基于性能不均遗传的高强钢冷轧多道次耦合建模预测及调控

来源：机械工程学报杂志2026年第4期北京时间：

作者：李晓华, 李旭, 韩月娇, 王鹏飞, 张殿华, 张勇

单位：1. 东北大学数字钢铁全国重点实验室 沈阳 110819;2. 燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心 秦皇岛 066004;3. 本钢板材股份有限公司冷轧总厂 本溪 117000

摘要：随冷轧基料强度和减薄率的大幅提升，由基料遗传的宽向性能不均特性诱发的板形缺陷，成为高强钢产品高精、高质、高效生产亟待攻关的共性问题之一。为深入揭示该类缺陷的形成机理，以某1 450 mm冷连轧机为原型，构建了融合板带宽向性能差异与数据遗传机制的多道次冷连轧仿真耦合模型，各轧制道次轧制力计算值与实测值相对误差控制在±8%以内，断面厚度最大误差小于20 μm。基于该模型，进一步提出一套可定量表征轧制板形与关键工艺参数间响应关系的预测方法。研究表明，板带横向性能差异诱导轧制应力呈非对称“马鞍型”分布，并在高抗力区域形成犄角型波动峰。随轧制道次推进，应变硬化与横向硬化差异协同演化，硬化叠加致使应力平台化趋势增强，应力集中尤其在压下率较高道次与末道次显著增强。此外，横向屈服强度梯度引发局部变形重构，一定程度上削弱了压下量对板形的线性放大效应，使板形调控呈现更强的非线性与敏感性，且在一定压下率波动范围内，厚度调控偏差最高可达5.39 μm。实现了轧后板形预测及工艺调控策略优化，为高强钢板形缺陷机理解析与精确控制提供了新思路。

关键词：冷连轧,高强钢,性能分布,仿真模型,调控功效；

基金资助：国家自然科学基金(U24A20271)、四川省省级工业发展专项资金重大技术装备攻关任务(532416)、广西大学省部共建特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室开放课题(MMCS20230F07)、河北省自然科学基金(E2024203016)和河北省省级科技计划(246Z1601G)资助项目。