模分析方案。
另外，在设计中利用复合材料层压板的后屈曲强度特性提高结构的承载能力，需要进行极限强度分析和试验验证。
Onkar等通过随机有限元方法分析了带中心孔和不带中心孔的层压板在受压向载荷时，不同的边界条件对屈曲载荷的影响，得出了边界条件大大影响失稳载荷的结论[2]。
爆炸不锈钢复合钢板剪切裂纹的检测
爆炸不锈钢复合钢板剪切裂纹的检测
方习文
【期刊名称】《压力容器》
【年(卷),期】2017(034)012
【摘要】在复合钢爆炸复合过程,因爆速过大,或结合面处材料韧性差等因素,在基覆层结合面处会产生剪切裂纹,此类裂纹因垂直于结合面导致按标准规定超声探伤直探头法不能有效检出.通过采用声束与裂纹呈夹角的双晶斜探头法超声波探伤,可以有效检出这类裂纹.
【总页数】5页(P63-67)
【作者】方习文
【作者单位】德希尼布工程咨询(上海)有限公司,上海200031
【正文语种】中文
【中图分类】TH142;TB331;TG115.28
【相关文献】
1.铬镍不锈钢复合钢板剪切试验装置的设计 [J], 郭海森;乌慧霞;陈瑞航
2.铬镍不锈钢复合钢板剪切试验装置的设计 [J], 郭海森;乌慧霞;陈瑞航
3.爆炸焊不锈钢复合钢板制压力容器的磁记忆检测 [J], 柏明清;朱晏萱;郭金鼎;魏超
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5.爆炸不锈钢复合钢板剪切强度的测试方法 [J], 杨春
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影响板材剪切尺寸精度的主要因素及质量控制
影响板材剪切尺寸精度的主要因素及质量控制剪板机剪切下料作为金属板材加工的重要方式之一，主要用于裁剪各种规格板材的直线边缘，具有工作方式简单、效率高、成本低等特点，所加工配件质量一般能够满足产品设计及工艺要求。
本文分析了影响金属板材剪切尺寸精度的主要因素及相应的质量控制措施。
板材剪切一般是备料下料的源头工序，其质量好坏直接影响后工序加工。
在生产实践中，常常会出现剪切配件尺寸超差等问题。
随着对剪切质量要求的不断提高，需要对剪切的实际加工精度和影响剪切精度的主要因素有一个整体认知，以便采取适当的措施，稳定和提高剪切质量。
公司一般进行t3～t16的金属板材剪切加工。
剪切设备主要为液压摆式剪板机、液压闸式剪板机和机械剪板机。
通过长期的剪切经验积累和试验，相应分析如下。
影响剪切尺寸精度的主要因素及质量控制 1.1.后档料定位精度及可靠性后档料定位精度和可靠性直接影响配件下料的尺寸精度。
根据设备说明书和相关资料介绍，数控剪板机的后档定位精度一般能达到0.1mm。
后挡料与下刀片的平行度在1000mm 长度上一般小于0.20mm，故设备本身的精度一般能够满足剪切要求。
在剪切过程中，后档料需要承受定位时难以避免的撞击，特别是大板、厚板，故需要良好的刚度和强度。
生产中，需要经常检查后档料的变形和后档料机构工作是否正常，以保证其与刀片的平行度和调整准确性，避免剪切出现尺寸超差和大小头。
1.2.板材剪切定位方式板材剪切定位方式主要包括靠后档料剪切和对线剪切。
对线剪切包括在配件上划线然后靠剪板机灯光影剪、将配件对齐工作台上的线剪切、将配件对齐卷尺挂尺剪切等方式。
由于对线剪切配件定位需目测，尺寸精度比靠后档料剪切明显要差。
在生产中，异形件、大配件和剪切过程中的尾料一般均需要对线剪切。
特别是厚板大配件，由于重量大，对线剪切时微调定位比较困难，精度就更差些。
操作时需要细致或制作专门的定位装置。
