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Abstract
英语科技论文写作ENGLISH WRITING OF SCIENTIFIC PAPERS
作业题目微合金化钢在板材轧制过程中热变形抗
力的预测
作者姓名黎原
作者学号S12080203030
学科专业机械设计及理论
指导教师牟德君教授
2013年5月
Abstract （Times New Roman 小5号字）
研究生英语科技论文写作
微合金化钢在板材轧制过程中热变形抗力的
预测
硕士研究生：黎原
硕士生学号S12080202030
导师：牟德君教授
学科专业：机械设计及理论
所在单位：机械工程学院
Abstract
English Writing of Scientific Papers
PREDICTION OF HOT DEFORMATION RESISTA- NCE DURING PROCESSING OF MICROALLOYED STEELS IN PLATE ROLLING PROCESS
by Li Yuan
Supervisor: Professor Mu Dejun
Yanshan University
May, 2013
Contents
目录
一、题目 (1)
1.1题目译文 (1)
1.2题目原则 (1)
1.3题目评价 (1)
二、摘要 (2)
2.1摘要译文 (3)
2.2摘要原则 (3)
2.3摘要评价 (4)
三、关键词 (5)
3.1关键词译文 (5)
3.2关键词原则 (5)
3.3关键词评价 (5)
四、正文 (6)
4.1正文结构 (6)
4.2正文释译 (7)
4.3正文原则 (12)
4.4正文评价 (13)
课程体会 (15)
附录 (16)
参考文献 (27)
燕山大学工学博士学位论文
一、题目
Prediction of hot deformation resistance during processing of microalloyed steels in plate rolling process
1.1 题目译文
微合金化钢在板材轧制过程中热变形抗力的预测
1.2 题目原则
一、题目作用：
1，吸引读者
文章的题目就相当于论文的“标签”, 如果题目表达不当, 就会失去其对读者的吸引力, 使真正需要阅读它的读者错过阅读该论文的机会
2，帮助文献追踪或检索
文献检索系统多以题目中的主题词作为线索, 因而这些词必须要准确地反映论文的核心内容, 否则就有可能产生漏检
二、题目要求
尽量以最少数量的单词来充分表述论文的内容；准确：准确地反映论文的内容；
简洁：中文最好不超过20个汉字，英文最好不超过10 – 12个单词；清晰：清晰地反映文章的具体内容和特色, 力求简洁有效、重点突出。

1.3 题目评价
一、优点
此题目清晰准确地表达了文章的内容：预测微合金钢在轧制过程中的变形抗力，用词精简，重点突出，能够极大地吸引读者的注意力，并且题目中的主题词微合金化（microalloyed）、轧制过程（rolling process）、预测（prediction）都能准确地反映该篇论文的中心内容，表达内容丰富而饱满。

此外，标题用of来修饰要表达的对象，关系明确；用during和in两个不一样的介词来表明预测的范围，用词丰富。

二、缺点
题目的表达方式不够简洁，用了14个英文单词来表达全文的意思，略显冗繁
和复杂，大有赘述的嫌疑，应该把标题再精简一些，限制单词的数量，则效果更好。

此外，题目表达的逻辑性不清晰，层次感不够鲜明，不利于读者快速领会和理解。

摘要
二、摘要
Abstract
Mean flow stress of microalloyed high-strength steels during plate rolling has been thoroughly studied.（用现在完成时的被动语态来阐述所研究问题的现状，简明扼要）It has been found out by both thermomechanical tests and measurements taken in the industrial plate mill.（用形容词thermomechanical做tests的定语而不用名词作定语，符合摘要的写作要求）For this purpose, log data obtained from the plate rolling mills have been converted to mean flow stress using the Sims approach.（用动名词using来做伴随状语，简洁而又明了。

