軋制理論知識(shí)點(diǎn)

軋制理論知識(shí)點(diǎn)軋制理論知識(shí)點(diǎn)軋制理論知識(shí)點(diǎn)xxx公司軋制理論知識(shí)點(diǎn)文件編號(hào)：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度金屬壓力加工：即金屬塑性加工，對(duì)具有塑性的金屬施加外力作用使其產(chǎn)生塑性變形，而不破壞其完整性，改變金屬的形狀、尺寸和性能獲得所要求的產(chǎn)品的一種加工方法按溫度特征分類1.熱加工：在充分再結(jié)晶溫度以上的溫度范圍內(nèi)所完成的加工過程，T=∽熔。2.冷加工：在不產(chǎn)生回復(fù)和再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的加工T=熔以下。3.溫加工：介于冷熱加工之間的溫度進(jìn)行的加工.按受力和變形方式分類：由壓力的作用使金屬產(chǎn)生變形的方式有鍛造、軋制和擠壓軋制軋制：金屬坯料通過旋轉(zhuǎn)的軋輥縫隙進(jìn)行塑性變形。軋制分成縱軋（金屬在相互平行且旋轉(zhuǎn)方向相反的軋輥縫隙間進(jìn)行塑性變形）橫軋和斜軋。內(nèi)力：物體受外力作用產(chǎn)生變形時(shí)，內(nèi)部各部分因相對(duì)位置改變而引起的相互作用力。分析內(nèi)力用切面法。應(yīng)力（全應(yīng)力）：單位面積上的內(nèi)力全應(yīng)力可分解成兩個(gè)分量，正應(yīng)力σ和剪應(yīng)力τ主變形和主變形圖示：絕對(duì)主變形：壓下量Dh=H-h寬展量Db=b-B延伸量Dl=l-L相對(duì)主變形：相對(duì)壓下量e1=(l-L)/L*100%相對(duì)寬展量e2=(b-B)/B*100%相對(duì)延伸量e3=(H-h)/H*100%延伸系數(shù)m=l/L壓下系數(shù)h=H/h寬展系數(shù)w=b/B①物體變形后其三個(gè)真實(shí)相對(duì)主變形之代數(shù)和等于零；②當(dāng)三個(gè)主變形同時(shí)存在時(shí)，則其中之一在數(shù)值上等于另外兩個(gè)主變形之和，且符號(hào)相反。③當(dāng)一個(gè)主變形為0時(shí)，其余兩個(gè)主變形數(shù)值相等符號(hào)相反金屬塑性變形時(shí)的體積不變條件：金屬塑性變形時(shí),金屬體積改變都很小，其變形前的體積V1和變形后的體積V2相等.這種關(guān)系稱之為體積不變條件,用數(shù)學(xué)式表示為V1=V2最小阻力定律認(rèn)為:如果變形物體內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)有向各個(gè)方向流動(dòng)的可能,則變形物體內(nèi)每個(gè)質(zhì)點(diǎn)將沿力最小方向移動(dòng)。影響金屬塑性流動(dòng)和變形的因素：摩擦的影響變形區(qū)的幾何因素的影響工具的形狀和坯料形狀的影響外端的影響變形溫度的影響金屬性質(zhì)不均的影響基本應(yīng)力：由外力作用所引起的應(yīng)力叫做基本應(yīng)力。表示這種應(yīng)力分布的圖形叫基本應(yīng)力圖。附加應(yīng)力：由于物體內(nèi)各層的不均勻變形受到物體整體性的限制，而引起其間相互平衡的應(yīng)力叫做附加應(yīng)力。工作應(yīng)力：基本應(yīng)力與附加應(yīng)力的代數(shù)和即為工作應(yīng)力。