1.3.配件尺寸测量方式对于剪切配件，其边缘和断面难以避免有缺陷和变形，主要包括断面有斜度、断面层台凸起、配件剪切边缘变形等。
冷轧压下率对产品性能质量的影响
冷轧压下率对产品性能质量的影响冷轧压下率对产品性能质量的影响摘要：本文介绍了冷轧薄板的主要性能指标及其与冲压成形性能之间的关系，通过试验，探讨了冷轧压下率对冷轧板冲压成形性能的影响。
结果表明， 3?5mm厚低碳铝镇静钢热轧板冷轧时，压下率对常规力学性能（ReL、Rm、A80）及n值无明显影响，而对r值有显著影响。
关键词：冷轧压下率冲压成形冷轧薄板1、前言改变轧制压下率便可生产不同规格的冷轧冲压板，但轧机产能和产品性能受到影响，故本文重点探讨了冷轧压下率对冷轧板冲压成形性能的影响，为优化排产提供理论依据。
2、冷轧板主要性能指标1）屈服强度ReL屈服强度ReL表示材料产生屈服时的最小应力。
ReL越小材料越容易加工成形，成形后回弹也越小，贴模性和定形性较好。
2）抗拉强度Rm抗拉强度Rm表示薄板材料在单向拉伸条件下所能承受的最大应力值，是材料的重要力学性能指标，是设计与选材的主要依据；其值越大，冲压成形时零件危险断面的承载能力越高，其变形程度越大；在与成形性能有关指标基本相同时，Rm越大材料综合成形性能越好。
3）伸长率A伸长率A表示薄板材料在单向拉伸条件下试样被拉断后，原始标距的伸长与原始标距的百分比。
一般情况下，A越大，材料允许的塑性变形程度也越大，综合成形性能越好。
4）塑性应变比r塑性应变比r指单向拉伸变形时试样宽度方向的真实应变与厚度方向的真实应变之比。
当r>1时，材料在宽度方向收缩比厚度方向变薄更容易，拉伸毛坯的径向收缩不容易起皱，并且拉力也小，传力区不容易拉破。
5）应变硬化指数n应变硬化指数n是金属薄板在塑性变形过程中，形变强化能力的一种量度。
n值与失稳极限应变有关，所以在冲压成形中n值是一个极为重要的参数指标， n值大不仅能提高材料局部应变能力，即增大失稳极限应变，而且能使应变分布趋于均匀化，提高材料成形时的总体成形极限。
在以拉伸为主的材料成形时， n值小的材料由于变形不均匀，变形的部位不能迅速硬化，易产生裂纹。
两种拉底方案的底部结构应力变化对比分析
两种拉底方案的底部结构应力变化对比分析张少杰;夏长念;陈小伟【摘要】根据某铜矿工程地质条件和开采设计情况,针对两种拉底方案,采用FLAC3D有限差分软件建立了简化的数值模型,对出矿穿脉、拉底巷道、拉底作业和聚矿槽等一系列工程施工开挖后,采场底部结构的应力变化进行了模拟分析研究.研究结果表明:阶梯状拉底线前进式拉底的方案中最大主应力集中区域位于拉底推进线前方的桃形矿柱中,聚矿槽处于拉底作业的应力释放区.V形拉底线后拉底的方案中最大主应力集中区域位于拉底区域下方的桃形矿柱中,聚矿槽处于拉底推进线前方的高应力区.【期刊名称】《中国矿山工程》【年(卷),期】2017(046)002【总页数】5页(P14-18)【关键词】自然崩落法;底部结构;应力分析;数值模拟【作者】张少杰;夏长念;陈小伟【作者单位】中国恩菲工程技术有限公司,北京100038;中国恩菲工程技术有限公司,北京100038;中国恩菲工程技术有限公司,北京100038【正文语种】中文【中图分类】TD672采场底部结构是地下矿山开采设计的重要部分[1～6]，而拉底工程对于底部结构的稳定性有着重要影响。
拉底工程的主要影响要素有：拉底推进线的平面形状、拉底战略、拉底推进速度和拉底高度等[1]。
Bartlett和Croll研究了Cullinan 矿山从后拉底战略转为前进式拉底战略后，随着拉底面积的增加拉底水平和出矿水平的应力变化情况[7]。