这里log data与have发生语法错误，摘要中的名词应尽量用复数形式） The agreement between thermomechanical tests and mill data has been tested in order to confirm that thermomechanical testing can provide an easy, convenient and very effective simulation of industrial hot rolling process.（用现在完成时来提出结论，从而得出解决问题的新途径；介词between用的恰到好处；按照删繁从简的原则，in order to应直接改为to即可）The results are analysed and compared to the predictions of some mathematical models developed in literature.（此处使用被动语态，省略了主语，摘要最好应尽量多使用主动语态，这样符合读者的阅读习惯）Subsequently, the best performing formula,namely the Poliak's equation,has been optimised by means of genetic algorithms and the standard 遗传算法uss–Newton method.（此处namely可以省略，直接用the Poliak's equation做formula的同位语即可，同时，谓语has been optimised离主语比较远，应尽量避免，降低句式的复杂程度，提高可读性）This latter has allowed a finer tuning of the models' parameters in order to fit at best the available data.（此处用主动语态阐述研究成果，符合摘要写作要求，也方便读者理解，同样in order to改为to以简化句式结构） The Poliak's formula optimised by genetic algorithms is shown to accurately predict the mean flow stress and therefore it provides a useful tool for the determination of the milling settings before the incoming strip enters the mill.（动词短语optimised做后置定语修饰formula，被动语态is shown表达作者结论，and链接两个长句子，before引导时间状语从句，整个句子句式过于复杂不利于读者快速理解）
英语科技论文写作
2.1 摘要译文
人们对微合金化高强度钢在板材轧制过程中的平均流变应力已经进行过深入的研究。

这种平均流变应力的存在通过热机械测试和对工业板材轧机的实际测量得到了证实。

为了便于研究，板材板轧机中得到的测井数据通过西姆斯公式也已经转换成了平均流变应力。

经验证，热机械试验的测试结果和轧机轧制时的实测结果是一致吻合的，这样，我们就可以断定，这种热机械测试可以为实际的工业热轧过程提供一种简单，方便的和非常有效的数学模拟。

这种热机械测试的结果经分析并与比有关文献中记载的数学模型进行了比较，得出了波利亚克方程。

该方程经过遗传算法和标准高斯—牛顿算法优化后得到的结果，与热机械测试的结果相比，两者吻合得最好。

随后，又对波利亚克模型的参数进行一定程度精细的修正和调整，这样就会使模型的结果与现有的数据达到最大程度的一致。

经遗传算法优化的波利亚克公式能够准确预测平均流变应力，因此，在入口侧带钢进入轧机之前，它可以为轧制参数的设定提供一种有用的工具。

2.2 摘要原则
一、摘要的功能
摘要主要由研究的问题、过程和方法、结果三部分组成。

论文的摘要是让各类读者方便快捷地了解论文的关键内容，以便决定是否需要通读全文。

摘要内容应当适合读者需要，吸引更多读者仔细阅读全文，才能更好地起到学术交流、信息传播和促进科技发展的作用，这样才能最大限度地发挥论文的效能。

摘要的另一个功能是为检索系统、摘要期刊、数据库提供必要的方便和支持。

所有的检索机构都需要内容全面准确的摘要作为二次文献，以供读者检索。

作者提供的摘要如果能够满足要求，不必二次加工，就很容易被摘要员采用。

这样就大大提高了检索机构的工作效率，也相应增大了论文被检索的可能性。

二、摘要的要求
摘要应该以提供论文内容梗概为目的, 不需添加作者的观点评论和补充解释等内容, 力求做到简明、确切地记叙文章的中心内容。

用词应为潜在读者所熟悉，同时力求最短和最明确的语言来表达出论文的独特新颖之处，从而激发读者进一步阅读的兴趣。

此外，摘要在撰写时，要注意表述的逻辑性, 尽量使用指示性的词语来表达论文的不同部分及其之间的层次。

在不遗漏主题概念的前提下，摘要应尽量简洁。

英摘要要长度一般为150-300单词。

摘要
2.3 摘要评价
一、优点
本摘要首先阐述板材轧制过程中平均流变应力的通过热力学测试和板材轧机的实际测量测量可以得到，提出用西姆斯公式把测井数据转换成平均流变应力的方法，从而证实热机械测试可以模拟实际的工业热轧过程。

