热轧复合不锈钢-碳钢层合板的界面层性能与塑性变形行为
发布时间：2023-05-25 00:32
金属层合板凭借优异的综合性能在众多工程领域获得了广泛应用,热轧复合不锈钢-碳钢层合板是其中的典型代表,也是仍在发展进步中的新产品。为了进一步提高复合质量、优化完善轧制制备技术,更深入研究认识不锈钢与碳钢轧制复合过程及其对于层合板产品力学性能的影响,是迫切的需要,也具有重要意义。本文针对热轧复合不锈钢-碳钢层合板,采用实验分析与数值模拟相结合的方法,研究表征层合板厚向各层的成分、微观组织与力学性能,提出了新的层合板厚向材料分层结构,定义了界面层,研究揭示了界面层的热稳定性和力学行为及规律,建立了界面层的有限元模型,并基于新的界面层有限元模型研究了层合板减薄轧制和冲压成形过程的变形行为及规律。论文的主要研究工作及成果如下。(1)取样批量工业生产的热轧复合不锈钢-碳钢层合板,实验表征其厚度方向尤其是复合区域厚向的化学成分、微观组织、力学性能以及它们的分层分布特征与规律。实验发现层合板厚度方向上具有明显的分层特征,并据此提出了层合板厚向材料分层结构,由不锈钢覆层、不锈钢增碳层、多元素合金层、碳钢脱碳层和碳钢基板五层组成;其中不锈钢增碳层、多元素合金层和碳钢脱碳层是覆层与基板之间元素扩散形成的不...
【文章页数】：141 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
2.1 金属层合板简介
2.2 金属层合板的主要制备工艺
2.3 金属层合板复合机理研究进展
2.4 金属层合板复合界面行为研究进展
2.5 金属层合板热处理工艺研究进展
2.6 金属层合板深加工塑性变形行为研究进展
2.7 研究背景意义和研究内容
2.7.1 研究背景及意义
2.7.2 研究内容
3 热轧复合不锈钢-碳钢层合板厚向分层特征研究
3.1 本章引言
3.2 实验方案设计
3.2.1 实验材料
3.2.2 层合板复合区域微观组织表征
3.2.3 层合板厚向微观组织力学性能测试
3.2.4 层合板复合质量测试
3.3 层合板复合区域微观组织与元素分布
3.3.1 层合板复合区域的微观组织
3.3.2 层合板复合区域的元素分布
3.4 层合板复合区域的力学性能
3.4.1 层合板复合区域的显微硬度分布
3.4.2 层合板厚向各层材料的拉伸应力应变曲线
3.5 层合板的复合质量评价
3.6 层合板的厚向材料分层结构
3.7 本章小结
4 热轧复合不锈钢-碳钢层合板界面层组织与性能表征
4.1 本章引言
4.2 实验方案设计
4.3 层合板复合试样界面层元素与力学性能分布
4.3.1 层合板复合试样界面层元素分布
4.3.2 层合板复合试样界面层纳米硬度与弹性模量分布
4.4 层合板复合试样多元素合金层生长动力学研究
4.5 层合板复合试样多元素合金层材料性能模拟
4.6 层合板复合试样的复合质量评价
4.7 本章小结
5 热轧复合不锈钢-碳钢层合板组织与性能的热稳定性
5.1 本章引言
5.2 实验方案设计
5.3 热状态下层合板内原子扩散与微观组织演变
5.3.1 层合板在400℃下的原子扩散与微观组织演变
5.3.2 层合板在700℃下的原子扩散与微观组织演变
5.3.3 温度对层合板原子扩散与微观组织演变的影响规律
5.4 层合板原子扩散对其材料性能的影响
5.4.1 层合板原子扩散对覆层拉伸性能的影响
5.4.2 层合板原子扩散对覆层耐腐蚀性能的影响
5.5 层合板的高温力学性能
5.6 本章小结
6 热轧复合不锈钢-碳钢层合板界面层塑性变形及破坏行为
6.1 本章引言
6.2 实验方案设计
6.3 层合板塑性变形过程中复合率的演化
6.3.1 层合板面内单向拉伸过程中复合率的演化
6.3.2 层合板厚向压缩过程中复合率的演化
6.4 层合板面内单向拉伸断裂的断口形貌分析
6.5 基于层合板厚向材料分层结构的有限元建模
6.6 层合板塑性变形过程仿真分析
6.6.1 层合板面内单向拉伸过程仿真分析
6.6.2 层合板厚向压缩过程仿真分析
6.7 本章小结
7 热轧复合不锈钢-碳钢层合板减薄轧制板形翘曲行为研究
7.1 本章引言
7.2 有限元模型建立
7.3 层合板减薄轧制过程仿真分析
7.3.1 仿真结果
7.3.2 工艺参数对层合板减薄轧制过程的影响
7.4 层合板减薄轧制与矫直后处理实验研究
7.4.1 层合板减薄轧制过程实验研究
7.4.2 层合板矫直后处理过程实验研究
7.5 本章小结
8 热轧复合不锈钢-碳钢层合板成形性能研究
