Modeling of Structure Evolution During Hot Rolling of Aluminum Alloys in the Software Package Deform

Abstract

The study provides modeling of aluminum alloy 5182 БТ (Al-Mg 4,5%) structure evolvement during hot rolling in each stand of 5-stand continuous hot rolling mill. Mathematical modeling was made in DEFORM software product, Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov equation was used for recrystallization kinetics setup. DEFORM enables to consider recrystallization of three types: dynamic, meta-dynamic and static recrystallization. Proceeding from actual rolling process temperature and speed parameters, the task was converted to static recrystallization calculation. Input coefficients were taken from literature data review. The output is volume of recrystallized grains and their sizes calculated throughout the rolling process. Description of processes related to grain size changes in rolling aluminum alloys is peculiar due to lack of consistent patterns. This is explained by the fact that grain growth during rolling is influenced by many factors associated with both internal metal structure and individual process specifics. That is why modeling results should be compared with industrial experimental data. In this case, texture and structure evolvement data received as a result of Hot Rolling Mill 2800 forced stop with subsequent quenching of metal were used for comparison

В статье проведено моделирование эволюции структуры при горячем прокате алюминиевого сплава 5182 БТ (Al-Mg4,5 %) в каждой клети пятиклетьевой непрерывной группы стана горячей прокатки. Математическое моделирование проводилось в программном продукте Deform, для задания кинетики рекристаллизации использовалось уравнение Джонсона– Мела–Аврами–Колмогорова. DEFORM позволяет учитывать рекристаллизацию трех типов: динамическую, метадинамическую и статическую. Исходя из реальных температурно- скоростных параметров процесса прокатки, задача была сведена к расчету статической рекристаллизации. Исходные коэффициенты были взяты из анализа литературных данных. В результате рассчитан объем рекристаллизованных зерен и их размеры на протяжении всего процесса прокатки. Особенностью описания процессов, связанных с изменением размеров зерна при прокатке алюминиевых сплавов, является отсутствие устойчивых закономерностей. Это объясняется тем, что на рост зерна при прокатке влияет значительное количество факторов, связанных как с внутренним строением металла, так и с особенностями конкретных технологических процессов. Поэтому результаты моделирования необходимо сопоставлять с данными промышленных экспериментов. В нашем случае для сравнения использовались данные о эволюции текстуры и структуры, полученные в результате принудительной остановки стана горячей прокатки «2800» с последующим резким охлаждением металла