然后，把遗传算法和标准高斯—牛顿算法优化的波利亚克方程与热机械测试进行比较，随后，又对波利亚克模型的参数进行修正，从而使该模型的结果与实测结果最终吻合。

最后得出结论：经遗传算法优化的波利亚克公式能够准确预测平均流变应力。

整个文献，条理清晰，循序渐进，层次分明。

作者能够客观、如实地反映所做的研究工作，用词准确、周到、全面，体现了摘要的较大的信息量。

提出的问题，言简意赅，清晰地指出研究对象，针对性强，能够很好的吸引读者的注意力。

解决问题的方法详细明了，循序渐进，逻辑性强，便于阅读，使读者能够清楚的知道整个文章的方法脉络。

问题的解决过程也很清楚流畅，层次性强，便于理解和掌握，由浅入深，层层递进，通俗易懂，利于接受。

摘要的结论简洁直接、具体明确，新颖而富有影响力，能够阐明整篇文章的写作目的，并且与提出的问题首尾照应，使读者对文章写作思路以及逻辑脉络的理解更加深刻透彻，从而极大地提高了检索机构的工作效率以及论文被检索的可能性。

二、缺点
摘要开始部分对背景的叙述有点过多，应该取消或减少对平均流变应力存在的说明和阐述，而把重要笔墨用于对波利亚克公式的介绍和阐述上，从而使得摘要中心明确，重点突出。

整篇摘要的语言表达不够简洁，赘述的部分比较多，对非重点内容，如数据转换以及结果比较方面给，描述的信息过多，使其摘要大有喧宾夺主之势，在不遗漏主题概念的前提下，摘要应力求内容精简，不多余不重复。

摘要对过程以及方法定性描述以及叙述性说明的内容过多，而关于结论的创新性的阐述相对显得过少，没能重点反映创新点和取得的研究成果，也没有对新情况新内容的要点进行详尽说明。

作者在表达和阐述观点时，几乎整篇都在使用现在完成时，通篇都在使用被动语态，全篇都在用动词短语后置来修饰名词，表达形式过于单一，句式句型过于单调。

此外部分用词不够精简，如in order to等，部分用词多余赘述，如namely 等，个别句子稍显复杂，如最后一句，不便于读者阅读。

三、关键词
Keywords：Plate rolling；Mean flow stress；Thermomechanical simulation；Mathematical models；Genetic algorithms
3.1 关键词译文
关键词：板材轧制；平均流变应力；热机械模拟；数学模型；遗传算法
3.2 关键词原则
一、关键词功能
关键词是为了满足文献标引或检索工作的需要，从论文中取出的通用性比较强的词或词组，这些单词或术语要求能够反映出论文的特征内容，准确表达出全文的主要信息以及款目。

关键词本身就浓缩了摘要以及论文的主题，便于读者很容易的从中对论文的主题、研究方向、方法等做出判断。

二、关键词的要求
关键词可以根据论文内容自由给定，毫无约束，但是必须简单、常用、概念明确、专指度高（具体），尽量避免使用生僻、复杂的词汇。

用词不要过于宽泛(例如：机械设计，塑性成形等)，以免失去检索的作用。

避免使用自定的缩略语、缩写字作为关键词，除非是科学界公认的专有缩写字(如: CAD)。

关键词的数量要适中，一篇论文可选取3~8个词作为关键词。

3.3 关键词评价
一、优点
通过关键词Plate rolling，读者可以清晰地知道本论文的范围领域为板材轧制方面；关键词Mean flow stress明确指出了本次研究的目标和对象，让读者一目了然；Thermomechanical simulation阐述了该问题的研究过程，让读者对论文的大体脉络有了初步的了解。

