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轧制复习题

《轧制理论与工艺》期末考试试题库

一、名字解释

1.轧制过程靠旋转的轧辊与轧件之间形成的摩擦力将轧件拖进辊缝之间,并使之受到压缩产生塑性变形的过程。

2.咬入角轧件与轧辊相接触的圆弧所对应的圆心角。

3.轧制变形区轧件承受轧辊作用而发生变形的部分,即实际变形区。

4.接触弧长度轧件与轧辊相接触的圆弧的水平投影长度,也叫咬入弧长度、变形区长度。

5.轧辊弹性压扁轧辊的弹性压缩变形称为轧辊的弹性压扁。

6.稳定轧制条件从轧件前端与轧辊轴心连线间的夹角δ=0开始,合力作用点的位臵固定,合力作用点的中心角φ达到最小值,不再发生变化。

7.极限咬入条件 Tx=Nx,处于平衡状态,此时α=β,是自然咬入的极限,称为极限咬入条件。

8.自然咬入条件 Tx>Nx,可以实现自然咬入,此时α<β,称为自然咬入条件。

9.自由宽展坯料在轧制过程中,被压下的金属体积其金属质点在横向移动时,具有沿垂直于轧制方向朝两侧自由移动的可能性,此时金属流动除受接触摩擦的影响外,不受其他任何的阻碍和限制,如孔型侧壁、立辊等,结果明确地表现出轧件宽度上线尺寸的增加,这种情况称为自由宽展。

10.强迫宽展坯料在轧制过程中,金属质点横向移动时,不仅不受任何阻碍,且受有强烈的推动作用,使轧件宽度产生附加的增长,此时产生的宽展称为强迫宽展。

11.限制宽展坯料在轧制过程中,金属质点横向移动时,除受接触摩擦的影响外,还承受孔型侧壁的限制作用,因而破坏了自由流动条件,此时产生的宽展称为限制宽展。

12.前滑现象在轧制过程中,轧件出口速度v h大于轧辊在该处的线速度v,即v h>v的现象称为前滑现象。

13.前滑值:轧件出口速度v h与对应点的轧辊圆周速度的线速度之差与轧辊圆周速度的线速度之比值称为前滑值。

14.最小可轧厚度在同一轧机上轧制板带时,随着轧件变薄,变形抗力在增大,使压下越来越困难。当厚度薄到某一限度时,不管如何加大压力和反复轧制多少次,也不可能使轧件变薄,这一极限厚度称为最小可轧厚度。(江西理工大学12级材型考试题目)

15.附加摩擦力矩克服轴承内及轧机传动机构中摩擦力所需力矩,而且在此附加摩擦力矩的数值中,并不包括空转时轧机转动所需的力矩。

16.堆钢率堆钢率是堆钢表示方法,当ε为负值时表示堆钢轧制。

17.板凸度板带材中央与边部厚度之差的相对值。

18.连轧关系连轧时,随轧件断面减小,轧制速度递增,保持正常轧制的条件是每一机架的秒流量保持相等。

19.轧钢生产系统一般在组织生产时,根据原料来源、产品种类以及生产规模的不同,将连铸机与各种成品轧机配套设臵,组成各种轧钢生产系统。

20.粗轧将钢坯轧制成钢锭的生产工序。(江西理工大学12级材型考试题目)

21.初轧将钢锭轧制成板坯、型材坯或管坯的生产工序。

22.单位能耗曲线

①对型钢和钢坯轧制一般表示为每吨产品的能量消耗与总延伸系数间的关系。

②对板带材一般表示为每吨产品的能量消耗与板带厚度的关系。

判断题

1、冷轧中采用张力轧制以降低轧制压力,通常张力最大值为轧件的屈服极限,这样做的目

的是防止轧件在变形区外产生变形,使轧制过程不能进行。()

2、轧制过程中前滑区和后滑区的分界面称为中性面,当前滑增加时,中性面向出口方向移动。( )

3、在辊速及延伸系数一定条件下,只要轧件入口速度增大,其前滑必然增加。()

4、张力减径机的变形区只由一个减径区组成。( )

5、边宽、腰薄、平行边的H型钢无法采用带开闭口边的二辊孔型法生产。()

6、万能轧机轧制H型钢时,H型钢的腰部在万能孔型中处于全后滑状态。()

1、如果轧件内部残余应力分布比较均匀,那么带钢的板形良好。(√ )

2、在孔型轧制中,当轧件首先与孔型侧壁接触时,孔型侧壁斜度角越小越不利于咬入。(×)

3、为保证板形质量及厚度精度,必须遵守均匀延伸或所谓“板凸度一定”的原则确定各道次的压下量。(√ )

4、斜轧穿孔机变形区内金属滑动的基本特点是整个变形区金属在轴向全后滑。(√ )

5、当其它条件相同时,随轧件宽度增加前滑也增加。(×)

二、简答题

1.什么是轧制?轧制的作用主要有哪些?轧制变形区如何表征?

