軋鋼理論--第二講

1、2.1 體積不變定律 彈塑性共存定律2.2 最小阻力定律2.3 移位體積與變形速度2.4 不均勻變形1 體積不變定律及其方程 V0=VnV0 變形前金屬的體積Vn變形后金屬的體積 HBL=hbl F0L=Fnl2 體積不變定律的應(yīng)用：用于工程設(shè)計(jì)和生產(chǎn)計(jì)算，如計(jì)算軋機(jī)間距及軋件尺寸(P139例題) ：彈塑性共存定律1、什么叫最小阻力定律？金屬在塑性變形過程中，其每一質(zhì)點(diǎn)將沿著阻力最小的方向移動(dòng)。即做最少的功，走最短的路。 2、最小阻力定律的實(shí)驗(yàn)證明（見圖101）3、最小阻力的方向：離截面周邊最近的方向，即最短法線法則正方形斷面變形模式正方形斷面變形模式 （a）（b）B-B剖面（c）用來分析壓力

2、加工中金屬質(zhì)點(diǎn)的流動(dòng)規(guī)律流動(dòng)方向）及掌握質(zhì)點(diǎn)流動(dòng)對(duì)產(chǎn)品和設(shè)備的影響例：為什么軋制時(shí)延伸大于寬展(圖10-3)為什么軋輥D增大，寬展會(huì)增大，延伸會(huì)減小(見下圖)軌輥直徑不同時(shí)軋件變形區(qū)縱橫方向阻力圖 （DD，B2B2） 一、移位體積1、移位體積概念：金屬塑性變形就是通過金屬的某一部分體積的位置轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)的，這種位置轉(zhuǎn)移部分的金屬體積叫移位體積。由HBL=hbl得3、應(yīng)用實(shí)例(P142例題)和寬度方向的。位體積如何分配到長(zhǎng)度上式表明高度方向的移整理得：可近一步得到：由為零向的體積位移的代數(shù)和表示：沿三個(gè)主變形方所以經(jīng)證明：10)-(10 1lnlnlnln lnlnln4)-(104)-(10Vln

3、 Vln Vln4)-(10 0lnlnlnVLlVBbVHhLlBbHhlbh1、概念：變形速度是變形程度對(duì)時(shí)間的變化率，它表示單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的相對(duì)變形(應(yīng)變)。注：工具的運(yùn)動(dòng)速度與變形速度是不同的概念。秒單位： / 1 ddt dd1/ddddxzxxxxhvthhthht 各種壓力加工的變形速度計(jì)算不同。 軋制時(shí)平均變形速度公式有艾克隆德公式和采利柯夫公式，前者簡(jiǎn)便且計(jì)算精度較高，最常用。 (公式及推導(dǎo))3、例題14)-(10 2hHRhHv1、不均勻變形的概念物體在高度和寬度方向上的變形都均勻，才能稱為均勻變形。否則，就是不均勻變形。鐓粗圓柱體所產(chǎn)生單鼓形和雙鼓形，都是不均勻變形的外在

4、表現(xiàn)。2、基本應(yīng)力、附加應(yīng)力及殘余應(yīng)力基本應(yīng)力：由于外力作用而產(chǎn)生的應(yīng)力。附加應(yīng)力：由于物體內(nèi)的不均勻變形受到物體整體性的限制，在其內(nèi)部各部分之間產(chǎn)生的相互作用的應(yīng)力稱為附加應(yīng)力。(圖10-8)例：凸形輥軋制矩形斷面軋件的附加應(yīng)力。工作應(yīng)力：是基本應(yīng)力與附加應(yīng)力的代數(shù)和。殘余應(yīng)力：塑性變形結(jié)束后，仍保留在變形物體內(nèi)的附加應(yīng)力。殘余應(yīng)力的危害：a降低金屬的塑性、沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度等機(jī)械性能。b降低耐蝕性、導(dǎo)熱導(dǎo)電性等物理化學(xué)性能。c使產(chǎn)品產(chǎn)生外觀缺陷。熱處理消除圖10-8 在凸形軋輥上軋制矩形坯產(chǎn)生的附加應(yīng)力la若邊緣部分自成一體時(shí)軋制后的可能長(zhǎng)度 lb若中間部分自成一體時(shí)軋制后的可能長(zhǎng)度l 整

5、個(gè)軋制后的實(shí)際長(zhǎng)度l1) 接觸面外摩擦的影響2) 變形區(qū)幾何因素的影響3)工具和變形體的輪廓形狀影響 4)變形體溫度分布不均的影響5)變形金屬性質(zhì)不均的影響6)變形體外端的影響(見圖10-9) 摩擦影響的實(shí)質(zhì)摩擦影響的實(shí)質(zhì)：由于摩擦力的作用，在一定程度上改變了金屬的流動(dòng)特性并使應(yīng)力分布受到影響。 圖10-9 圓柱體鐓粗時(shí)摩擦力 對(duì)變形及應(yīng)力分布影響 變形區(qū)的幾何因子（如H/D、H/B等）是影響變形和應(yīng)力分布很重要的因素。如鐓粗或軋制時(shí)， H/D2時(shí)出現(xiàn)單鼓形、H/B2時(shí)出現(xiàn)雙鼓形。 工具（或坯料）形狀是影響金屬塑性流動(dòng)方向的重要因素。工具與金屬形狀的差異，會(huì)造成金屬沿某一方向出現(xiàn)變形和應(yīng)力分布不勻。(見下圖及圖10-11) 沿孔型寬度上延伸分布圖 在同一變形物體中高溫部分的變形抗力小，低溫部分的變形抗力 大。因此變形物體溫度不均勻，必然引起變形的不同及附加應(yīng)力的產(chǎn)生。(圖10-12) 圖10-121高溫部分；2低溫部分 變形金屬中的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、夾雜物、相的形態(tài)等分布不均會(huì)造成金屬各部分的變形和應(yīng)力分布差異。 外端（未變形的金屬）對(duì)變形區(qū)金屬的影響主要是阻礙變形區(qū)金屬流動(dòng)。 拔長(zhǎng)時(shí)外端的影響 （a）（b）1)單位變形力增大2)金屬塑性降低3)產(chǎn)品質(zhì)量