Trueman等运用FLAC3D数值软件，定量研究了拉底水平和出矿水平的应力变化以及支护需求[8]。
王家臣等运用FLAC3D研究了金川镍矿二矿区采用自然崩落法时的合理拉底方案、初次崩落的拉底面积和崩落速度等[9]。
刘华武等运用FLAC3D数值软件，研究了拉底作业后，聚矿槽四周岩体和出矿进路顶底板中的应力变化情况[10]。
徐文彬等运用FLAC3D数值软件，研究了不同的巷道开挖顺序和布置形式对地下工程稳定性的影响[11]。
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增 量 小 于 ３０％ 到 ４０％ 压 下 率 时 的 增 量 。
２ 试 验 分 析 使用 Φ３２０×３５０ 轧 机 在 真 空 环 境 下 进 行 复 合 板
热轧试验。轧件组坯 为 层 叠 的 基 层 与 覆 层，长 × 宽 为 １４５ｍｍ×７５ ｍｍ，Ｑ２３５ 碳 钢 厚 度 ５．５ ｍｍ，不 锈 钢 厚
本 文 使 用 显 式 动 力 学 有 限 元 分 析 软 件 ＡＮＳＹＳ ＬＳ－ＤＹＮＡ 对热轧 金 属 复 合 板 的 轧 制 过 程 进 行 模 拟， 探究复合界面两侧金 属 的 应 力、应 变 分 布 状 态 以 及 界 面厚度方向上的应变 分 布，为 深 入 探 究 复 合 板 轧 制 的 机理和轧制过程提供依据。 １ 界 面 剪 切 强 度 的 有 限 元 分 析 １．１ 有 限 元 模 型 的 建 立
·２·
机 械 工 程 与 自 动 化 ２０１５年第３期
１．２ 模 拟 分 析 结 果 在２０％压下率情况下，在复 合 界 面 碳 钢 一 侧 沿 轧
辊轴线方向 和 轧 制 方 向 分 别 选 取 单 元 Ａ～Ｅ（如 图 ２ 所 示 ），以 获 得 界 面 两 侧 的 等 效 应 力 与 等 效 应 变 的 平 均 值。其他压下率对应 界 面 两 侧 应 力、应 变 的 分 析 方 式 与此相同。图３为不同压下率时界面两侧碳钢与不锈 钢的法向应力和等效应变的平均值。
轧制压下率较小 的 情 况 下，由 于 碳 钢 的 变 形 抗 力 小于不锈钢，因而 其 应 变 较 大。 相 邻 金 属 的 应 变 程 度 不同，说明其并没 有 发 生 紧 密 的 接 触。 达 到 结 合 的 条 件之一为应变平均 值 差 值 小 于 ０．０１ ，从 图 ３（ｂ）中 可 见，压下率４０％ ～５０％ 时，界 面 两 侧 金 属 的 等 效 应 变 值之差满足 此 条 件。 此 外，从 图 ３（ａ）中 我 们 看 到，压 下率为４０％到５０％ 时 不 锈 钢 表 面 与 碳 钢 表 面 应 力 值 的增量 约 为 ７ ＭＰａ和 ８ ＭＰａ，压 下 率 为 ３０％ 到 ４０％ 时两者的表面应力增量为１２ ＭＰａ和 ９ ＭＰａ。 由此可 以推断，当压下率大于４０％后，界 面 发 生 了 结 合，而 且 压 下 率 从 ４０％ 升 高 到 ５０％ 的 过 程 中 ，界 面 剪 切 强 度 的
度 １．５ ｍｍ。 轨 制 试 验 的 工 艺 参 数 如 表 ２ 所 示 。
表 ２ 轧 制 工 艺 参 数
工艺参数 加 热 温 度 （℃ ） 加 热 时 间 （ｍｉｎ） 轧 制 速 度 （ｍ／ｓ）
压 下 率 （％ ）
试样１ １ ２５０
１０ ０．１ ２０
试样２ １ ２５０
１０ ０．１ ３０
参考文献： ［１］ 向东，段广洪，汪劲松，等．基 于 产 品 系 统 的 产 品 绿 色 度 综