答:轧制将金属坯料通过两个或两个以上旋转轧辊间的特定空间而产生塑性变形以获得一定截面形状材料的成形方法。

作用获得一定的形状和尺寸,组织性能得到一定的改善。

如何表征从轧件入辊的垂直平面到轧件出辊的垂直平面所围成的区域。

2.简述变形区形状系数对轧件断面高度方向上速度与变形的影响规律。

答:①当l/h >0.5--1.0时,即轧件断面高度相对于接触弧长度不太大时,压缩变形完全深入到轧件内部,形成中心层变形比表面层变形大的现象。中心层金属流动速度比表面层的要快。

②当l/h <0.5--1.0时,随着l/h的减小,外端对变形过程影响变得更为突出,压缩变形不能深入到轧件内部,只限于表面层附近的区域,此时表面层的变形较中心层要大。表面层金属流动速度比中心层的要快。

3.说明改善咬入条件的途径?

答:根据咬入条件α≤β,可以得出:凡是能提高β角的一切因素和降低α角的一切因素都有利于咬入。

①降低α角增加轧辊直径D:当Δh等于常数时,轧辊直径D增加,α可降低;

减小压下量Δh:由Δh=H-h可知,可通过降低轧件开始高度H或提高轧后的高度h,来降低α,以改善咬入条件;

在实际生产中常见的降低α的方法有:钢锭小头进钢,强迫咬入。

②提高β角改变轧件或轧辊的表面状态,以提高摩擦角:清除炉生氧化铁皮;

合理地调节轧制速度:低速咬入,高速轧制。

4.简述宽展的组成及其主要影响因素。(江西理工大学12级材型考试题目)

答:组成滑动宽展,翻平宽展,鼓形宽展。

影响因素影响宽展的因素可以归纳为:高向移动体积,变形的纵横阻力比

具体工艺因素对轧件宽展的影响

相对压下量的影响---------压下越大,延伸与宽展均增大

轧制道次的影响------------在Δh总一定时,轧制道次愈多,宽展愈小

轧辊直径对宽展的影响---其他条件不变时,D↑,Δb↑

摩擦系数的影响-------------其他条件相同时,随f↑,Δb↑

轧件宽度对宽展的影响----l一定时,随B↑,Δb先增加,后趋于不变

随F B/F L↓,Δb/B↓; B一定时,随l↑,Δb↑

5.简述影响前滑的主要因素。

答:压下率的影响-----前滑随压下率的增加而增加

轧件厚度的影响-------轧件厚度h减小,前滑增加

轧件宽度的影响-------轧件宽度较小时,随宽度增加前滑亦增加;但轧件宽度大于一定值时,宽度再增加时,其前滑值则为一定值

轧辊直径的影响-------轧辊直径增加,前滑值增加,辊径较小时,前滑值随辊径的增加而增加得较快,而辊径较大时,前滑增加得较慢

摩擦系数的影响-------摩擦系数f越大,其前滑值越大

张力对的影响---------张力存在,前滑显著增加

孔型形状的影响-------孔型轧制时,沿孔型周边各点轧辊的线速度不同,但轧件出辊速度又一致,故各点前滑值不同

6.什么是金属及合金的实际变形抗力?它的影响因素有哪些?试分析冷、热轧时各影响因素的确定方法。能够理解P63-68、P326各种数据的使用方法。(江西理工大学12级材型考试题目)

答:材料在单向应力状态下的屈服应力和由影响应力状态的外部因素所引起的附加抗力。公式:

影响因素

温度n T:一般随着轧制温度升高,变形抗力下降,这是由于降低了金属原子间的结合力。

变形程度影响系数nε:冷轧时,有加工硬化,随变形程度增加,变形抗力提高。热轧时,有硬化与软化的双重作用

变形速度n u:冷轧时,变形速度影响小,n u可取为1。热轧时,有硬化与软化的双重作用,随变形速度的增加,软化进行得不完全,故变形抗力提高。

金属临界应力值σs

冷轧时金属实际变形抗力σφ的确定

①冷轧时温度和变形速度对变形抗力影响不大,因此n T≈1,n u≈1;只有变形程度nε才是影响变形抗力的主要因素。

②由于变形区内各断面处变形程度不等,可取平均变形程度对应的变形抗力。

热轧时金属实际变形抗力σφ的确定:热轧时加工硬化可以忽略,即nε≈1 。

7什么叫应力状态影响系数?它的影响因素有哪些?试分析各影响因素的确定方法。

答:应力状态影响系数:nσ=nβn'σn''σn'''σ

若采用平面变形假设,nβ=1.15;不考虑外端n''σ=1;不考虑张力n'''σ=1;

外摩擦影响系数n'σ的确定:采利柯夫公式采用全滑动摩擦规律(t x=fp x) ,可作为确定外摩擦影响系数的理论依据。

外端影响系数n''σ的确定:轧制薄板时,外端影响可忽略不计,即取n''σ=1 。

轧制厚件时,外端存在引起附加应力而使单位压力增大,故当0.05<l/h<1时,可用经验公式计算:n''σ=(l/h)-0.4;在孔型中轧制时,可查图。

张力影响系数n'''σ的确定:一般不单独求张力影响系数n'''σ’,而是将张力的影响考虑进平面变形抗力K中,认为张力直接降低了K值。K值降低在入辊处按K-q0计算,出辊处按K-q1计算,此式基于中性面位臵不变,故适于q0=q1或相差不大时。

8.什么是轧钢生产系统?碳素钢与合金钢的生产系统有何主要区别?