1)當(dāng)附加應(yīng)力等于零時(shí)，則基本應(yīng)力等于工作應(yīng)力2)當(dāng)附加應(yīng)力與基本應(yīng)力同號(hào)時(shí)，則工作應(yīng)力的絕對(duì)值大于基本應(yīng)力的；3)當(dāng)附加應(yīng)力與基本應(yīng)力異號(hào)時(shí)，則工作應(yīng)力的絕對(duì)值小于基本應(yīng)力的。殘余應(yīng)力：塑性變形結(jié)束后附加應(yīng)力仍殘留在變形物體中時(shí)，這種應(yīng)力即稱之為殘余應(yīng)力引起變形及應(yīng)力不均勻分布的原因1.接觸面的外摩擦2.變形區(qū)的幾何因素（在鐓粗試件時(shí)：當(dāng)H/d≤，即壓縮低件時(shí)將產(chǎn)生單鼓的不均勻變形；當(dāng)H/d＞，即壓縮高件時(shí)將產(chǎn)生雙鼓的不均勻變形）3.工件和工具的輪廓形狀4.變形體溫度分布不均勻5.變形物體的外端的影響6.金屬本身性質(zhì)的不均勻減輕應(yīng)力及變形不均勻分布的措施:正確選定變形的溫度-速度制度減少金屬表面上的外摩擦合理設(shè)計(jì)加工工具形狀盡可能保證變形金屬的成分及組織均勻減輕或消除殘余應(yīng)力的措施:變形后進(jìn)行熱處理變形后進(jìn)行機(jī)械處理冷變形中金屬組織的變化1、晶粒被拉長:在冷變形中，隨著金屬外形的改變，其內(nèi)部晶粒的形狀也大體上發(fā)生相應(yīng)的變化，即均沿最大主變形方向被拉長、拉細(xì)或壓扁在晶粒被拉長的同時(shí)，晶間夾雜物和第二相也跟著被拉長或拉碎呈點(diǎn)鏈狀排列，這種組織稱為纖維組織。變形程度越大，纖維組織越明顯。由于纖維組織的存在，使變形金屬的橫向（垂直于延伸方向）機(jī)械性能降低，而呈現(xiàn)各向異性2、亞結(jié)構(gòu):金屬經(jīng)過冷變形后，其各個(gè)晶粒被分割成許多單個(gè)的小區(qū)域，3、變形織構(gòu):由原來位向紊亂的晶粒到出現(xiàn)有序化，并有嚴(yán)格位向關(guān)系的組織結(jié)構(gòu)按照坯料或產(chǎn)品的外形可分為絲織構(gòu)(在拉拔和擠壓條件下形成的織構(gòu)特點(diǎn)：各晶粒有一共同晶向相互平行，并與拉伸軸線一致，以此晶向來表示絲織構(gòu)。)和板織構(gòu)(在軋制過程中形成的織構(gòu)。特點(diǎn)：晶面與軋制面平行，晶向又與軋制方向一致)4.晶內(nèi)及晶間的破壞:在冷變形過程中不發(fā)生軟化過程的愈合作用，因滑移（位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)及其受阻、雙滑移、交叉滑移等），雙晶等過程的復(fù)雜作用以及各晶粒所產(chǎn)生的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)與移動(dòng)，造成了在晶粒內(nèi)部及晶粒間界處出現(xiàn)一些顯微裂紋、空洞等缺陷使金屬密度減少，是造成金屬顯微裂紋的根源金屬性能的變化1.機(jī)械性能的改變:金屬的變形抗力指標(biāo)（比例極限、彈性極限、強(qiáng)度極限硬度等）隨變形程度的增加而升高，金屬的塑性指標(biāo)（延伸率、斷面收、縮率等）隨變形程度的增加而降低。2、物理及物理-化學(xué)性質(zhì)的變化:金屬的密度降低金屬的導(dǎo)電性降低（或電阻增大）導(dǎo)熱性降低化學(xué)穩(wěn)定性降低冷變形可改變金屬的磁性金屬與合金經(jīng)冷變形后所出現(xiàn)的纖維組織及結(jié)構(gòu)，皆會(huì)使變形后的金屬與合金產(chǎn)生各向異性，即材料的不同方向上具有不同的性能。