合 评 价 ［Ｊ］．计 算 机 集 成 制 造 系 统－ＣＩＭＳ，２００１（８）：１２－１６． ［２］ Ｙｕｅ Ｚｈａｎｇ Ｂａｏｑｉｎ Ｙｕ．Ａ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｇｒｅｅｎ
由于在设定的轧制温度条件下不锈钢的变形抗力 大于碳钢 的 变 形 抗 力，故 不 锈 钢 的 残 余 应 力 值 较 大。 文献［２］提出，两种材料的法向应力值达 到 或 超 过 ３０４ 不锈钢在轧制条件下 的 变 形 抗 力 时 （本 模 拟 中 此 变 形 抗力数值为６７ ＭＰａ），基 层 与 覆 层 会 发 生 复 合。 由 图 ３ 中 可 见 ，当 压 下 率 大 于 ４０％ 以 后 ，模 型 结 合 表 面 的 法 向应力值满足了这个条件。
压 下 率 为 ４０％ 和 ５０％ 时 ，不 锈 钢 和 碳 钢 的 等 效 应 变 差 异 越 来 越 小 ，我 们 可 以 理 解 为 界 面 由 于 受 力 压 缩 ， 发生结合 的 面 积 逐 渐 增 大，预 示 着 其 结 合 强 度 较 好。 接触表面全部面积发 生 复 合，这 是 轧 制 复 合 板 预 期 能 够达到的最好效果，此 时 同 种 材 料 表 面 任 一 单 元 的 应 力 、应 变 值 都 应 该 是 相 同 的 。
试样３ １ ２５０
１０ ０．１ ４０
试样４ １ ２５０
１０ ０．１ ５０
复合板轧制完成 并 自 然 冷 却 后，将 其 在 线 切 割 机 床上加工为拉 剪 试 样，具 体 尺 寸 如 图 ４（ａ）所 示，试 验 中 剪 断 的 试 样 如 图 ４（ｂ）所 示 。
图 ３ 不 同 压 下 率 时 界 面 碳 钢 侧 与 不锈钢侧的法向应力和等效应变的平均值
属 性 删 除 ，留 下 轧 辊 表 面 的 弧 面 ，如 图 １ 所 示 。 轧 件 模
型为层叠的基层 与 覆 层，长 × 宽 为 １４５ ｍｍ×７５ ｍｍ，
Ｑ２３５碳钢厚度为５．５ｍｍ，不锈钢 厚度为 １．５ ｍｍ，轧
辊半径为３２０ｍｍ。为了 更 好 地 分 析 结 合 界 面 处 的 应
力、应变情 况，本 文 将 轧 件 的 基 层 与 覆 层 均 划 分 为 ３
（１）本试验条 件 下，轧 制 辊 径 为 Φ３２０ ｍｍ 时，压 下率大于４０％ 的 情 况 下，不 锈 钢／碳 钢 复 合 板 界 面 剪 切 强 度 满 足 国 标 要 求 ，与 模 拟 结 果 是 相 符 合 的 。
（２）压下率大于 ４０％ 后，界 面 剪 切 强 度 随 压 下 率 的增大增加不明显。
陈少航，周存龙，马国财，杨天云，马江泽
（山西省冶金设备设计理论与技术重点实验室，山西 太原 ０３００２４）
摘要：使用 ＡＮＳＹＳ 有限元分析软件对不锈钢／碳钢复 合 板 的 轧 制 过 程 进 行 了 探 究， 结 合 试 验 分 析 内 容， 对 压下率对不锈钢／碳钢复合板界面剪切强度的影响 进 行 了 分 析。分 析 结 果 显 示：本 试 验 条 件 下， 压 下 率 大 于 ４０％的情况时，不锈钢／碳钢复合板界面剪切强度符合国标要求；压 下 率 大 于 ４０％ 后， 界 面 剪 切 强 度 随 压 下 率的增大增加不明显。 关 键 词 ： 不 锈 钢／碳 钢 复 合 板 ； 压 下 率 ； 有 限 元 模 拟 ； 界 面 剪 切 强 度 中 图 分 类 号 ：ＴＰ３９１．７∶ＴＧ３３５．８５ 文 献 标 识 码 ：Ａ
（参 考 文 献 和 英 文 摘 要 转 第 ６ 页 ）
·６·
机 械 工 程 与 自 动 化 ２０１５年第３期