答:一般在组织生产时,根据原料来源、产品种类以及生产规模的不同,将连铸机与各种成品轧机配套设臵,组成各种轧钢生产系统。

区别合合钢在工序上比碳素钢多出了原料准备中的退火、轧制后的热处理、酸洗等工序,以及在开坯中有时还要采用锻造来代替轧钢等。

9.金属与合金的加工特性主要包含哪些内容?进行工艺制定时应作何原则性考虑?

答:塑性;变形抗力;导热系数;摩擦系数;相图形态;淬硬性;对某些缺陷的敏感性。

原则性考虑:必须深入了解轧材的加工特征,即其固有的内在规律。实际上各种钢的具体特性都不相同,故在制定其生产工艺过程时,必须对其钢种特性作详细调查或实验研究,求得必要的参数,作为制订生产工艺规程的依据。

10.合金钢锭采用锻造开坯的原因有哪些?

答: (1)锻造时再结晶过程进行得比较充分;

(2)锻造时三向压应力状态一般较轧制时要强,这也有利于塑性;

(3)在锻造过程中发现裂纹等缺陷时便于及时铲除掉,而轧制时则不能铲除,只能任其自由发展扩大;

(4)用于锻造的钢锭,其锥度可以大到4.5%以上,亦即钢锭锥度不像轧制所用钢锭一样受到限制。

11.在热轧钢材生产的坯料加热-热轧-轧后冷却三个主要工序中

(1)说明各工序的作用;

答:加热在轧钢之前,要将原料进行加热,其目的在于提高钢的塑性,降低变形抗力及改善金属内部组织和件能,以便于轧制加工;

热轧精确成型及改善组织和性能;

轧后冷却随着冷却速度的增加,由奥氏体转变而来的铁素体—渗碳体混合物也变得愈来愈细,硬度也有所增高,相应地形成细珠光体、极细珠光体及贝氏体等组织。

(2)分别说明各工序主要的工艺参数有哪些?

答:加热:加热温度,加热速度,加热时间;

热轧:变形温度,变形速度,变形程度;

轧后冷却:冷却速度,冷却制度。

(3)说明主要的工艺参数确定的基本原则;

答:加热

加热温度的选择依据钢种不同而不同。三图定温:Fe-C相图,再结晶图,热塑性图。确定加热最高温度时,必须充分考虑到过热、过烧、脱碳等加热缺陷产生的可能性;

加热速度必须考虑到钢的导热性;

合理的加热时间取决于原料的钢种,尺寸装炉温度,加热速度以及加热设备的性能和结构等。

热轧

变形程度越大,三向压应力状态越强,对于热轧钢材的组织性能越有利;

轧制温度规程主要根据有关塑性变形抗力和钢种特性来确定;

变形速度或轧制速度主要影响到轧机的产量。

轧后冷却

冷却速度或过冷度对奥氏体转化的温度及转化后的组织产生显著影响。

(4)说明温度参数在这三个工序中的关系。

答:钢坏开轧温度应在不影响质量的前提下尽量提高;

对于碳素钢加热最高温度常低于固相线100—200℃,开轧温度由于从加热炉到轧钢机的温度降,一般比加热温度还要低一些;

在轧制亚共析钢时,一般终轧温度应该高于A r3线约50-100℃,以便在终轧以后迅速冷却到相交温度,获得细致的晶粒组织。

12分析H型钢的结构特点及其主要的生产方法的工艺特点。(P154)

答:结构特点:

①H型钢的边部内侧与外侧平行或接近于平行,边的端部呈直角,平行边工字钢由此得名;

②与腰部同样高度的普通工字钢相比,H型钢的腰部厚度小,边部宽度大,因此又叫宽边工字钢;

③H型钢的截面模数、惯性矩及相应的强度均明显优于同样单重的普通工字钢。

工艺特点:使用万能孔型轧制,H型钢腰部在上下水平辊之间进行轧制边部在水平辊和立辊之间同时轧制成形;

用万能孔型轧制H型钢,轧件断面可以得到较均匀的延伸,边部内侧轧辊表面的速度差较小,可减轻产品的内应力以及外形上的缺陷;

适当改变万能孔型中的水平辊和立辊的压下量,便能获得不同规格的H型钢,且轧辊的寿命大大长于两辊孔型。

13.分析钢轨的性能特点,说明其生产工艺流程,以及主要工序的作用。

答:(1)重轨生产的工艺流程举例:

轧制复习题

(2)主要工序的作用:

答:轧后冷却:防止冷却过程氢析出而造成白点缺陷;

轨端淬火:使轨端有足够的强度、韧性和耐磨性;

全长淬火:提高整根重轨头部的强度、韧性和耐磨性。

14.型材生产的工艺特点是什么?