3.織構(gòu)與各向異性:金屬材料經(jīng)塑性變形以后，在不同加工方式下，會(huì)出現(xiàn)不同類型的織構(gòu)。由于織構(gòu)的存在而使金屬呈現(xiàn)各向異性?；貜?fù)是：經(jīng)冷塑性變形的金屬在加熱時(shí)，在再結(jié)晶晶核形成前，所產(chǎn)生的某些亞結(jié)構(gòu)和性能變化的過程。再結(jié)晶：冷變形金屬加熱至再結(jié)晶溫度以上，將形成一些位向與變形晶粒不同的內(nèi)部缺陷較少的無畸變等軸小晶粒，這些小晶粒不斷向周圍的變形金屬中擴(kuò)展長大，直到金屬的冷變形組織完全被等軸的新晶粒所取代的過程再結(jié)晶完全消除了加工硬化所引起的一切后果：使拉長的晶粒變成等軸形；消除了由晶粒拉長所形成的纖維組織及與其有關(guān)的方向性，消除在回復(fù)后尚遺留在物體內(nèi)的第二種和第三種殘余應(yīng)力，使勢(shì)能降低；消除了某些晶內(nèi)和晶間破壞；加強(qiáng)了變形的擴(kuò)散機(jī)制的進(jìn)行；使金屬化學(xué)成分的分布更為均勻；恢復(fù)了金屬的力學(xué)性能(變形抗力降低，塑性升高)和物理、物理化學(xué)性質(zhì)。T再＝熔再結(jié)晶的影響因素：變形量退火溫度和時(shí)間原始晶粒尺寸微量溶質(zhì)原子第二相的影響。金屬熱加工后的組織的變化1使鑄態(tài)組織中的縮孔、疏松、空隙、氣泡等缺陷得到壓密和焊合。2.可使鑄態(tài)組織改造成變形組織,它比鑄錠有較高的密度使晶粒細(xì)化和夾雜物破碎均勻的化學(xué)成分性和抗力的指標(biāo)都明顯提高。3.纖維組織（熱加工流線）：纖維組織的出現(xiàn)將使鋼的機(jī)械性能呈現(xiàn)各向異性，在沿著纖維伸展的方向上具有較高的機(jī)械性能，。在制定工件的加工工藝時(shí)，必須合理的控制流線的分布情況，盡量使纖維與應(yīng)力方向一致4.帶狀組織：帶狀組織會(huì)使金屬材料產(chǎn)生明顯的各向異性。如果出現(xiàn)帶狀組織的同時(shí)有較多拉長的非金屬夾雜物，則會(huì)使鋼板橫向的塑性和韌性明顯下降。帶狀組織可以用正火、高溫?cái)U(kuò)散退火等方法加以去除。金屬強(qiáng)化機(jī)制：.固溶強(qiáng)化第二相強(qiáng)化加工硬化細(xì)晶強(qiáng)化塑性:金屬在外力作用下產(chǎn)生永久變形而不破壞其完整性的能力測(cè)定金屬塑性的方法最常用的有機(jī)械性能試驗(yàn)方法和模擬試驗(yàn)法兩大類塑性圖定義塑性指標(biāo)與變形溫度關(guān)系的曲線圖，稱之為塑性圖影響塑性的因素：1.金屬的自然性質(zhì)：組織狀態(tài)的影響化學(xué)成分的影響鑄造組織的影響2.變形的溫度—速度條件：一般是隨著溫度的升高，塑性增加。但并不是直線上升的變形變形速度對(duì)塑性的影響比較復(fù)雜。當(dāng)變形速度不大時(shí)，隨變形速度的提高塑性是降低的；而當(dāng)變形速度較大時(shí)，塑性隨變形速度的提高反而變好變形程度對(duì)塑性的影響，是同加工硬化及加工過程中伴隨著塑性變形的發(fā)展而產(chǎn)生的裂紋傾向聯(lián)系在一起的3.力學(xué)條件：在進(jìn)行壓力加工的應(yīng)力狀態(tài)中，壓應(yīng)力個(gè)數(shù)越多，數(shù)值越大，金屬塑性越高。