轧制过程的计算机模拟

轧制过程组织性能预报需要在进一步搞清金属的强化机制的基础上建立起更为精确的再结晶模型、相变模型、析出模型及组织性能关系模型。随着物理冶金学、轧制技术、控制技术和计算机技术的发展，目前已经可以通过高速计

轧制过程组织性能预报需要在进一步搞清金属的强化机制的基础上建立起更为精确的再结晶模型、相变模型、析出模型及组织性能关系模型。随着物理冶金学、轧制技术、控制技术和计算机技术的发展，目前已经可以通过高速计算机对轧制过程中显微组织的变化和奥氏体-铁素体的相变行为进行模拟，建立性能与参数的关系，使轧后钢材力学性能的预报和控制成为可能。热轧过程的计算机模拟主要由四个方面的模型来完成：温度模型；轧制力能参数模型；组织变化模型；性能预报模型。这几方面模型的联合求解可获得模拟结果。板带的控轧控冷生产过程的组织-性能预测模型主要包括：加热模型、再结晶模型、相变模型和组织-性能对应关系模型，通过考虑对钢材的各种强韧化机制的组织参数，分别计算出细晶强化、相变强化等对强度和韧性的影响。轧制过程中钢铁材料的组织性能模拟与预测方法主要是有限元法、元胞自动机方法和人工神经元网络方法，逐步建立起适合于多尺度模拟、满足宏观与微观相结合要求的模拟计算方法。考虑到材料的多样性以及微观组织演化及其影响因素机理的复杂性，常常需要依据实验结果来建立工艺参数与组织的关系模型及组织与性能的关系模型。为此，建立合理的计算理论框架以保证宏观-微观之间的正确耦合关系是微观组织模拟计算和性能预测的关键。可以利用现有的商用有限元软件将温度场、应力应变场与组织性能预测结合起来，精细预测材料断面的组织及性能的分布情况。我国宝钢2050热轧生产线组织性能预报Q-HSM系统是具有我国自主知识产权的热连轧生产过程组织性能预报系统软件，通过采用神经元网络技术对力学性能的最终预报结果和实测结果进行训练，使软件系统具有智能纠偏的功能。经过对C-Mn钢、IF钢、一部分X70以下级别管线钢等1000余炉次现场数据的验证和模型调优，该组织性能预报系统的预报温度和强度值与现场实测值的偏差分别在±20℃(在线)和±21MPa(离线)以内。组织性能模拟预报和控制技术的发展对降低产品成本、提高产品质量具有深远意义，是目前轧钢生产中的前沿技术之一，具有广泛的应用前景。如能准确预报轧制成品的力学性能，必将对钢铁工业的进一步发展产生巨大的推动作用。所以，组织性能预报系统的开发和应用将是新世纪钢铁工艺发展的主流趋势之一。(一员)