答:(1)品种规格多型钢品种与规格目前已达万个以上。

(2)断面形状差异大在型材产品中,除了方、圆、扁钢断面形状简单且差异不大外,大多数是复杂断面型材,这些钢材不仅断面形状复杂,而且互相之间断面形状差异很大,这些产品的孔型设计和轧制生产都有其特殊性。

(3)断面形状复杂在轧制过程中存在严重的不均匀变形,孔型各部存在明显的辊径差,非对称断面在孔型内受力、变形不均;

断面各分支部分接触轧辊和变形的非同时性,断面各处温度不均匀,而产生轧后冷却收缩不均匀,造成轧件弯曲和扭转;

工具磨损也不均匀,轧件尺寸难以精确计算;

轧机调整、导卫装臵设计、安装复杂。

(4)轧机结构和轧机布臵形式多种多样在结构型式上:二辊式轧机、三辊式轧机、四辊万能轧机、多辊孔型轧机、Y型轧机、45o轧机和悬臂式轧机等。在轧机布臵形式上:横列式、顺列式、棋盘式、半连续式及连续式布臵等。

15.分析万能孔型轧制时轧件的变形特点。

答:(1)腰部和边部的变形区形状近似于平辊轧板;

(2)边部和腰部的变形互相影响;

(3)腰部全后滑;

(4)边部的变形区长,立辊先接触轧件;

(5)轧制后边端不齐,外侧宽展大。

16.结合简图说明棒线材轧机的布臵形式有哪些?各有何特点?生产工艺有何不同?

答:(1)横列式轧机单列式轧机:由一台电机驱动,轧制速度不能随轧件直径的减小而增加,这种轧机轧制速度低,线材盘重小,尺寸精度差,产量低;多列式轧机:各列的若干架轧机分别由一台电机驱动,使精轧机列的轧制速度有所提高,盘重和产量相应增大,列数越多,情况越好。

(2)半连续式轧机半连续轧机是由横列式机组和连续式机组组成的。其初轧机组为连续式轧机,中、精轧机组为横列式轧机,是横列式轧机的一种改良形式。其连续式的粗轧机组是集体传动。

粗轧对成品的尺寸精度影响很小,可以采用较大的张力进行拉钢轧制,以维持各机架间的秒流量,这种方式轧出的中间坯的头尾尺寸有明显差异。

(3)复二重式轧机复二重式线材轧机按其工艺性质属于半连续式轧机。

特点:在轧制过程中既有连扎关系,又有活套存在,各机架的速度靠分减速箱调整,取消了横列式轧机的反围盘,活套长度较小,因而温降也小。

相对于横列式线材轧机,复二重式轧机基本上解决了轧件温降问题,并且取消了反围盘,轧制时工艺稳定,便于调整。但是与高速无扭线材轧机相比,其工艺稳定性和产品精度都较差,而且劳动强度大,盘重小。

(4)传统连续式轧机轧制速度高,轧件沿长度方向上的温差小,产品尺寸精度高,产量高,线材盘重大。连续式轧机一般分为粗、中、精轧机组,线材轧机常常有预精轧机组,预精轧机组其实也是一组中轧机。

20世纪40年代的连续式轧机主要是集体传动的水平辊机座,对线材则是进行多线连轧。由于这类轧机在轧制过程中轧件有扭转翻钢,故轧制速度不能高。

(5)Y型三辊式线材精轧机组。Y型轧机每架由3个互成120。角的盘状轧辊组成,相邻机架相互倒臵180。。轧制时轧件无需扭转,轧制速度可达60m/s,Y型轧机由于轧辊传动结构复杂,不用于一般钢材轧制,多用于难变形合金和有色金属的轧制。

进人Y型轧机的坯料一般是圆形,也有六角形坯,轧件的变形比较均匀,在孔型的断面面积较为准确,因此各机架间的张力控制也较为准确;轧制中轧件角部位臵经常变化,故各部分的温度比较均匀,易去除氧化铁皮,产品表面质量好,而且轧制精度也高。

17.简述棒线材生产的主要工艺流程。(江西理工大学12级材型考试题目,还加考了棒线材的定义)

答:①加热和轧制的工艺流程如下:②棒材一般的冷却和精整工艺流程如下:

③线材一般的精整工艺流程如下:

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20.板带材按厚度如何让分类?对板带材的主要技术要求有哪些?

答:一般可分为厚板(包括中板和特厚板)、薄板和极薄带材(箔材)三类。

技术要求:(1)尺寸精度要求高;(2)板型要好; (3)表面质量要好; (4)性能要好。

21.中厚板轧制分为那几个阶段?粗轧阶段有哪几种轧制方法?

