控制铸轧凝固组织变形性能的方法技术

本发明专利技术涉及铸轧凝固组织变形性能控制技术，具体为一种控制铸轧凝固组织变形性能的方法，利用铸轧带钢凝固组织尺寸与其变形性能关系的经验数学模型来指导选择铸轧工艺参数以控制凝固组织变形性能，数学模型是指：铸轧凝固组织冷轧最大变形率与该组织中等轴晶的含量和平均晶粒直径的数学关系式。数学模型的参数可根据铸轧带钢的实验或相关资料数据，用计算机非线性优化方法求得。数学模型可以用来描述铸轧凝固组织形貌尺寸与其变形性能的定量关系，以此为指导通过改变铸轧工艺条件来控制凝固组织，进而控制该组织的变形性能。采用本发明专利技术控制铸轧凝固组织变形性能，简单有效、省工省时、误差较小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铸轧凝固组织变形性能控制技术，具体为一种。
技术介绍
铸轧带钢的凝固组织主要是由外层柱状晶区和内层等轴晶区两部分组成，两种晶粒的数量、晶粒尺寸与其变形性能有着直接的关系。以往是通过实验方法大量观测带钢的凝固组织的形貌和尺寸，并对这些带钢变形性能进行大量的实验测量，再将凝固组织与其实验得到的变形性能对比，得出它们之间的近似规律，然后根据生产工艺对凝固组织的影响规律定性地指导工艺参数的选择，再反复地进行上述实验。这种方法费工费时，随意性很大，误差大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种简单有效、省工省时、误差较小的。本专利技术的技术方案是一种，利用反映铸轧凝固组织尺寸与其变形性能关系的经验数学模型，并结合铸轧工艺参数对带钢凝固组织的影响规律，通过改变铸轧工艺条件来控制凝固组织，进而控制该组织的变形性能；其中经验数学模型是指铸轧凝固组织冷轧最大变形率与该组织中等轴晶的含量和平均晶粒直径的数学关系式t=K1eK2CdK3----(1)]]>式中K1、K2、K3为常数，其中K3小于零，C为带钢中等轴晶的含量，d为平均晶粒直径，t为带钢最大变形率，可由式t=h0-hh0×100%----(2)]]>说明，其中h0为带钢初始厚度，h为带钢冷轧所能达到的最小厚度； 经验数学模型的三个常数K1、K2、K3，根据铸轧带钢的实验数据，用计算机非线性优化方法求得，再通过计算机有限元数值模拟方法或实验数据加以验证或修正。本专利技术铸轧带钢材料可以为不锈钢、硅钢、碳钢、Hastelloy C耐蚀合金。本专利技术的优点及有益效果如下采用本专利技术控制铸轧凝固组织变形性能，简单有效、省工省时、误差较小，本专利技术利用一种反映铸轧凝固组织尺寸与其变形性能关系的经验数学模型来指导铸轧生产工艺，得到所需变形性能的凝固组织的方法，它可起到控制铸轧凝固组织变形性能的作用。这种方法可以依据铸轧带钢凝固组织的尺寸和其变形性能实验数据或相关资料确定数学模型的参数，再利用该数学模型预测凝固组织的变形性能，然后结合铸轧工艺对凝固组织的影响规律来指导铸轧带钢的生产工艺。具体实施例方式本专利技术中提出的一种经验数学模型，它是通过实验和计算机有限元数值模拟方法对铸轧凝固组织变形性能进行研究后，得出的带钢变形性能与凝固组织之间的规律性，由此建立了凝固组织尺寸与其变形性能的数学函数式，并为建立生产工艺与凝固组织变形性能之间的直接关系提供了依据。该模型中的参数值可以依据少量的实验数据或相关资料，用计算机非线性优化方法求得，还可修正模型。然后将模型与生产工艺对带钢凝固组织的影响规律相结合，就可以用来指导生产工艺，进而通过改变工艺参数或工艺条件来控制铸轧凝固组织的变形性能。本专利技术中的数学模型是用来表示铸轧带钢凝固组织与其变形性能之间的关系。这种模型是t=K1eK2CdK3----(1)]]>式中K1、K2、K3为常数(其中K3小于零)，C为带钢中等轴晶的含量，d为平均晶粒直径，t为带钢最大变形率，可由式t=h0-hh0×100%----(2)]]>说明，其中h0为带钢初始厚度，h为带钢冷轧所能达到的最小厚度。模型中的三个常数K1、K2、K3可根据某种材料实验数据或相关资料数据用计算机非线性优化方法求得，再通过计算机有限元数值模拟方法或实验数据加以验证并可修正模型，然后将求得的参数代入模型中，这样便得到这种材料铸轧带钢凝固组织与其变形性能的数学模型关系式，通过这个模型就能够由这种材料铸轧带钢的凝固组织尺寸准确地计算出该材料的变形性能。曾使用过多种材料的实验数据和计算机有限元数值模拟方法对该模型的计算精度进行检验，得出该模型的误差满足工程要求。例如，在对18-8不锈钢的应用中，先用三组实验数据求得模型参数为K1＝7.67×10-3、K2＝0.252、K3＝-0.506，再用另三组实验数据与模型计算结果进行比较，如表1。