| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 目录 | 第9-12页 |
| 第1章 绪论 | 第12-31页 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 | 第12-14页 |
| 1.2 冷轧辊用钢的发展历史 | 第14-16页 |
| 1.2.1 Cr 系冷轧辊 | 第14-15页 |
| 1.2.2 高速钢冷轧辊 | 第15-16页 |
| 1.3 高速钢轧辊的组织特征 | 第16-21页 |
| 1.3.1 组织组成 | 第16-17页 |
| 1.3.2 碳化物类型 | 第17-21页 |
| 1.4 碳化物的研究进展 | 第21-29页 |
| 1.4.1 碳化物的析出和转变规律 | 第21-24页 |
| 1.4.2 碳化物的微观力学性能 | 第24-27页 |
| 1.4.3 碳化物周边的开裂行为 | 第27-29页 |
| 1.5 轧辊锻造过程中的数值模拟 | 第29-30页 |
| 1.6 本文研究的主要内容 | 第30-31页 |
| 第2章 试验材料与方法 | 第31-37页 |
| 2.1 试验材料 | 第31页 |
| 2.2 热处理 | 第31-32页 |
| 2.2.1 去应力退火 | 第31页 |
| 2.2.2 碳化物析出温度确定 | 第31-32页 |
| 2.3 力学性能测试 | 第32-34页 |
| 2.3.1 摩擦磨损试验 | 第32-33页 |
| 2.3.2 纳米压痕试验 | 第33-34页 |
| 2.3.3 显微压痕试验 | 第34页 |
| 2.3.4 单道次热压缩变形试验 | 第34页 |
| 2.4 显微组织分析 | 第34-36页 |
| 2.4.1 示差扫描量热分析(DSC) | 第34页 |
| 2.4.2 X 射线衍射分析(XRD) | 第34-35页 |
| 2.4.3 金相显微镜观察(OM) | 第35页 |
| 2.4.4 场发射扫描电镜观察(FE-SEM) | 第35页 |
| 2.4.5 微区成分分析(EDS) | 第35页 |
| 2.4.6 透射电镜观察(TEM) | 第35-36页 |
| 2.5 计算方法 | 第36-37页 |
| 2.5.1 相图计算(CALPHAD) | 第36页 |
| 2.5.2 第一性原理计算 | 第36页 |
| 2.5.3 有限元计算 | 第36-37页 |
| 第3章 碳化物析出行为 | 第37-57页 |
| 3.1 引言 | 第37页 |
| 3.2 平衡组织分析 | 第37-40页 |
| 3.2.1 平衡相图 | 第37-38页 |
| 3.2.2 DSC 曲线分析 | 第38-39页 |
| 3.2.3 XRD 曲线分析 | 第39-40页 |
| 3.3 初生奥氏体的析出过程 | 第40-41页 |
| 3.4 共晶碳化物的析出过程 | 第41-47页 |
| 3.4.1 共晶碳化物的形貌和结构 | 第41-43页 |
| 3.4.2 共晶 MC 的生长方式 | 第43-44页 |
| 3.4.3 共晶 M_2C 的生长方式 | 第44-45页 |
| 3.4.4 共晶 MC 和 M_2C 析出规律 | 第45-47页 |
| 3.5 二次碳化物的析出过程 | 第47-56页 |
| 3.5.1 晶界二次碳化物 | 第47-55页 |
| 3.5.2 晶内二次碳化物 | 第55-56页 |
| 3.6 本章小结 | 第56-57页 |
| 第4章 共晶碳化物磨损行为 | 第57-77页 |
| 4.1 引言 | 第57页 |
| 4.2 磨粒磨损公式 | 第57-59页 |
| 4.3 基体保护下共晶碳化物的磨损行为 | 第59-63页 |
| 4.3.1 划痕形貌特征 | 第59页 |
| 4.3.2 划痕边缘磨损行为 | 第59-60页 |
| 4.3.3 划痕底部磨损行为 | 第60-62页 |
| 4.3.4 共晶碳化物处的裂纹形貌 | 第62-63页 |
| 4.4 基体保护下共晶碳化物的磨损机理 | 第63-67页 |
| 4.4.1 磨损机理 | 第63-64页 |