答:中厚板的轧制过程可分为除鳞、粗轧和精轧几个阶段。

方法: (1)全纵轧法;(2)横轧—纵轧法或综合轧法;(3)角轧—纵轧法;(4)全横轧法;(5)平面形状控制轧法。

22.简述中厚板生产工艺流程,分析中厚板生产工艺特点。(江西理工大学12级材型考试题目)

答:加热-除鳞-粗轧-精轧-矫直-冷却-剪切-探伤-压力矫直-热处理-喷砂-涂油包装

生产工艺特点:轧件厚度大,无需保温、抢温;轧件横向的不均匀变形显著,需切头尾,切边,影响成材率;强调平面形状控制技术。

23.简述中厚板轧制中平面形状控制技术的工艺思想及目的。

答:工艺思想:根据每种尺寸的钢板在终轧后捅形平面形状的变化量,计算出租轧展宽阶段坯料厚度的变化量,以求最终轧出的钢板平面形状矩形化。

目的:消除桶形,提高成材率。

24中厚板轧机的型式分别有哪些方案?简要分析各方案的特点。

答:中、厚板轧机的型式不一,从机架结构来看有二辊可逆式、二辊劳特式、四辊可逆式、万能式和复合式之分;就机架布臵而言又有单机架、顺列或并列双机架及多机架连续或半连式轧机之别。

二辊可逆式轧机:其辊系的刚度较差,轧制精度不高;

二辊劳持式轧机:它可以采用交流电机传动以实现往复轧制,辊系刚度不够大,轧机咬入能力较弱,前后升催台等设备也比较笨重复杂;

四辊可逆式轧机:适于轧制各种尺寸规格的中、厚板,尤其是轧制精度和板形要求较严的宽厚度;

万能式轧机:生产齐边钢板,不用剪边,以降低金属消耗,提高成材率。

25.P226图14-2为热轧低碳钢中厚板时铁素体晶粒度与板厚关系,试分析其内在关系。答:分析1号线:随着成品板板厚的增加(压缩比减小),铁素体晶粒度逐渐减小,晶粒粗化越明显。因为在轧制过程中,低碳钢的铁素体相会发生回复、再结晶(静态和动态),而再结晶的形变储能是压下量,如果压下量越大及压缩比越大,形变储能积累越多,铁素体再结晶越充分,因此晶粒细化越明显,晶粒度号越大,反之越小。中厚板1/2板厚位臵往往是受其它因素,助于温度、摩擦等影响最小的地方,因此,该处的晶粒度最能反映中厚板本身的晶粒大小;

对比1号线和2号线:发现同样是1/2厚的位臵,边部随压缩比的增加,晶粒度号也是逐渐增大,但是变化趋势小于中部。同样板厚,中部的晶粒度号要小于边部,且板厚越大,这种差异越大,主要是因为,边部温度散失更快,而心部温度可以确保铁素体完成再结晶后继续增大。

26.简述热连轧带钢生产工艺流程,分析热连轧带钢生产工艺特点。

答:热轧带钢生产工艺过程主要包括原料准备、加热、粗轧、卷板、焊接、精轧、冷却及飞剪、卷取等工序。

工艺特点:

(1)为了提高产量而不断提高速度,加大卷重和主电机容量、增加轧机架数和轧辊尺寸、采用快速换辊及换剪刃装臵等;

(2)普遍采用连铸坯及热装和连铸连轧工艺、无头轧制工艺、低温加热轧制、热卷取箱和热轧工艺润滑及车间布臵革新等;

(3)为了提高质量而采用高度自动化和全面计算机控制,采用各种AGC系统和液压控制技术,开发各种控制板形的新技术和新轧机。

27绘简图说明热带钢连轧机组的粗轧机组有哪几种布臵形式,各有何特点?

答:①半连续式:半连续式轧板粗轧阶段道次可灵活调整,设备和投资部较少,故适用于产量要求不太高,品种范围又广的情况。现代半连续工艺生产能力更强、投资更省、轧线更短;

②全连续式轧机:适合于大批量单一品种生产,操作简单,维护方便,但设备多,投资大,轧制流程线或厂房长度增大;

③3/4连续式:较全连续式所需设备少,厂房短,生产灵活性也稍大些;但可逆式机架的操作维修要复杂些,耗电量也大些。

28.简述冷轧板带钢生产中采用工艺润滑及大张力轧制的主要原因。(江西理工大学12级材型考试题目)

答:①冷轧采用工艺润滑的主要作用是减小金属的变形抗力,有助于保证在已有的设备能力条件下实现更大的压下,而且还可使轧机能够经济可行地生产厚度更小的产品。此外,也直接对冷轧过程的发热率以及轧辊的温升起到良好影响。在轧制某些品种时,可以起到防止金属粘辊的作用。