最后，关键词Mathematical models和Genetic algorithms表达了篇论文核心的研究方法，突出了文章的创新之处。

本文共用了5个关键词，简单明了，通俗易懂，能够很好的体现出论文重要信息，便于读者把握和继续阅读。

二、缺点
关键词Thermomechanical simulation用词有些宽泛，不够明确、具体，不利于读者明确所研究的领域，也使得读者难以准确把握研究的具体过程和方法。

四、正文
4.1 正文结构
4.2 正文释译
1. 引言
钢铁厂为了生产优质高价钢材进行连续生产而采取自动化，从而降低成本，简化过程控制，增加效益和成本比值。

热轧自动化需要快速、可靠、准确的数学模型来预测轧制力、轧制力矩和轧制温度，从而建立在线轧制规程，模拟轧制过程，并且改进的模型使之承受更高的轧制力、更大的压下量和更好的板形控制。

因此，需要深刻了解不同工艺参数和成形流变应力的关系从而确定工艺参数。

根据应变、应变率和温度，进行不断修正变形抗力模型。

轧制时，变形抗力尤其重要，他决定着机架零件的设计，也决定着数学模型和自动化算法的改进。

冷轧的简单数学模型已经产生，并且满足应力—应变关系。

热变形抗力的模型要考虑轧制温度和应变率影响，最大应变不能超过0.7。

目前文献记载有两种模型，传统模型记载每一个微观结构的发生，经验模型，包括具体轧机的终轧温度，压下量和碳的当量含量。

1.1 传统模型
第一种情况，有人用完整的模型来模拟和预测热轧带钢的温度场、变形量和微观结构变化以及奥氏体再结晶过程，在高速线材轧制也成功应用。

如果该模型与再结晶、奥氏体晶粒变化模型相互结合并且材料在大应变率和高温条件下的变形过程可以描述，那么每一个棒材生产过程中热机械参数就都可以进行模拟。

传统模型广泛应用于观测或半经验公式来描述再结晶以及回复的过程。

但它们发展有限，适用性不强。

很多模型被提出来预测冶炼过程。

事实要求在金属变形过程中，允许有新的晶粒变形。

因此，许多学者开始建立数学模型来预测动态再结晶过程的临界状态。

发现，当满足局部储存的能量达到最大值或临界值和晶粒的扩散率减少到最小值这两个条件时时，动态再结晶开始发生，这两个条件也决定了变形条件下的流变应力的临界值，应变和应变硬化率。

为了获得一定的柔性，这些模型应该基于位错变化，恢复，析出和相变的物理描述。

基于不可逆过程热力学原则，一种热黏塑性结构模型被提出。

模型反复应用到数值模拟中，表明它的理论的正确性和预测结果的可靠性。

1.2 经验公式
第二种情况，Samuel 等人把平均流变应力和碳钢以及微合金化钢的温度的倒数联系到一起。

Siciliano 等人提出了一个模型来碳—锰钢在轧制过程中的平均流变应力的变化过程，该模型考虑了应变量，应变率，温度和轧制道次，并且该模型也考虑了锰的含量以及道次间的再结晶程度，应变累积量和可能的动态再结晶过程。

实际上，许多学者已经开始考虑动态软化的影响，这种软化可以极大地扩大加载应变的范围，尤其是压下量大或者累积加工硬化在反复变形时发生时。

Beynon 和Sellars尤其强调软化过程是流变应力大小以及轧制力大小的重要决定因素。

公式来自于碳—锰钢，因此应变和应变率指数对于微合金钢来说并不严格精确。

但这一等式可以用于热轧过程中的平均流变应力的模型，同时也考虑到固溶体的影响。

许多钢板生产都可以应用Misaka 公式，Siciliano and Poliak也为微合金化钢提出了不同的等式。

1.3 神经网络模型
神经网络模型也可应用于模拟钢的高温强度，其主要特征是通过自学习过程建立数据间的复杂关系式，无需假设与期望值有关的其他模型，还可以识别噪音和虚假数据，因此该技术可以模拟传统模型所不能模拟的轧制过程。

