先進鋼鐵材料是指具有高強度、高韌性、良好防腐性能和電磁性能的鋼鐵，包括高強鋼、深沖鋼、不銹鋼、電工鋼、耐磨鋼等，主要應用于汽車、家電、化工、船舶、電力等領域。板帶材是鋼鐵材料的主要形式，熱軋是生產先進鋼鐵材料的關鍵環(huán)節(jié)，板形是板帶產品的關鍵質量指標。與普通板帶材相比，先進鋼鐵材料熱軋過程在軋制力、加熱溫度等生產工藝方面存在一定差異，進而導致其板形不易控制。特殊的熱軋生產工藝還會出現(xiàn)嚴重的軋輥磨損和剝落問題，更加制約了板形質量的改善。而先進鋼鐵產品主要應用于高端裝備領域，用戶對板形本身要求較高。為提高先進鋼鐵產品板形質量，本書提出了基于熱模擬實驗、仿真模擬、工藝優(yōu)化、軋輥磨損與疲勞控制、輥形設計及模型參數(shù)調整等技術方法的高精度板形控制方法，并展示了其在現(xiàn)場工業(yè)應用中取得的良好效果。
本書共有6章。
第1章為緒論。
第2章介紹了熱軋現(xiàn)場調查與測試方法，包括主要軋制工藝參數(shù)采集與分析，現(xiàn)場板坯、帶鋼、軋輥等參數(shù)測量與分析，通過數(shù)據采集分析、現(xiàn)場測試分析，引出存在的問題。
第3章介紹了熱模擬實驗的方法和作用，通過熱模擬實驗研究了某先進鋼鐵材料高溫壓縮過程的流變力學行為。針對熱壓縮過程中鋼鐵材料在單相區(qū)表現(xiàn)出的應變硬化和高溫軟化特征以及在兩相區(qū)表現(xiàn)出的應變硬化和低溫（相變）軟化特征，分別建立了熱塑性本構關系模型，該模型可用于準確預測高溫壓縮過程中的材料力學屬性。
第4章建立了軋制過程有限元仿真模型，并將本構模型應用到了仿真計算中。通過有限元仿真研究了熱軋過程多種因素影響下的板形變化規(guī)律。對生產實際中存在的不同形式的橫向溫度差進行了研究，發(fā)現(xiàn)帶鋼橫向溫度差特別是當其存在于兩相區(qū)軋制時可引起凸度、楔形和浪形的明顯變化，從而造成熱軋板形難以控制。
第5章研究了極端服役條件下熱軋中存在嚴重的軋輥磨損和剝落問題，分析了大量同寬自由規(guī)程軋制條件下軋輥磨損特征，經計算發(fā)現(xiàn)軋輥磨損會使板形凸度增大并降低彎輥力調控功效；提出了工作輥磨損的多參數(shù)表示方法，從而可有效衡量工作輥磨損對板形的影響趨勢；通過對軋輥完整服役期內接觸應力的計算并結合裂紋和斷口檢測，指出軋輥磨損造成的嚴重應力集中在軋輥剝落中起主導作用。
第6章提出了先進鋼鐵材料熱軋板形控制方法。通過理論分析和工業(yè)試驗研究了高速鋼軋輥、正弦形式竄輥策略和潤滑軋制對軋輥磨損的改善效果，介紹了變凸度工作輥、VCR支承輥和支承輥倒角的設計方法，還針對具體案例提出了現(xiàn)場控制模型參數(shù)調整方法。
由于著者水平有限，書中難免存在紕漏或不足之處，懇請廣大讀者批評指正。
著者
1 緒論001
2 熱軋現(xiàn)場調查與分析006
2.1 軋制工藝分析 006
2.1.1 軋制單位內帶鋼寬度分析 006
2.1.2 竄輥工藝分析 007
2.1.3 彎輥工藝分析 009
2.1.4 模型參數(shù)設定分析 010
2.1.5 比例凸度分配 011
2.2 軋輥調控能力分析 012
2.2.1 輥件接觸區(qū)長度分析 012
2.2.2 工作輥凸度調節(jié)能力分析 013
2.3 軋輥磨損測量分析 014
2.3.1 精軋上游工作輥磨損測量 014
2.3.2 精軋下游工作輥磨損測量 015
2.3.3 粗軋R1工作輥磨損測量 015
2.3.4 粗軋R2工作輥磨損測量 017
2.3.5 支承輥磨損測量 018
2.4 軋輥熱凸度測量分析 019
2.4.1 軋輥溫度及變形基本情況 019
2.4.2 工作輥表面溫度測量 021
2.4.3 工作輥熱變形 022
2.4.4 工作輥復合輥形分析 023
2.5 板坯測試分析 024
2.5.1 粗軋中間坯厚度測量與分析 024
2.5.2 全機架中間坯測量與分析 025
2.5.3 熱軋線板坯溫度測量 026
