轧钢工理论知识

轧钢工理论知识

一.判断题（正确的请在括号内打“√”，错误的请在括号内打“×”. 每题1分，不答不扣分，选错一个倒扣1分，共20分）
( × )1.固溶体是溶质组元溶于溶剂点阵中而组成的单一的均匀固体，固溶体在结构上的特点是必须保持溶质组元的点阵类型。
( √ )2.当加热温度达到或超过氧化铁皮的熔化温度(1300～1350℃)时，氧化铁皮开始熔化，并溶入钢料与钢料之间的缝隙中，当炉温降低时，熔化的氧化铁皮凝固，使料粘在一起，这种现象叫粘钢。
( × )3.不论哪种轧制方式，轧制时变形区均处于三向压应力状态下。
( √ )4.碳在固体钢中的存在形式一种是固溶体，另一种是碳化物。
（ √ ）5.钢坯加热速度愈大，金属的氧化、脱碳愈少，单位燃料消耗愈低。
( √ )6.在轧制生产的实际操作中，确定轧辊原始辊缝的理论基础是弹跳曲线或是弹跳方程。
( × )7.在钢的奥氏体区轧制时，终轧温度的提高，有利于转变后的铁素体晶粒的细化。
( × )8.轧制生产实践表明，所轧制的钢越软，则其塑性就越好。
( √ )9.轧件在轧制时的稳定性取决于轧件的高宽比。
( √ )10.在热轧型钢生产中，孔型一般都具有一定的侧壁斜度，它的作用之一是可以减少轧辊的重车量，降低轧辊的消耗。
( √ )11.在轧制生产过程中，为了获得良好的板形，必须使带材沿宽展方向上各点的延伸率和压下率基本相等。
( × )12.在轧制生产过程中，轧辊辊头同时受弯曲应力和扭转应力。
( √ )13.在相同轧制条件下，一般来说用钢轧辊轧制比用铸铁辊轧制轧件的宽展要大些。
( × )14.轧机的静力矩中，空载力矩也属于有效力矩。
( √ )15.在很多用于轧制生产测量器中，弹性元件的作用是将所测的力转换成应变，再由应变片组成的电桥转换成电信号，以便测量和记录。
( √ )16.钢轧辊的优点是强度高，缺点是表面硬度不高，容易磨损。
( × )17.轧机的主马达，在轧制生产过程中，在负荷力矩不超过电动机额定力矩与过载系数乘积的情况下，即能正常工作，连续工作，不应有其他问题出现，应属安全运转范围内。
( √ )18.型钢轧辊的轴向位置是否正确，用内卡钳测量孔型的对角线就可检查出来。
( × )19.轧机的导卫装置的设计不属于孔型设计的范畴。
( √ )20.迭轧薄板轧机属于被淘汰的一种轧制方式，因为迭轧薄板轧制产量低、产品质量差、成材率低、劳动强度大、劳动环境差、产品成本高。