主變形圖中壓縮分量越多，對(duì)充分發(fā)揮金屬的塑性越有利提高塑性的主要途徑有以下幾個(gè)方面：控制化學(xué)成分、改善組織結(jié)構(gòu)，提高材料的成分和組織的均勻性；采用合適的變形溫度—速度制度；選用三向壓應(yīng)力較強(qiáng)的變形過程，減小變形的不均勻性，盡量造成均勻的變形狀態(tài)；避免加熱和加工時(shí)周圍介質(zhì)的不良影響。超塑性：金屬材料在受到拉伸應(yīng)力時(shí)，顯示出很大的延伸率而不產(chǎn)生縮頸與斷裂現(xiàn)象，把延伸率能超過100%的材料統(tǒng)稱為“超塑性材料”，相應(yīng)地把延伸率超過100%的現(xiàn)象叫做“超塑性”分類細(xì)晶超塑性相變超塑性鍛造時(shí)的斷裂預(yù)防措施：減少工件與工具間的接觸摩擦；提高接觸表面的光潔度，采用適當(dāng)高效能的潤滑劑；采用凹形模；采用軟墊；采用活動(dòng)套環(huán)和包套軋制時(shí)的斷裂1．軋制時(shí)的表面開裂預(yù)防措施為避免上述斷裂現(xiàn)象的發(fā)生，首先是要有適宜的良好輥型和坯料尺寸形狀，其次是制定合理的軋制工藝規(guī)程（壓下量控制、張力調(diào)整、潤滑適宜等等）2.軋制時(shí)內(nèi)部裂紋為避免此種斷裂現(xiàn)象的發(fā)生，可增加l/h值隨著的增加，變形逐漸向內(nèi)部深入，當(dāng)l/h到一定值后，軋件中間部分便由原來的縱向拉應(yīng)力變?yōu)榭v向壓應(yīng)力斷裂的基本類型：脆性斷裂韌性斷裂變形區(qū)的主要參數(shù)【看書看課件第七單元】軋輥咬入軋件的條件作用力N與摩擦力T分解為垂直分力Ny、Ty和水平分力Nx、Tx。垂直分力Ny、Ty對(duì)軋件起壓縮作用，使軋件產(chǎn)生塑性變形；Nx與軋件運(yùn)動(dòng)方向相反，阻止軋件咬入；Tx與軋件運(yùn)動(dòng)方向一致，力圖將軋件拉入輥縫。顯然Nx與Tx之間的關(guān)系是軋件能否咬入的關(guān)鍵，兩者可能有以下三種情況若Nx＞Tx，則軋件不能咬入；若Nx＜Tx，則軋件可以咬入；當(dāng)Nx=Tx時(shí)，軋件處于平衡狀態(tài)，是咬入的臨界條件【繼續(xù)看課件】按最大咬入角計(jì)算最大壓下量：當(dāng)咬入角的數(shù)值為摩擦條件允許的最大值時(shí)，相應(yīng)的壓下量為最大：Dhmax=D（1-cosamax）改善咬入的措施：增大摩擦角β（即增大摩擦系數(shù)f）和減小咬入角a。提高摩擦系數(shù)的措施1）軋輥刻痕、堆焊，可使壓下量提高20～40％2）合理使用潤滑劑。增加咬入瞬間的摩擦系數(shù)3）清除爐塵和氧化鐵皮4）在現(xiàn)場(chǎng)不能自然咬入的情況下，撒一把沙子或冷氧化鐵皮可改善咬入。5）當(dāng)軋件溫度過高咬入困難時(shí)，軋件在輥道上擱置降溫后再喂入軋機(jī)6）增大孔型側(cè)壁對(duì)軋件的夾持力可改善軋件的咬入7）合理調(diào)整軋制速度。2降低咬入角的基本措施：使用合理形狀的連鑄坯，可以把軋件前端制成楔形或錐形；強(qiáng)迫咬入，用外力將軋件頂入軋輥中；3）減小本道次的壓下量可改善咬入條件寬展：通常把軋制前、后軋件橫向尺寸的絕對(duì)差值，稱為絕對(duì)寬展，簡稱為寬展。以b表示。即：b=b-B式中B、b分別為軋前與軋后軋件的寬度。種類：自由寬展限制寬展強(qiáng)迫寬展影響寬展的因素1.壓下量的影響：隨壓下量增加，寬展量也增加。2.軋輥直徑的影響：隨軋輥直徑增大，寬展量增大。3.軋件寬度的影響：軋件寬度小于某一定值時(shí)，隨軋件寬度的增加寬展增加；超過此一定寬度之后，隨軋件寬度的繼續(xù)增加而寬展減小，且以后不再對(duì)寬展發(fā)生影響。