板材热精轧微观组织演化模拟及力学性能预报张士宏!，曲周德!，"，王忠堂!，李殿中!（!#中国科学院金属研究所，辽宁沈阳$!!%%!&；"#太原科技大学，山西太原$%’%%"(）$$摘要：为了满足用户对薄板带钢尺寸精度和力学性能的日益严格的要求，迫切需要应用计算机数值模拟技术来模拟薄板带钢的连轧过程、预测最终产品的力学性能、获得优化的热轧工艺参数。文章研究了薄板连轧精轧过程中的变形、热交换和精轧过程中的组织演变，以及加工后板材的组织与力学性能之间的对应关系等内容。对薄板多道次热精轧过程宏观层次的有限元模拟、微观层次的组织预报、亚观层次的)*+,-./01*模拟方法等进行了深入研究。研究成果对于发展多场多层次耦合模拟技术，利用商业有限元软件进行组织预测和力学性能预报具有重要的理论意义和实用价值。$$关键词：组织演化；数值模拟；性能预报；蒙特卡罗法；人工神经网络!"#$%&’$(#’($)*+%,(’"%-."/(,0’"%-0-1!)#20-"#0,3$%4)$’")&3$)1"#’"%-1($"-56"-"&2"-57%,,"-5%892"-.’$"4!"#$%&"’"($%!，)*!"(*+,!，"，-#$%!"($%.#$%!，/’0’#$1"($%!（!:;-&’"’(’)%8!)’0,7)&)0$#2，<2"-)&)=#01)/>%8.)")-#)&，.2)->0-5!!%%!&，?"0%-"-5，<2"-0；":90">(0-@-"+)$&"’>%8.#")-#)0-19)#2-%,%5>，90">(0-%’%%"(，.20-A"，<2"-0）$$=B&’$0#’：2*3413511,6-5+70-/85+91:8,057,;-*+8,--1,*84==1:7*+84<-08，7*<=4,-085<41/,5*+,-76+5?4-*36*,0*115+9=0*7-88/+;=0-;57,5+9,6-515,:/8@-11/8=0*;47,=-03*0-,@--+<-76/+57/1=0*=-0B,5-8/+;<570*8,047,40-*3=0*;47,5*+/3,-07**15+9#E7*<=0-6-+85C-5+C-8,59/,5*+587*+;47,-;5+,*35+5,--1-<-+,,-76+*1*9:，=0-;57,5*+*3<570*8,047,40-8，<-8*87*=5785<41/,5*+,-76+5?4->/8-;*+)*+,-./01*#26-/765-C-<-+,8/0-=0/7,57/11:C/14/>1-,*,6-;-C-1*=<-+,*3<41,5B35-1;8/+;<41,5B87/1-7*4=1-;35+5,--1-<-+,,6-*0:，31-D5>1:D%$1&：<570*8,047,40--C*14,5*+；85<41/,5*+；<-76/+57/1=0*=-0,5-8=0-;57,；<*+,-./01*；/0B,53575/1+-40/1+-,@*0FEF前言热轧带钢生产是钢铁生产过程的关键之一，I%J以上的薄钢板要经过热轧带钢工序生产出来。热轧带钢产品是汽车制造、电器、建筑和机械等基础工业的重要原材料，因此在国民经济中占有举足轻重的地位。实验表明，在热轧过程中不断改变的显微组织强烈地影响着金属的流动应力。一个合理的模型应能精确预测过程参量对诸如材料流动应力，温度分布、显微组织演化等的影响，以及它们对后续产品性能的影响。因此，一个精确的热轧模型应是能够模拟微观结构演化、成形和热交换的集成模型［!］。GF精轧过程组织演化多道次有限元模拟内部组织是影响板材力学性能的一个重要因素。热轧产品的微观组织和力学性能的计算机预报涉及到塑性变形、力学、传热学、金属学、冶金学、实验技术等多个学科或领域，是近年来迅速发%I’!"#$%&&’!()*++,展的具有广泛应用前景的应用技术。国内外研究者利用有限元软件对热加工过程中组织演变进行了模拟，作了一些开创性的工作。例如!"##等用有限元对热压缩实验进行了多层次模拟并预报了$%&’()钢的晶粒尺寸；崔振山把热成形过程中微观结构变化与力学行为结合起来，对&*+,钢热轧进行了动态再结晶过程模拟和质量预报［-］。本文利用商业有限元程序对薄板热精轧的.道次连续轧制过程进行了有限元模拟。考虑到板材的对称性将建立二维计算模型（图/）。为了能实现多道次模拟，建立有限元的多道次模型，如图-所示。图/0薄板精轧成形的有限元计算模型图-0有限元多道次连续轧制模型示意图很多文献都发表了各自的组织演化模型，虽然各种表现形式不一样，但其计算结果的区别不很大。本文采用的模型形式类似于12334’5等人的模型，这种组织演化模型包括静态再结晶、动态再结晶和...