评卷人 得分


　
　
二、选择题（请将正确答案的代号填入括号内，每题1分，共20分）
1. 金属的柔软性是不同的

，它是金属( A )一种表示。
A．变形抗力 B．塑性 C．韧性
2. 当奥氏体化的钢以大于临介冷却速度从高温冷却到MS以下时，过冷奥氏体转变为( C )。
A．莱氏体 B．贝氏体 C．马氏体
3. 金属在冷加工后，产生加工硬化，( C )是属于加工硬化的特点。
A． 晶格的排列规则了
B． 金属的塑性提高了
C． 金属的强度和硬度提高了
4. 当一种金属进行塑性变形时，受到外力为1000N，受力的面积为200mm2，此时金属产生内力，其应力应为( C )。
A．5Pa B．50Pa C．5MPa
5. 根据铁碳平衡相图和金属学分析，马氏体是碳在体心立方晶格铁中的过饱和( C )。
A．金属化合物 B．机械混合物 C．固溶体
6. 在轧制轴承钢时要进行退火处理，轴承钢的退火是( B )。
A．完全退火 B．球化退火 C．扩散退火
7. 热处理可以改变轧制中出现的一些组织结构问题，要消除轧制时钢中出现的网状渗碳体的方法应是( C )。
A．球化退火 B．扩散退火 C．正火
8. 在生产实践中，常利用不同的加热和冷却的方法来改变钢的性能，其根据就是固态钢有( C )性能。
A．过冷度 B．耐热 C．同素异构转变
9. 在轧制生产过程中，( A )可能导致缠辊事故。
A．爆套筒 B．轧件劈头 C．跳闸
10. 具有刚性大、摩擦系数小、维护使用方便，产品易于系列化，但不耐冲击，不适于高速工作的轧辊轴承是( A )。
A．滚动轴承 B．液体摩擦轴承 C．胶木瓦轴承
11. 在轧制生产中使用( C )轧辊，轧制成品表面质量最好。
A．钢 B．铸铁 C．碳化钨
12. 热轧带钢生产中精轧出口“颈缩”现象通常是由（ B ）造成的。
A.精轧抛钢速度太快 B.卷筒超前速度过快
C.穿带速度太快 D.加速度过大
13. 工作辊冷却水水嘴如有少量几个堵塞，易造成以下问题之一（ C ）
A、辊面烫伤 B、断辊 C、辊型变化 D、轧制线降低
14. 轧制过程中的翘头与下列因素中（ A ）无关。
A、辊径 B、压下量 C、轧线高度 D、辊压
15. 成型孔型是用来使热钢坯( B )。
A．组织性能改变 B．逐渐接近成品形状 C．减少断面、增大长度
16. 定径和减径是( C )生产工艺内容。
A．棒材 B．线材 C．管材
17. 开口位置在孔型周边之上的孔型称为( B )。
A．闭口式孔型 B．开口式孔型 C．半开口式孔型
18. 六角钢属于( A )。
A．简单断面型钢 B．复杂断面型钢 C．板带钢
19. 箱形孔型具有( D )的特点。
A．轧件尺寸精度高 B．孔型磨损不均
C．对轧件夹持力大 D．氧化铁皮易脱落
20. 在轧制过程自动化控制中AWC指( B )。
A．连续宽度控制 B．自动宽度控制

C．短行程控制


评卷人 得分

三．简答题（每题5分，共20分）
1. 如何降低金属的变形抗力？
答.(1)要选择良好的变形温度；
(2)把变形速度和变形程度控制在适当范围内；
(3)采用工艺润滑新技术减少外摩擦；
(4)采用合理的加工方式和外加工工具。
2. 在轧制生产中，提高成材率，降低金属消耗的主要措施有哪些？
答.(1)保证原料质量，及时处理缺陷；
(2)合理控制加热温度，减少氧化，防止过热、过烧等缺陷；
(3)严格遵守和执行岗位技术操作规程，减少轧废，采用合理的负公差轧制；
(4)保证轧制质量，尽可能减少切损；
(5)注意区分各类钢种的冷却制度；
(6)提高钢材的表面质量；
(7)提高操作技术水平，应用先进的新技术。
3. 轧辊应符合什么技术要求？
答:不论热轧还是冷轧，轧辊都是实现轧制过程中金属变形的直接工具，对轧辊的主要质量要求有强度、硬度及一定的耐热性。轧辊强度是最基本的质量指标，在满足强度要求的同时还必须有一定的耐冲击性。硬度主要是指轧辊工作表面的硬度，它决定轧辊的耐磨性，也决定了轧辊的使用寿命。轧辊的耐热性突出表现在热轧时，以保证产品的精度。
4. 影响辊型的主要因素有哪些？
答.(1)轧制过程中轧辊受轧制力的作用，产生的弹性弯曲变形；
(2)受温度作用而产生的热膨胀；
(3)在轧制过程中产生的不均匀磨损。