4.摩擦系數(shù)的影響：實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)其它條件相同時(shí)，隨摩擦系數(shù)增加，寬展增加。（摩擦受軋輥材質(zhì)軋制溫度軋制速度金屬化學(xué)成分的影響）5.軋制道次的影響：在總壓下量相同的情況下，軋制道次越多，總的寬展量越小。6.后張力對(duì)寬展的影響后張力對(duì)寬展有很大影響，而前張力對(duì)寬展影響很小。為什么延伸總是大于寬展軋制時(shí)工具形狀為圓柱體，必然產(chǎn)生有利于延伸變形的水平分力，它使縱向摩擦阻力減小，有利于金屬縱向變形即使變形區(qū)長度與軋制寬度相等，延伸也大于寬展。前滑：在軋制過程中，軋件出口速度Vh大于軋輥在該處的圓周速度V，這種Vh＞V的現(xiàn)象稱為前滑。前滑值：用出口斷面上軋件速度與軋輥圓周速度之差和軋輥圓周速度的比值的百分?jǐn)?shù)表示，即Sh=（Vh---V）/V*100%(V軋輥圓周速度)后滑：軋件進(jìn)入軋輥的速度VH小于軋輥在該處圓周速度V的水平分量V×cos的現(xiàn)象稱為后滑。后滑值：用入口斷面處軋輥圓周速度的水平分量與軋件入口速度之差和軋輥圓周速度水平分量比值的百分?jǐn)?shù)表示：Sh=（vcosa-VH））/vcosa*100%前滑的影響因素1.軋輥直徑的影響：軋輥直徑對(duì)前滑影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果指出：前滑隨軋輥直徑增大而增大。2.摩擦系數(shù)的影響：摩擦系數(shù)f越大，在其它條件相同時(shí)，前滑值越大凡是影響摩擦系數(shù)的因素，如軋輥材質(zhì)、軋件化學(xué)成分、軋制溫度、軋制速度等，都能影響前滑的大小。3.相對(duì)壓下量的影響：前滑均隨相對(duì)壓下量增加而增加，而且以當(dāng)h=常數(shù)時(shí)，前滑增加更為顯著。4.軋件厚度的影響：當(dāng)軋后厚度h減小時(shí)，前滑增大。當(dāng)h=常數(shù)時(shí)，前滑值增加的速度比H=常數(shù)時(shí)要快。5.軋件寬度的影響：當(dāng)寬度小于一定值時(shí)，隨寬度增加前滑值也增加；而寬度超過此值后，寬度再增加，則前滑不再增加。6.張力對(duì)前滑的影響：前張力增加時(shí)，使前滑增加、后滑減??；后張力增加時(shí)，使后滑增加、前滑減小。軋制壓力：軋制過程中金屬給軋輥總壓力的垂直分量稱為軋制壓力或軋制力。通常是指用測(cè)壓儀在壓下螺絲下實(shí)測(cè)的總壓力。確定方法：計(jì)算法、直接測(cè)量法、經(jīng)驗(yàn)公式和圖表法。軋制壓力的計(jì)算方法軋制壓力的計(jì)算公式【看課件】影響軋制壓力的因素1.金屬化學(xué)成分和組織狀態(tài)的影晌：不僅取決于金屬的種類，而且取決于它的化學(xué)成分及組織狀態(tài)2.軋件溫度的影響：所有金屬的屈服點(diǎn)都隨著溫度的升高而下降。在高溫時(shí)，由于不斷產(chǎn)生加工硬化，因此金屬的屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度值是相同的。3.變形速度的影響：低碳鋼在400℃以下冷軋時(shí)，變形速度對(duì)抗拉強(qiáng)度影響不大，而在熱軋時(shí)隨軋制速度增加變形抗力有所增加，平均單位壓力將增加，故軋制力增加。4.壓下率的影響：壓下率愈大，軋輥與軋件接觸面積愈大，