金屬包覆材料固：液鑄軋復合理論與實踐

第1章金屬包覆材料工程應用與制備技術研究現(xiàn)狀1
1.1應用需求概述1
1.1.1金屬基復合材料及其分類1
1.1.2典型金屬包覆材料及其工程應用2
1.2雙金屬復合管材制備技術3
1.2.1固固相復合技術4
1.2.2固液相復合技術8
1.2.3液液相復合技術9
1.2.4其他復合技術11
1.3雙金屬復合線棒材制備技術12
1.3.1固固相復合技術12
1.3.2固液相復合技術14
1.3.3液液相復合技術16
1.3.4制備技術對比分析17
1.4復雜截面材料鑄軋技術17
1.4.1雙輥鑄軋技術發(fā)展概況17
1.4.2橫向變截面板帶鑄軋技術18
1.4.3縱向變截面板帶鑄軋技術21
1.4.4圓形截面材料鑄軋技術26
1.4.5復雜截面材料鑄軋技術發(fā)展趨勢27
1.5金屬包覆材料固液鑄軋復合技術29
1.5.1技術原理與核心優(yōu)勢29
1.5.2各章節(jié)主要內(nèi)容30
第2章雙金屬復合管雙輥固液鑄軋復合原理樣機設計32
2.1固液鑄軋復合原理樣機設計32
2.1.1孔型鑄軋輥系設計32
2.1.2環(huán)形布流器設計32
2.1.3堵流開澆工藝及裝置設計33
2.1.4固液鑄軋復合原理樣機總裝配35
2.2環(huán)形布流器穩(wěn)態(tài)流場模擬優(yōu)化35
2.2.1模型網(wǎng)格劃分及前處理35
2.2.2模擬結(jié)果分析36
2.2.3水模實驗驗證37
2.3開澆階段瞬態(tài)充型模擬優(yōu)化39
2.3.1模型簡化及假設39
2.3.2開澆階段流動及充型特性數(shù)值模擬40
2.3.3開澆階段鑄軋區(qū)液位波動分析41
2.4雙輥固液鑄軋復合可行性驗證43
2.4.1環(huán)形布流器布流效果驗證43
2.4.2鋁/鉛固液鑄軋復合實驗44
2.4.3存在的問題及改進方案44
第3章雙金屬復合管雙輥固液鑄軋復合實驗研究46
3.1實驗設備及方法46
3.1.1實驗材料46
3.1.2熔煉設備47
3.1.3界面分析設備及方法47
3.1.4壓扁實驗設備47
3.1.5復合管取樣分析位置48
3.2鋼/鋁固液鑄軋復合49
3.2.1鋼/鋁復合材料應用背景49
3.2.2鋼/鋁復合管鑄軋復合及界面形貌49
3.2.3鋼/鋁復合管結(jié)合性能測試51
3.3銅/鋁固液鑄軋復合52
3.3.1銅/鋁復合材料應用背景52
3.3.2銅/鋁復合管鑄軋復合及界面形貌52
3.3.3銅/鋁復合管結(jié)合性能測試54
3.3.4銅/鋁復合棒鑄軋復合及界面形貌54
3.4鈦/鋁固液鑄軋復合56
3.4.1鈦/鋁復合材料應用背景56
3.4.2鈦/鋁復合管鑄軋復合56
第4章雙金屬復合管雙輥固液鑄軋復合過程模擬58
4.1鑄軋區(qū)穩(wěn)態(tài)熱流耦合數(shù)值模擬58
4.1.1固液鑄軋區(qū)幾何模型58
4.1.2模型簡化及邊界條件59
4.1.3凝固點周向分布及分區(qū)60
4.1.4熔池高度對凝固點周向分布和流場影響61
4.1.5名義鑄軋速度對凝固點周向分布和流場影響63
4.1.6覆層金屬澆注溫度對凝固點周向分布和流場影響64
4.1.7凝固點高度及鑄軋區(qū)出口平均溫度預測模型64
4.2固液鑄軋復合過程熱力耦合模擬67
4.2.1模型及邊界條件67
4.2.2軋制力變化曲線68
4.2.3復合界面溫度和應力分布68
4.2.4芯管周向接觸應力分布69
第5章金屬包覆材料多輥固液鑄軋傳熱行為分析71
5.1材料性能參數(shù)71
5.1.1工業(yè)純銅T271
5.1.2低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼Q355B72
5.1.3輥套用低合金結(jié)構(gòu)鋼42CrMo73
5.2傳熱過程分析75
5.2.1熱量傳遞基本方式75
5.2.2接觸界面演變及傳熱機理79
5.2.3鋼銅固液界面?zhèn)鳠嵯禂?shù)反求推測82
5.2.4多輥固液鑄軋復合技術熱阻網(wǎng)絡89
5.3鑄軋區(qū)幾何均勻性分析92
5.3.1鑄軋區(qū)幾何特征92
5.3.2鑄軋輥名義半徑影響94
5.3.3鑄軋輥孔型半徑影響97
5.3.4鑄軋區(qū)熔池高度影響99
5.4傳熱均勻性對比分析101
5.4.1熱流耦合仿真模型101
5.4.2布置模式對比103
5.4.3工藝布局優(yōu)化106
第6章金屬包覆材料三輥固液鑄軋復合原理樣機設計108
6.1三輥固液鑄軋復合原理樣機設計108
6.1.1鑄軋機主機座108
6.1.2熔煉澆注系統(tǒng)111
6.1.3主傳動系統(tǒng)111
6.1.4原理樣機虛擬裝配111
6.2三輥固液鑄軋復合原理樣機結(jié)構(gòu)優(yōu)化112
6.2.1基體金屬預熱溫度控制方法112
6.2.2鑄軋輥冷卻能力影響因素分析118
6.2.3開澆工藝方案優(yōu)化123
6.3工藝參數(shù)影響規(guī)律分析124
6.3.1模型簡化及邊界條件124
6.3.2熔池高度影響125
6.3.3名義鑄軋速度影響125
6.3.4覆層金屬澆注溫度影響126
6.3.5基體金屬預熱溫度影響127
6.3.6基體金屬半徑影響127
6.4工藝窗口預測及平臺搭建128
6.4.1工程計算模型構(gòu)建128
6.4.2合理工藝窗口預測129
6.4.3實驗平臺安裝調(diào)試130
第7章金屬包覆材料三輥固液鑄軋復合實驗研究132
7.1鑄軋復合實驗方案132
7.1.1實驗操作流程132
7.1.2檢測控制系統(tǒng)133
7.1.3關鍵測試方案133
7.1.4典型樣品缺陷及原因134
7.2側(cè)耳產(chǎn)生機理分析135
7.2.1仿真模型135
7.2.2配合間隙對側(cè)耳影響136
7.2.3凝固點高度對側(cè)耳影響138
7.2.4實驗驗證及解決方案139
7.3工藝參數(shù)測試及熱處理工藝制定策略140
7.3.1鑄軋區(qū)溫度壓力測試140
7.3.2熱處理工藝制定策略141
7.4熱流組織多場耦合分析142
7.4.1控制方程142
7.4.2邊界條件143
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