评卷人 得分



四、计算题（每题10分，共20分）
1.轧辊的转速n＝120rpm，轧辊的工作直径为φ250mm，轧件轧前厚度H＝60mm，轧后厚度h＝40mm，求该道次的变形速度U是多少？(小数点后保留两位)
解：根据公式V＝nπD/60＝120×3.14×0.25/60＝1.57m/s

根据公式U＝2△hV/(H＋h)L＝2×20×1570/[(60＋40)×50]
＝12.56s-1
答：该道次的变形速度为12.56s-1。

2.共析钢是含碳量为0.77%的铁碳合金，根据铁碳平衡图计算其平衡态室温组织中渗碳体组织和铁素体组织含量各是多少？
解：珠光体中的铁素体与渗碳体的相对量可用杠杆定律求出：
珠光体＝WFe＋WFe3C
渗碳体组织含量WFe3C＝(0.77－0.0218)/(6.69－0.0218)×100%
≈11%
铁素体组织含量WFe ＝(6.69－0.77)/(6.69－0.0218)×100%
≈89%
答：渗碳体组织和铁素体组织的含量分别为11%、89%。


评卷人 得分

五、综合题（每题20分）
详述控制轧制的概念、优点及主要机理。
所谓控制轧制，就是适当控制钢的化学成分、加热温度、变形温度、变形条件（包括每个道次的变形量、总变形量、变形速度）及冷却速度等工艺参数，从而大幅度提高热轧钢材综合性能的一种轧制方法。它是既能提高钢材强度，

又可以改善钢材韧性的最有效的工艺之一。控制轧制钢材的性能可以达到或超过现有热处理钢材的性能。（答对得3.5分）
控制轧制的主要优点如下：
1） 提高钢材的综合机械性能。例如控制轧制可使铁素体晶粒细化，从而使钢材的强度得到提高，韧性得到改善。（答对得2.5分）
2） 简化生产工艺过程。控制轧制可以取代常化热处理。通常一张钢板常化处理需数十分钟，淬火-回火处理需数小时。（答对得2.5分）
3） 降低钢材生产成本。在得到与热处理钢材具有同样性能的控制轧制钢材，耗用能源和合金元素都少，从而降低了成本。（答对得2.5分）
此外，用控制轧制钢材制造的机械设备重量轻，有利于设备轻型化。
控制轧制提高钢材强度及韧性的三个主要机理。
（1） 晶粒细化（答对得3分）
对于亚共析钢来说，铁素体晶粒越细，钢材的强度越高，韧性也好。相变前的奥氏体晶粒越小，相变后的铁素体晶粒也越小。控制轧制可以通过两种方法使奥氏体晶粒细化；一种是奥氏体加工和再结晶交替进行使晶粒细化；另一种是在奥氏体未再结晶区轧制。
降低钢坯加热温度得到较小的原始奥氏体晶粒，加大每一道次的变形量，降低终轧温度，都有利于奥氏体再结晶晶粒的细化。
为了实现在奥氏体未再结晶区轧制，需要提高奥氏体的再结晶温度，当钢中含铌、钒、钛等微量元素时，就具有这样的效果。因这些元素的碳化物和氮化物由奥氏体析出可以明显地拟制奥氏体的再结晶，从而有效地提高奥氏体再结晶温度使轧制过程能在非再结晶区域进行。
（2） 碳、氮化物强化（答对得3分）
铌、钒、钛是比铁强得多的碳化物或氮化物形成元素，它们的碳化物或氮化物对钢的组织和性能发生强化作用。
碳化物和氮化物在高温时溶解于奥氏体，奥氏体向铁素体转变和相变后析出，对钢直接起弥散强化的作用。
（3） 加热强化（答对得3分）
奥氏体晶粒的变化，在奥氏体+铁素体两相区轧制时与在奥氏体区再结晶温度以下轧制时相同。已相变的铁素体晶粒经轧制（变形）产生亚晶粒、位错等使钢强化。在两相区轧制的钢材相变为铁素体晶粒（先形变后相变）和含有亚晶粒的铁素体晶粒（先相变后形变）的混合组织，从而使钢的强度和韧性提高。