②防止带材在轧制过程中跑偏,使所轧带材保持平直和良好的板形;降低金属变形抗力,便于轧制更薄的产品;可以起适当调整冷轧机主电机负荷的作用。

29.简述冷轧板带钢生产的工艺特点。

答:(1)加工温度低,在轧制中将产生不同程度的加工硬化;

(2)冷轧中要采用工艺冷却和润滑;

(3)冷轧中要采用张力轧制。

30.绘制冷轧汽车钢板的生产工艺流程图,分析各工序的工艺目的。

答:深冲钢板的典型代表是汽车钢板,以下介绍深冲钢板工艺流程

热轧板卷料--酸洗--冷轧--退火--平整--横剪(纵剪检查、重卷)-普通深冲板

(酸-轧联合)

酸洗:去除板卷料表面氧化铁皮横剪:定尺退火:改善力学性能

31.冷轧电工硅钢生产中为何要采用脱碳退火工艺?

答:硅钢退火的目的不仅仅是通过再结晶消除冷轧产生的应变和促使晶粒长大,而且要将钢中的脱碳到0.005%以下,以保证磁性、硬度和磁时效符合要求。因为电硅钢在高温下碳和氮的固溶较高,从高温快速冷却时,多余的碳和氮来不及析出而形成过饱和固溶体。当电机长时间使用,多余的碳和氮原子就会以细小弥散的碳化物析出导磁性破坏,引起磁时效。

32.板带钢生产工艺中采用平整工序的作用有哪些?

答:(1)供冲压用的板带钢事先经过小压下率的乎整,就可以在冲压时不出现“滑移线”(亦即吕德斯线),以一定的压下率进行平整后,钢的应力—应变曲线即可不出现“屈服台阶”,而理论与实验研究证明,吕德斯线的出现正是与此屈服台阶有关的;

(2)冷轧板、带材在退火后再经平整,可以使板材的平直度(板形)与板面的光洁度有所改善;

(3)改变平整的压下率,可以使钢板的力学性能在一定的幅度内变化,这可以适应不同用途的镀锡板对硬度和塑性所提出的不同要求。

33.试用P-h图分析张力发生波动时的板厚调整过程。

答:张力q增加时,板厚变薄。为消除此偏差,相应地调整压下,使辊缝S0变到S0+△S0,亦即使轧机弹性线从A1平行移到A2重新交到等厚轧制线上的E',点使板厚恢复到h。

34.试用P-h图分析板坯厚度发生波动时的板厚调整过程。(江西理工大学12级材型考试题目)

答:板坯原始厚度h0减小时,板厚变薄。为消除此偏差,相应地调整压下,使辊缝S0变到S0+△S0,亦即使轧机弹性线从A1平行移到A2重新

交到等厚轧制线上的E',点使板厚恢复到h。

35.什么是板形?结合典型板形的表现形式分析板形的形成原因。

答:板形是指板、带材的平直度,即是指浪形、瓢曲或旁弯的有无及程度。

形成原因:在来料板形良好的条件下,它决定于伸长率沿宽度方向是否相等,即压缩率是否相同。若边部伸长率大,则产生边浪;中部延伸大,则产生中部浪形或瓢曲;一边比另一边延伸大,则产生“镰刀弯”。

36.试分析板带钢厚度波动产生的主要原因。

答:轧制力P的波动是影响板带轧出厚度的主要因素。因而所有影响轧制力变化的因素都必将影响到板、带材的厚度精度。这些因素主要有:

(1)轧件温度、成分和组织性能的不均对热轧板、带材最重要的是轧件温度的波动;对冷轧则主要是成分和组织性能的不均;

(2)坯料原始厚度的不均来料厚度有波动实际就是改变了P-h图中线B的位臵和斜率,使压下量产生变化,自然要引起压力和弹跳的变化;

(3)张力的变化它是通过影响应力状态及变形抗力而起作用的;

(4)轧制速度的变化它主要是通过影响摩擦系数和变形抗力,乃至影响轴承油膜厚度来改变轧制压力而起作用的。

37.何谓“正弯辊”与“负弯辊”,分别用于解决何种板形问题。

答:正弯辊弯辊力加在两工作辊瓦座之间,弯辊力与轧件对轧辊的轧制力方向相同,结果是减少了工作辊的挠度。轧件边部出现波浪可采用此法。

负弯辊弯辊力加在两工作辊与支撑辊的瓦座之间,弯辊力与轧件对轧辊的轧制力方向相反,结果是增大了工作辊的挠度。轧件中间出现波浪可采用此法。

38.试分析影响辊缝形状的主要原因。

答:①轧辊的弹性变形轧辊的弹性变形主要包括轧辊的弹性弯曲和弹性压扁。轧辊的弹性压扁沿辊身长度分和是不均匀的,这主要是由于单位压力分布不均匀所致。轧辊的弹性弯曲挠度一般是影响辊缝形状的最主要的因素。