神经网络模型发展快，而且简单，许多研究人员已经检测了这项技术在热轧过程上的应用，而且效果很好。

神经网络有的用于预测热轧板材的机械性能和微观结构，与传统衰减法相比，该模型在预测流变应力时能够达到要求的学术精度和可传递性，而且，该模型可以有效处理被噪声污染的实验数据。

在冷轧方面，使用神经网络模型，可以精确预测轧制力和预设定轧制参数。

遗传算法具有随机性稳定性，和也可以简单快捷地设定主要轧制参数。

在给定步骤的情况下，该算法可以最小的实验调整量来精确调整现存的模型，从而得出参数的最优值。

遗传算法优化了的混合神经网络模型能够预测复杂的流变应力，为之提供合适的实验数据，并且对轧制的本构方程进行及其有效的优化。

与未经遗传算法优化的模型相比，该模型在应力应变关系的预测上优势更加明显。

综上，通过实验或者工业生产而得到的数据都被用来构建热变形抗力的数学模型。

现阶段的工作目标是建立微合金化钢热板轧机轧制过程中平均流变应力的数学没模型。

为此，进行了大量的数学模型的测试并通过遗传算法对其进行优化，对其参数进行调整使之更好的符合现有的实验数据。

工作目标是建立一个数学模型使之能够快速准确地预测轧制力。

在轧制开始之前，需要制定一个压下规程，压下规程规定了每个道次的压下率，而压下率和轧制速度会影响轧件的材料特性和产品的生产率。

因此轧制规程的优化很重要。

在制定轧制规程过程中，轧制力模型至关重要，因为正是轧制力引起了轧件的变形。

2. 材料和实验步骤
本实验的数据来自塔兰托钢铁厂的热板轧机的工作日志。

根据钢的化学成分，在热轧生产过程中，再加热温度取1,120 °C，同时为了防止奥氏体晶粒变得粗大而加入了钛元素，所有的铌元素会溶解并在轧制最后阶段析出。

一般来说，钢的成
分由锡元素来进行优化控制，因此很明显，没有钛元素会导致析出强化。

热轧再加热以及控制奥氏体晶粒大小时，为了抑制奥氏体晶粒在高温再加热时长大而采用锡元素，系元素性质稳定，且在较高的再加热温度下也不会溶解。

为了得到高强度的铁素体—珠光体组织并且在氮元素过量的情况下仍能使用，往往需要加入钛元素和铌元素，铌碳化合物和氮碳化合物溶点相对很低，并且在轧制后期会大量析出。

变形试验在Gleeble 3800热机械模拟装置上进行。

将长方形条状试件在真空室内加热到1,120 °C ，加热速度为3 °C/s ，加热100秒，以5 °C/s 冷却速度冷却到开始的变形温度。

然后在碳化钨的砧模中挤压成型。

最后试样以12-16-20 °C/s的冷却速度进行控制冷却。

为防止试件与砧模粘连，而加入了0.1mm厚的钽箔同时也采用了石墨箔来进行润滑。

钽箔不仅能够防止试件表面的粘连，而且还能减少由于表面间的摩擦而造成试件表面的凸凹不平从而保证了长方形条状时间的均匀变形。

变形温度可以通过焊接在试件表面的热电偶进行测量，轴向位移和径向位移以及试件的轴向压力随着实验的进行可以随时进行测量。

把12到30mm厚度的试件按四种不同的厚度分别进行试验，每一个厚度都对应着各自的变形过程，从而得出工业实际生产的轧制过程。

3. Gleeble试验检测结果
在Gleeble 3800模拟器上，通过三组不同试验得出了对应的三条应力—应变曲线，这些曲线存在明显的不同。

这些不同是因为微合金钢对退火时间和退火温度很敏感，当后者改变的时候，应力—应变曲线也会随之改变。