| 4.4.2 共晶碳化物取向的影响 | 第64-65页 |
| 4.4.3 共晶碳化物种类的影响 | 第65-67页 |
| 4.4.4 基体对碳化物的作用 | 第67页 |
| 4.5 无基体保护下共晶碳化物的磨损行为 | 第67-72页 |
| 4.5.1 划痕形貌特征 | 第67-68页 |
| 4.5.2 划痕内共晶碳化物形貌 | 第68-72页 |
| 4.6 无基体保护下共晶碳化物的磨损机理 | 第72-74页 |
| 4.6.1 磨损机理 | 第72-73页 |
| 4.6.2 碳化物与基体的相互作用 | 第73-74页 |
| 4.7 共晶碳化物对耐磨性的贡献 | 第74-75页 |
| 4.8 本章小结 | 第75-77页 |
| 第5章 二次碳化物微观力学行为 | 第77-101页 |
| 5.1 引言 | 第77页 |
| 5.2 二次碳化物硬度预测 | 第77-84页 |
| 5.2.1 计算模型 | 第77-79页 |
| 5.2.2 碳化物成键特征 | 第79-81页 |
| 5.2.3 碳化物硬度预测 | 第81-84页 |
| 5.3 二次碳化物硬度和弹性模量的测量 | 第84-85页 |
| 5.4 二次碳化物断裂韧性的测量 | 第85-91页 |
| 5.5 二次碳化物的磨损行为 | 第91-94页 |
| 5.6 二次碳化物的磨损机理 | 第94-95页 |
| 5.7 二次碳化物对耐磨性的贡献 | 第95-97页 |
| 5.8 试验用钢耐磨性的量化 | 第97-100页 |
| 5.9 本章小结 | 第100-101页 |
| 第6章 碳化物裂纹萌生及扩展的有限元计算 | 第101-125页 |
| 6.1 引言 | 第101页 |
| 6.2 扩展有限元理论 | 第101-105页 |
| 6.2.1 结点增强函数 | 第101-103页 |
| 6.2.2 基于粘性片段方法和虚拟结点方法的裂纹建模 | 第103-104页 |
| 6.2.3 几何间断性的描述 | 第104页 |
| 6.2.4 扩展有限元程序流程 | 第104-105页 |
| 6.3 含碳化物的扩展有限元模型建立 | 第105-109页 |
| 6.3.1 裂纹萌生和扩展模型 | 第105-107页 |
| 6.3.2 材料参数 | 第107-109页 |
| 6.4 扩展有限元模拟结果与分析 | 第109-123页 |
| 6.4.1 裂纹萌生位置预测 | 第109-117页 |
| 6.4.2 裂纹扩展模拟结果 | 第117-123页 |
| 6.5 本章小结 | 第123-125页 |
| 第7章 新型冷轧辊锻造临界值预测 | 第125-141页 |
| 7.1 引言 | 第125页 |
| 7.2 热力耦合刚粘塑性有限元理论基础 | 第125-127页 |
| 7.2.1 刚粘塑性有限元简介 | 第125-126页 |
| 7.2.2 刚粘塑性有限元基本理论 | 第126-127页 |
| 7.3 韧性断裂准则 | 第127-129页 |
| 7.4 模拟方法 | 第129-131页 |
| 7.4.1 几何模型及模拟控制 | 第129-130页 |
| 7.4.2 材料参数 | 第130-131页 |
| 7.5 模拟结果与试验结果的对比 | 第131页 |
| 7.6 锻造过程分析 | 第131-133页 |
| 7.7 锻造参数对锻造过程的影响 | 第133-136页 |
| 7.7.1 锻造参数对锻件等效应力的影响 | 第133页 |
| 7.7.2 锻造参数对模具压下量的影响 | 第133-135页 |
| 7.7.3 锻造参数对模具 Z 向载荷的影响 | 第135-136页 |
| 7.8 临界态分析 | 第136-139页 |
| 7.9 本章小结 | 第139-141页 |
| 结论 | 第141-143页 |
| 参考文献 | 第143-157页 |
| 攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 | 第157-159页 |
| 致谢 | 第159-161页 |
| 作者简介 | 第161页 |