②轧辊的不均匀热膨胀轧制过程中轧辊的受热和冷却条件沿辊身分布是不均匀的。在多数场合下,辊身中部的温度高于边部(但有时也会出现相反的情况),并且一般在传动侧的辊温稍低于操作侧的辊温。在直径方向上辊面与辊心的温度也不一样,在稳定轧制阶段,辊面的温度较高,但在停轧时出于辊面冷却较快,也会出现相反的情况。

③轧辊的磨损轧件与工作辊之间及支撑辊与工作辊之间的相互摩擦都会使轧辊不均匀磨损,影响辊缝的形状。

五、影响板带材轧出厚度的因素有哪些?若某一瞬间坯料厚度增加,可采取哪些方法进行调整,阐述所采用方法的原理,比较所采用方法的优缺点。(15分)

影响因素:影响板带实际轧出厚度的因素主要是轧机刚度、原始辊缝和轧制力。轧机刚度在既定的轧机上可认为不变;原始辊缝影响因素较多,主要有轧辊的偏心运动、磨损、热膨胀以及轧辊轴承油膜厚度的变化,较复杂,没有规律性,实际中常由经验确定;轧制力

变化的影响因素较多,主要有:

1)轧件温度、成分和组织性能不均匀;

2)坯料原始厚度不均匀;

3)张力的变化;

4)摩擦系数的变化;

5)轧制速度的变化。(3分)若某一瞬间坯料厚度增加,可采取以下方法调整:

1)调压下:若某一瞬间坯料厚度增加,则由于压下量增加导致轧制力增加,轧出厚度增加,产生厚差。若保持轧出厚度不变,则可减小辊缝,使轧机的弹性特性曲线与塑性特性曲线交于等厚轧制线上,使厚偏差消除。(3分)

2)调张力:当来料厚度增加而导致轧出厚度产生偏差时,可通过增加张力改变塑性特性曲线斜率,使轧机的弹性特性曲线与塑性特性曲线交于等厚轧制线上,从而可以在原始辊缝不变的条件下保持轧出厚度不变。(3分)

3)调轧制速度:轧制速度的变化会引起张力、摩擦系数、轧制温度以及轴承油膜厚度等因素的变化,因此调整轧制速度可达到控制板厚的目的。如果改变轧制速度是通过摩擦系数的变化而改变轧制压力,则当来料厚度增加而导致轧出厚度产生偏差时,可通过增加轧制速度进而降低摩擦系数(轧制力),使轧机的弹性特性曲线与塑性特性曲线交于等厚轧制线上,从而可以在原始辊缝不变的条件下保持轧出厚度不变。(3分)优缺点比较:(3分)当轧件的变形抗力很大,而轧机的刚度又较小时,通过调压下来调厚的效率很低,严重时甚至不起作用;此外,调压下对轧辊偏心等周期性高频变化量也无能为力。

调张力法反应迅速、有效且精确,但因张力变化不能太大(张力大易产生拉窄或拉薄,尤其热轧时一般不用),故调厚范围受到限制。实际中一般不单独采用,通常和调压下相互配合。当厚度波动较小,如成品轧制道次,可采用张力微调,而当厚度波动较大时改用调压下的方法。

由于轧制速度的调整范围有限,因此调轧制速度控制板厚的方法也只适于微调;此外,调速通过改变摩擦系数而引起轧制压力的变化,进而改变轧件塑性特性曲线的斜率的过程反应较慢。

调压下、调张力和调速度三种厚度控制方法各有特点,其中最主要、最基本、最常用的还是调压下的厚度控制方法。

六、影响板形的因素有哪些?若某一瞬间板带中间有波浪,可采取哪些方法进行调整,阐述所采用方法的原理,比较所采用方法的优缺点。(15分)

影响因素:(3分)

(1)轧辊的不均匀热膨胀;

(2)轧辊的不均匀磨损;

(3)轧辊的弹性变形:包括轧辊的弹性弯曲和弹性压扁。

若某一瞬间板带出现中浪时,可采用以下方法调整:

1)调温控制法:如若轧件出现中间波浪,则说明凸度太大,此时可增大辊身中部的冷却液流量或减小辊身边部的冷却液流量,使辊身中部的热凸度减小。

(3分)

2)弯辊法:实质是控制轧辊的弹性变形,有以下2种方法:

A)调控轧制力的大小,如调张力、速度、道次压下量等,来改变轧辊的弯曲变形。若轧件出现中间波浪,则说明轧辊凸度太大,此时可适当增加轧制力使轧辊的弯曲变形增大以减小凸度,手段如增加压下量、减小张力、降低轧制速度等。(3分)

B)液压弯曲工作辊(负弯辊):若轧件出现中间波浪,则说明轧辊凸度太大,此时可在工

作辊与支承辊的瓦座之间施加反弯力,结果增大了轧制时工作辊的挠度(减小了凸度),防止中间波浪。(3分)优缺点比较:(3分)调温控制法是辊型控制不可缺少的手段,尤其对较复杂的局部波浪等也很有效,但由于轧辊本身的热容量较大,升、降温过渡时间较长,反映慢,而急冷急热又易损坏轧辊,因此,对现代高速轧机,单靠这种缓慢的调温控制法不能满足要求。