表1 18-8不锈钢模型计算结果与实验结果比较 再如，在对Hastelloy C耐蚀合金的应用中，求得模型参数为K1＝5.54×10-3、K2＝0.361、K3＝-0.52，实验数据与模型计算结果比较如表2。表2 Hastelloy C耐蚀合金模型计算结果与实验结果比较 从模型和举例中可以看出铸轧带钢中等轴晶的含量越高、平均晶粒直径越小，带钢的变形性能越强，这与以往实验所得结论相符。而带钢中等轴晶的含量与平均晶粒直径有着直接的关系，等轴晶含量越高的带钢平均晶粒直径则越小，可见增加等轴晶的含量是提高带钢变形性能的有效手段。而铸轧工艺参数是决定带钢凝固组织的关键因素。如随着钢水浇注温度的升高，带钢中等轴晶的含量随之增加；而随着铸轧速度的升高，带钢凝固组织趋于细化，但等轴晶的含量随之减少。而对于不同的材料，工艺参数对凝固组织的影响规律略有不同，可以通过实验数据建立这种规律的数学关系式，这样就可以建立起工艺参数与凝固组织变形性能之间的直接数学关系式。因此，在了解了工艺参数对带钢凝固组织的影响规律以后，再结合本专利技术的数学模型，通过选择适当的钢水浇注温度、铸轧速度等工艺参数来控制凝固组织中等轴晶的数量，得到所需的变形性能的铸轧带钢凝固组织，即得到所需变形性能的带钢。此外，以此数学模型具有能够定量地描述铸轧凝固组织尺寸与其变形性能关系的作用为指导，通过改变工艺条件来控制凝固组织，进而控制该组织的变形性能。可见，通过本专利技术方法可以简单有效地控制铸轧凝固组织变形性能。权利要求1.一种，其特征在于利用反映铸轧凝固组织尺寸与其变形性能关系的经验数学模型，并结合铸轧工艺参数对带钢凝固组织的影响规律，通过改变铸轧工艺条件来控制凝固组织，进而控制该组织的变形性能；其中经验数学模型是指铸轧凝固组织冷轧最大变形率与该组织中等轴晶的含量和平均晶粒直径的数学关系式t=K1eK2CdK3---(1)]]>式中K1、K2、K3为常数，其中K3小于零，C为带钢中等轴晶的含量，d为平均晶粒直径，t为带钢最大变形率，可由式t=h0-hh0×100%---(2)]]>其中h0为带钢初始厚度，h为带钢冷轧所能达到的最小厚度；经验数学模型的三个常数K1、K2、K3，根据铸轧带钢的实验数据，用计算机非线性优化方法求得，再通过计算机有限元数值模拟方法或实验数据加以验证或修正。2.按照权利要求1所述，其特征在于铸轧带钢材料为不锈钢、硅钢、碳钢、Hastelloy C耐蚀合金。全文摘要本专利技术涉及铸轧凝固组织变形性能控制技术，具体为一种，利用铸轧带钢凝固组织尺寸与其变形性能关系的经验数学模型来指导选择铸轧工艺参数以控制凝固组织变形性能，数学模型是指铸轧凝固组织冷轧最大变形率与该组织中等轴晶的含量和平均晶粒直径的数学关系式。数学模型的参数可根据铸轧带钢的实验或相关资料数据，用计算机非线性优化方法求得。数学模型可以用来描述铸轧凝固组织形貌尺寸与其变形性能的定量关系，以此为指导通过改变铸轧工艺条件来控制凝固组织，进而控制该组织的变形性能。采用本专利技术控制铸轧凝固组织变形性能，简单有效、省工省时、误差较小。文档编号C21D8/02GK1670227SQ200410021408公开日2005年9月21日 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制铸轧凝固组织变形性能的方法，其特征在于：利用反映铸轧凝固组织尺寸与其变形性能关系的经验数学模型，并结合铸轧工艺参数对带钢凝固组织的影响规律，通过改变铸轧工艺条件来控制凝固组织，进而控制该组织的变形性能；其中经验数学模型是指： 铸轧凝固组织冷轧最大变形率与该组织中等轴晶的含量和平均晶粒直径的数学关系式：ｔ＝Ｋ↓［１］ｅ↑［Ｋ↓［２］Ｃ］ｄ↑［Ｋ↓［３］］（１）式中：Ｋ↓［１］、Ｋ↓［２］、Ｋ↓［３］为常数，其中Ｋ↓［３］小于零，Ｃ为带钢中等轴晶 的含量，ｄ为平均晶粒直径，ｔ为带钢最大变形率，可由式ｔ＝ｈ↓［０］－ｈ／ｈ↓［０］×１００％（２）其中ｈ↓［０］为带钢初始厚度，ｈ为带钢冷轧所能达到的最小厚度；经验数学模型的三个常数Ｋ↓［１］、Ｋ↓［２］、Ｋ↓［ ３］，根据铸轧带钢的实验数据，用计算机非线性优化方法求得，再通过计算机有限元数值模拟方法或实验数据加以验证或修正。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨院生，林钢，童文辉，周全，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]