8.1 本章引言
8.2 有限元模型建立
8.3 埃里克森杯突试验有限元仿真分析
8.3.1 仿真结果
8.3.2 分层厚度对层合板成形极限的影响
8.4 拉深试验有限元仿真分析
8.4.1 仿真结果
8.4.2 回弹分析
8.4.3 分层厚度和冲压量对层合板回弹量的影响
8.5 层合板冲压成形实验研究
8.6 本章小结
9 结论与展望
9.1 结论
9.2 创新点
9.3 展望
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3822582
【文章页数】：141 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
2.1 金属层合板简介
2.2 金属层合板的主要制备工艺
2.3 金属层合板复合机理研究进展
2.4 金属层合板复合界面行为研究进展
2.5 金属层合板热处理工艺研究进展
2.6 金属层合板深加工塑性变形行为研究进展
2.7 研究背景意义和研究内容
2.7.1 研究背景及意义
2.7.2 研究内容
3 热轧复合不锈钢-碳钢层合板厚向分层特征研究
3.1 本章引言
3.2 实验方案设计
3.2.1 实验材料
3.2.2 层合板复合区域微观组织表征
3.2.3 层合板厚向微观组织力学性能测试
3.2.4 层合板复合质量测试
3.3 层合板复合区域微观组织与元素分布
3.3.1 层合板复合区域的微观组织
3.3.2 层合板复合区域的元素分布
3.4 层合板复合区域的力学性能
3.4.1 层合板复合区域的显微硬度分布
3.4.2 层合板厚向各层材料的拉伸应力应变曲线
3.5 层合板的复合质量评价
3.6 层合板的厚向材料分层结构
3.7 本章小结
4 热轧复合不锈钢-碳钢层合板界面层组织与性能表征
4.1 本章引言
4.2 实验方案设计
4.3 层合板复合试样界面层元素与力学性能分布
4.3.1 层合板复合试样界面层元素分布
4.3.2 层合板复合试样界面层纳米硬度与弹性模量分布
4.4 层合板复合试样多元素合金层生长动力学研究
4.5 层合板复合试样多元素合金层材料性能模拟
4.6 层合板复合试样的复合质量评价
4.7 本章小结
5 热轧复合不锈钢-碳钢层合板组织与性能的热稳定性
5.1 本章引言
5.2 实验方案设计
5.3 热状态下层合板内原子扩散与微观组织演变
5.3.1 层合板在400℃下的原子扩散与微观组织演变
5.3.2 层合板在700℃下的原子扩散与微观组织演变
5.3.3 温度对层合板原子扩散与微观组织演变的影响规律
5.4 层合板原子扩散对其材料性能的影响
5.4.1 层合板原子扩散对覆层拉伸性能的影响
5.4.2 层合板原子扩散对覆层耐腐蚀性能的影响
5.5 层合板的高温力学性能
5.6 本章小结
6 热轧复合不锈钢-碳钢层合板界面层塑性变形及破坏行为
6.1 本章引言
6.2 实验方案设计
6.3 层合板塑性变形过程中复合率的演化
6.3.1 层合板面内单向拉伸过程中复合率的演化
6.3.2 层合板厚向压缩过程中复合率的演化
6.4 层合板面内单向拉伸断裂的断口形貌分析
6.5 基于层合板厚向材料分层结构的有限元建模
6.6 层合板塑性变形过程仿真分析
6.6.1 层合板面内单向拉伸过程仿真分析
6.6.2 层合板厚向压缩过程仿真分析
6.7 本章小结
7 热轧复合不锈钢-碳钢层合板减薄轧制板形翘曲行为研究
7.1 本章引言
7.2 有限元模型建立
7.3 层合板减薄轧制过程仿真分析
7.3.1 仿真结果
7.3.2 工艺参数对层合板减薄轧制过程的影响
7.4 层合板减薄轧制与矫直后处理实验研究
7.4.1 层合板减薄轧制过程实验研究
7.4.2 层合板矫直后处理过程实验研究
7.5 本章小结
8 热轧复合不锈钢-碳钢层合板成形性能研究
8.1 本章引言
8.2 有限元模型建立
8.3 埃里克森杯突试验有限元仿真分析
8.3.1 仿真结果
8.3.2 分层厚度对层合板成形极限的影响
8.4 拉深试验有限元仿真分析
8.4.1 仿真结果
8.4.2 回弹分析
8.4.3 分层厚度和冲压量对层合板回弹量的影响
8.5 层合板冲压成形实验研究
8.6 本章小结
9 结论与展望
9.1 结论
9.2 创新点
9.3 展望
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3822582
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