调控轧制力法简单、易操作,但反映慢,还影响纵向厚度精度。

液压负弯工作辊时可减小工作辊与支承辊间的接触负荷,因此可延长轧辊的使用寿命;同时还不影响压下螺丝的负荷,即不影响板带纵向厚度的变化,实际中广泛采用。此外,液压弯辊能快速、准确地调整辊型,即能满足高速、高精度要求,但只对对称波浪有效,不能解决局部波浪等缺陷,对宽板的效果也不理想。

七、(10分)推动板带轧制方法与轧机型式演变的主要矛盾是什么?阐述演变过

程的主要阶段。

如何发展轧件的变形而控制和利用轧机的变形是推动板带轧制方法与轧机型式演变的主要矛盾。(1分)

演变的主要阶段:

使轧件易于变形主要有两个途径:一是尽量降低板带本身的变形抗力(内阻),最有效的措施就是加热并在轧制过程中保温;二是设法改变轧件变形时的应力状态,尽量减小应力状态影响系数、外摩擦等对金属变形的阻力(外阻)。至于控制和利用轧机的变形,则包括了增强和控制机架和辊系的刚性、控制和利用轧辊变形等各种实用技术措施。可分别阐述如下:1)围绕降低金属变形抗力(内阻)的演变和发展(3分)

成张往复热轧——叠轧(统治薄板生产大300年之久)——单张成卷连续热轧/炉卷可逆轧制/行星轧制——连续冷轧——温轧——连铸连轧及连续铸轧。

2)围绕降低应力状态影响系数(外阻)的演变与发展(3分)降低外阻的主要措施是减小工作辊直径、采用优质润滑油和采取张力轧制,其中最主要、最活跃的是减小轧辊直径,由此出现了从二辊到多辊的各种型式的轧机。其演变为:二辊轧机——三辊劳特轧机/四辊轧机——六辊轧机——多辊轧机——异步轧机。在改进轧制润滑效率方面主要是热轧润滑的发展。

3)围绕减少和控制轧机变形的演变和发展(3分)要减少轧机变形的不利影响,除减小轧制压力外,主要是增强及控制轧机(轧辊)的刚度和变形。增强机架牌坊和辊系的刚度——变刚度——正确设计辊型和调温、调压下控制辊型——弯辊控制辊型——HC等新轧机新技术。

6、HC六辊轧机的特点。

1)具有大的刚性稳定性:即当轧制力增大时,引起板带的横向厚差很小;

(1分)

2)具有很好的控制性:即在较小的弯辊力作用下就能使板带的横向厚差发生显著变化;(1分)

3)可显著提高板带的平直度、减少板带边部变薄及裂变部分宽度,减少切边损失;(2分)4)压下量由于不受板形限制而可适当提高。(1分)

1、无缝钢管生产的主要加工工序有哪些?各有什么作用?

答:穿孔:将实心管坯穿制成空心毛管。(内外表面质量和壁厚不均匀性);轧管:将空心毛管减壁延伸达到成品管所要求的热尺寸和均匀性。定(减)径:定径:是毛管获得成品管

所要求的外径热尺寸和精度,提高管外表质量;减径:大管径减缩到所要求的外径热尺寸和精度;张力减径:在前后张力作用下,减径同时减壁。

三、(10分)中、厚板粗轧阶段有哪几种操作方法?各有何特点?

(1)全纵轧法:优点是产量高,铸锭头部的缺陷不扩展到板带的长度上,但

组织和性能严重各向异性,钢板横向性能太低,往往不合格(尤其是冲击韧性)。(2分)(2)全横轧法:只有当板坯长度大于或等于钢板宽度时才能采用。若以连铸

坯为原料,此法会使钢板的组织和性能产生明显的各向异性,但当使用

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初轧坯为原料时则可大大减轻钢板组织和性能的各向异性,显著提高横向的塑性和冲击韧性,提高综合性能的合格率。(2分)

(3)横轧-纵轧法或综合轧法:其优点是:板坯宽度和钢板宽度可以灵活配

合,并可提高横向性能,减少钢板的各向异性;缺点:使产量有所降低,并易使钢板成桶形,增加切边损失,降低成材率,使钢板组织性能的各向异性改善不多,横向性能略差。(2分)(4)角轧-纵轧法:优点是:可改善咬入条件、提高压下量、减小咬入时的

冲击;缺点是:生产率、成品率低,劳动强度大,操作复杂,难于实现自动化,只有在轧机较弱或板坯较窄时采用。(2分)

(5)平面形状控制轧法:即MAS轧制法及差厚展宽轧制法。在整形轧制或

展宽轧制时改变板坯两端的厚度形状,可以明显减少切头尾损失,提高成材率,但要求自动化程度高。(2分)

39.请复习教材309页例题,掌握轧制力与轧制力矩的计算,并会简要分析变形抗力曲线。(江西理工大学12级材型考试题目)