基于有限元和试验的热轧带钢残余应力减量化

热轧板带板形控制技术发展至今已达到技术瓶颈，目前对于单边浪、中间浪和双边浪等表观及可见浪形的控制已趋于成熟，复杂浪形的诊断和控制、轧后板形预测及残余应力减量化技术则是今后板形控制的发展方向。带钢残余应力和横向温差的存在，使得在精轧出口检测到的板形和最终板形会有较大区别。下游用户在进行带钢纵向分条时，经常发生各分条弯曲变形，这一现象具有普遍性，也成为了企业关注的热点。
研究残余应力减量化技术可提高热轧带钢板形质量。有限元技术及相应的试验验证已广泛应用于工业生产，采用该方法对带钢层流冷却过程中的温度、相变及应力耦合进行求解，对于分析带钢轧后冷却不均、应力应变不均及翘曲具有重要意义。宝钢股份有限公司的学者基于ABAQUS建立热轧带钢在密集冷却工艺条件下的有限元模型，实现温度、相变和应力三者的耦合计算，并进行温度测试、材料微观组织测试及应力测试等多个试验验证。计算结果表明，减小带钢进入层流冷却前的初始温差、采用边部遮挡技术对减少带钢残余应力均具有积极的意义。通过一个改善初始温差分布进而改善带钢残余应力的实例，验证了提出的方法和结论的正确性。