2.5.4 精軋出口帶鋼溫度分布 028
2.6 軋線冷卻水系統(tǒng)分析 030
2.6.1 軋機冷卻系統(tǒng) 030
2.6.2 冷卻水管道堵塞情況 031
2.7 本章小結 033
3 高溫塑性變形行為研究035
3.1 材料介紹 035
3.2 實驗方案 036
3.2.1 生產現(xiàn)場取樣與試樣制備 036
3.2.2 熱膨脹實驗方案 037
3.2.3 熱壓縮實驗方案 037
3.3 熱膨脹實驗結果與分析 038
3.3.1 實驗結果 038
3.3.2 熱軋階段相變過程分析 039
3.4 熱壓縮實驗結果與分析 041
3.4.1 實驗結果 041
3.4.2 電工鋼熱塑性變形規(guī)律 042
3.5 本構關系模型 044
3.5.1 流變應力與材料本構關系模型 044
3.5.2 電工鋼高溫壓縮過程本構關系模型的開發(fā) 045
3.5.3 Arrhenius型模型 051
3.5.4 BP神經網絡模型 057
3.5.5 模型對比與討論 059
3.6 電工鋼熱軋過程中的變形抗力 061
3.6.1 軋制力計算模型和軋件變形抗力 062
3.6.2 電工鋼熱軋過程流變應力計算 063
3.7 本章小結 064
4 軋制過程仿真模擬065
4.1 有限元模型的建立 065
4.1.1 三維輥系彈性有限元模型 066
4.1.2 輥件一體化彈塑性有限元模型 067
4.1.3 軋制過程顯示動力學模型 068
4.1.4 材料模型在有限元仿真中的實現(xiàn) 069
4.1.5 仿真工況設計 070
4.2 輥系變形與應力分布 071
4.2.1 工作輥彈性變形 071
4.2.2 支承輥彈性變形 073
4.2.3 軋制壓力分布 074
4.2.4 工作輥與帶鋼之間的接觸壓力分布 076
4.3 軋件變形與內應力分布 076
4.3.1 帶鋼板廓變化規(guī)律 076
4.3.2 軋后帶鋼內應力分布 077
4.4 帶鋼橫向組織不均勻性分析 080
4.4.1 軋制過程的橫向溫度差 081
4.4.2 橫向溫差對軋制壓力和內應力分布的影響 082
4.4.3 橫向溫差對板形的影響 083
4.5 本章小結 084
5 軋輥磨損與剝落問題研究085
5.1 熱連軋機軋輥磨損的研究 086
5.1.1 軋輥磨損概述 086
5.1.2 軋輥磨損變化規(guī)律 088
5.1.3 軋輥磨損特征分析 091
5.1.4 同寬軋制工作輥磨損模型 093
5.1.5 軋輥磨損對板形的影響 096
5.2 熱連軋機軋輥剝落問題的研究 100
5.2.1 軋輥疲勞概述 100
5.2.2 裂紋檢測與剝落斷口測試分析 103
5.2.3 軋輥表面應力形式 104
5.2.4 全服役期內的輥間接觸應力計算 112
5.2.5 軋輥粗糙表面微凸體的接觸力學行為 115
5.3 軋輥磨損改善與剝落預防措施 122
5.3.1 輥形設計與上機實驗應用 122
5.3.2 高速鋼工作輥的應用 128
5.3.3 同寬軋制竄輥策略 130
5.3.4 軋制潤滑的使用 133
5.4 本章小結 135
6 熱連軋機板形調節(jié)策略與工業(yè)應用137
6.1 板形調控原則 137
6.1.1 板形基礎理論與基本控制策略 137
6.1.2 凸度控制原則 139
6.2 新型變凸度工作輥輥形及其效果評價 141
6.2.1 輥形技術的發(fā)展 141
6.2.2 新型變凸度工作輥輥形開發(fā) 143
6.2.3 板形調控效果分析 145
6.3 變接觸支承輥的板形控制效果 147
6.3.1 輥形設計原則 147
6.3.2 板形調控能力分析 147
6.3.3 工業(yè)應用 150
6.4 支承輥倒角改進 151
6.5 其他措施及應用效果 152
6.5.1 帶鋼目標凸度設定 152
6.5.2 入口凸度設定 153
6.5.3 軋制過程溫度控制 154
6.6 本章小結 155
參考文獻157
書單推薦