此外，Gleeble试件的温度和应变分布也不是完全相同的，也会导致曲线的变化。

因此，试件的微结构的变化过程也会随之不同，结果导致了在预测平均流变应力的时候会出现差异。

从而，微合金元素在事件中的溶解度也会不同。

所以，不同平均流变应力之间的比较也表明了不同试件中微合金元素的溶解度的不同。

厚度相同，尽管种类不同，但钢的平均流变应力彼此非常接近，表明其再结晶过程也非常相似。

为了研究应变率和温度对平均流变应力的影响，试验给出了平均流变应力与温度以及应变率倒数的关系，即随着应变率的增加和温度的降低，平均流变应力随之增加。

每道次工艺参数的不同往往会导致微观结构的变化，从而导致真实的过程模拟的结果的不同。

总的来说，工艺参数值不断增加将会导致非重结晶区应变的快速增加。

研究发现，在热轧过程中，再结晶的停止温度附近的轧制温度不同会导致变形的微观结构以及流变应力有所差异。

以前公式中的化学元素的含量指的是溶解在奥氏体中的含量。

随着合金含量的
有效控制，溶解的铌元素和钛元素的含量也都能计算出来。

根据给出的公式，钛元素被铌元素完全析出，而氮元素会完全溶解。

根据上述公式计算得到的三种试件的再结晶温度为950 °C，高于实验测得的实际变形温度。

因此，可知所有的被测试件再结晶过程还没有完成。

所有道次的软化百分数都降低了40 %，这表明所有道次的轧制温度都比非再结晶温度低很多。

4. 塔兰托轧机工作日志数据结果
通过对分析轧机日志的数据进行分析，得出平均流变应力与温度倒数的关系，并使之与Gleeble实验所得的结果进行比较。

每一道次的平均流变应力值由西姆斯公式计算出来，计算所需参数包括板宽，板厚，每道次的轧制力以及工作辊。

根据西姆斯方法，轧制力按如下公式计算：
为了比较Gleeble实验数据和实际工厂生产的数据，提出了不同实验试验加热制度的相对误差和不同实验试件厚度的相对误差。

结果表明，在最后的几个道次中，当应变率较高而应变最低时，Gleeble 实验数据与实际轧机数据一致性较高，由此可以确定，在这种条件下，Gleeble 实验能够方便有效的模拟工业的热轧生产过程，尤其是在所有的实验加热制度下，相对误差的变化规律几乎相同：试验温度最高，实验的应变率最高时，误差较低。

相同的再加热制度和热机械循环下得到了不相符的应力—应变曲线，这表明微合金钢对温度和应变非常敏感。

因此，在轧机中，这种不一致很有可能发生在平均流变应力的测量值当中。

由于在Gleeble 实验中，平均流变应力的预测不可避免会有误差，所以会导致上述的不一致情况发生。

5. 数学模型
5.1 文献发表的模型
几种公式已经被提出用来预测平均流变应力。

许多学者也应经提出了一种经验公式用来计算平均流变应力，根据轧件的含碳量以及轧制过程中的应变和应变率。

并且介绍了几个常用的计算公式。

但所介绍的公式的预测值与实际测量所得的结果不能很好相吻合。

实验结果和预测值不能很好吻合的原因是：在高于非再结晶温度的轧制环境下，每道次间的再结晶已经完成，因此，这些公式的应用范围受到了受限。

低温条件下，温度低于非再结晶温度时，再结晶过程没有完成，由于温度的降低和铌元素的影响，开始发生应变累积。

从第一道次到第八道次，Gleeble实验所得到的平均流变应力
增加了60 MPa，而上述公式计算出来的结果只增加了10 MPa，可能是因为这些公式没有考虑到应变累积的影响。