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江西理工大学材料科学与工程学院材料成型及控制工程《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，合力作用点的位置固定，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TxNx，可以实现自然咬入，此时αβ，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vh大于轧辊在该处的线速度v，即vhv的现象称为前滑现象。13.前滑值：轧件出口速度vh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置，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。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，这样做的目江西理工大学材料科学与工程学院材料成型及控制工程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：当l/h0.5--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。当l/h0.5--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。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。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。江西理工大学材料科学与工程学院材料成型及控制工程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FB/FL↓，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nT: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nu:冷轧时，变形速度影响小，nu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的确定冷轧时温度和变形速度对变形抗力影响不大，因此nT≈1，nu≈1；只有变形程度nε才是影响变形抗力的主要因素。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；江西理工大学材料科学与工程学院材料成型及控制工程外摩擦影响系数n＇σ的确定：采利柯夫公式采用全滑动摩擦规律(tx=fpx)，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，此式基于中性面位置不变，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置，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；江西理工大学材料科学与工程学院材料成型及控制工程答：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Ar3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:H型钢的边