【摘 要】
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连铸坯内部存在中心缩孔、疏松等缺陷,对于大断面产品,由于压缩比不足,这些缺陷在后续轧制过程中难以消除,影响最终产品的使用性能。连铸坯高温大压下轧制工艺充分利用连铸余热,在连铸机出口布置大压下量轧机,利用连铸坯表面温度低、心部温度高的特殊温度分布特征,进行高渗透性大压下量轧制,以达到消除铸坯芯部缩孔、疏松等缺陷的目的。高温大压下轧制时,坯料表面温度在900℃～1050℃,接近或处于材料的脆性温度区间
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连铸坯内部存在中心缩孔、疏松等缺陷,对于大断面产品,由于压缩比不足,这些缺陷在后续轧制过程中难以消除,影响最终产品的使用性能。连铸坯高温大压下轧制工艺充分利用连铸余热,在连铸机出口布置大压下量轧机,利用连铸坯表面温度低、心部温度高的特殊温度分布特征,进行高渗透性大压下量轧制,以达到消除铸坯芯部缩孔、疏松等缺陷的目的。高温大压下轧制时,坯料表面温度在900℃～1050℃,接近或处于材料的脆性温度区间,高温大压下轧制工艺在改善连铸坯心部质量的同时,是否会带来表面裂纹问题在业界存在一定的争议。因此本文以具有一定裂纹敏感性的EH47船板钢作为研究对象,采用实验研究与数值模拟相结合的方法,探究连铸坯高温大压下轧制工艺表面损伤及裂纹问题。本文主要研究内容及结果如下:（1）采用Gleeble-3800热力模拟实验机进行单道次拉伸实验,获得EH47船板钢在变形温度为700～1000℃,应变速率在0.01s-1、0.1s-1、1s-1、5s-1时的高温流变应力曲线,建立实验钢在实验工艺条件下的本构方程并对模型进行误差分析。（2）从断面收缩率及抗拉强度两个重要指标出发,研究了 EH47船板钢的热塑性及变形温度和应变速率对热塑性的影响;另一方面利用扫描电镜及能谱分析对断口形貌及断口附近缺陷组织进行研究,结合Thermo-Calc热力学计算软件,分析了微合金元素的析出行为以及夹杂物对材料塑性的影响,研究了实验钢的断裂机理。（3）为了研究EH47船板钢连铸坯高温大压下轧制过程材料损伤演化规律,通过预计算比较常用的八种韧性断裂判据并选取Oyane判据用于描述大压下轧制工艺损伤情况。充分考虑变形温度T与应变速率ε对材料损伤演化的影响,推导出损伤演化模型,并通过热模拟多道次拉伸实验确定了模型中的系数。利用Absoft Pro Fortran将损伤模型编译到DEFORM-3D有限元模拟软件中进行二次开发。（4）利用ABAQUS有限元模拟软件计算了 EH47船板钢连铸过程温度场,根据连铸坯初始温度场、边界条件、本构方程以及损伤模型,通过DEFORM-3D有限元模拟软件建立起连铸坯高温大压下轧制有限元模型,研究大压下工艺表面、角部及心部的损伤分布规律,以及轧制压下率对轧件损伤的影响。
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