（０．６６０ ０．６０９ ０．５４２ ０．６１０）． 则除了型号３外，其 他 型 号 的 数 控 机 床 绿 色 度 均 大 于 ０．６，即 符 合 绿 色 度 要 求 。 ４ 结 论 本文应用主成份分析法建立机电产品绿色度指标 体系，并综合应用可 拓 层 次 分 析 法 和 灰 色 关 联 分 析 对 机电产品的绿色进行评价。该方法较好地解决了专家 经验判断的 模 糊 性 问 题 及 判 断 矩 阵 一 致 性 方 面 的 不 足 ，与 单 纯 应 用 可 拓 层 次 分 析 法 相 比 ，它 能 较 为 合 理 地 计算出机电产品的 绿 色 度。 实 践 表 明，本 文 提 出 的 方 法不仅可对机电产品 的 绿 色 度 进 行 排 序，而 且 可 以 找 到提高机电产品绿色 度 的 途 径，为 绿 色 度 评 价 提 供 了 一 种 科 学 、可 行 的 方 法 。
７．８５×１０３ ２．１×１０５
０．３
７．８５×１０３ ２．１×１０５
０．２５ ４７ ４．７
７．９３×１０３ １．９×１０９
０．３ ６７ ６．７
图 １ 复 合 板 轧 制 的 有 限 元 模 型
设 定 轧 制 速 度 为 ０．１ ｍ／ｓ，建 立 不 同 压 下 率 （２０％ 、
首先使用 Ａｕｔｏｄｅｓｋ Ｉｎｖｅｎｔｏｒ三 维 设 计 软 件 建 立 轧辊、轧件的 装 配 模 型，并 将 此 装 配 体 保 存 为．ｓａｔ文 件，导 入 到 ＡＮＳＹＳ ＬＳ－ＤＹＮＡ 环 境 中。 此 时 轧 辊 为 体结构，为了减少网 格 和 运 算 时 间，将 上、下 轧 辊 的 体
层 ，在 垂 直 轧 制 轧 件 的 方 向 上 网 格 宽 度 保 持 一 致 。
表 １ 轧 辊 模 型 、碳 钢 模 型 和 不 锈 钢 模 型 的 材 料 属 性
模型材料属性
轧辊
碳钢
不锈钢
密 度 （ｋｇ／ｍ３） 弹 性 模 量 （ＭＰａ）
泊松比 屈 服 强 度 （ＭＰａ） 切 线 模 量 （ＭＰａ）
０ 引 言 金属复合材料作 为 一 种 减 少 稀 有 金 属 用 量、提 高
资 源 使 用 率 的 产 品 ，已 经 得 到 广 泛 认 可 。 轧 制 不 锈 钢／ 碳钢复合板兼有不锈 钢 良 好 的 表 面 性 能，又 具 备 碳 钢 的强度和可加工性，达 到 了 既 节 约 贵 重 金 属 又 增 强 材 料性能的目的。复合 板 的 结 合 强 度，尤 其 是 基 层 与 覆 层之间的剪切强度，是 衡 量 其 是 否 能 够 实 现 上 述 目 的 的关键因素。
本文中将轧辊定 义 为 刚 性 体，在 模 拟 过 程 中 其 本 身 不 发 生 变 形 ，故 而 减 少 了 模 型 的 运 算 量 ；将 轧 件 的 变 形 作 为 研 究 的 重 点 ，由 于 其 具 有 较 大 的 弹 塑 性 变 形 ，因 此材料采用双线性 各 向 同 性 模 型。 轧 辊、轧 制 不 锈 钢 和碳钢的 材 料 密 度 （ＤＥＮＳ）、弹 性 模 量 （ＥＸ）、泊 松 比 （ＮＵＸＹ）、屈服强 度 （Ｙｉｅｌｄ ｓｔｒｅｓｓ）和 切 线 模 量 （Ｔａｎ－ ｇｅｎｔ Ｍｏｄｕｌｕｓ）的 具 体 数 值 设 定 见 表 １。
第 ３ 期 （总 第 １９０ 期 ） ２０１５ 年 ０６ 月
机械工程与自动化 ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＆ ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