轧制理论与工艺教学ppt课件

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1、赵鸿金教授材料科学与工程学院2012年9月金属塑性加工学-轧制理论与工艺目录绪论第一篇轧制理论第二篇轧制工艺基础第三篇型材和棒线材生产第四篇板、带材生产第五篇管材生产工艺和理论第一篇轧制理论1轧制过程基本概念2实现轧制过程的条件3轧制过程中的横变形—宽展4轧制过程中的纵变形—前滑和后滑5轧制压力及力矩的计算6不对称轧制理论1轧制过程基本概念1.0基本概念1.1变形区主要参数1.2金属在变形区内的流动规律1.0基本概念轧制过程：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。轧制过程的作用：外部：使轧件获得一定的形状和尺寸；内部：使组织和性能得

2、到一定程度的改善。为了了解和控制轧制过程，须对轧制过程形成的变形区及变形区内的金属流动规律有一概括了解。1.1变形区主要参数1.1.0简单轧制过程1.1.1轧制变形区及其主要参数1.1.2轧制变形的表示方法1.1.0简单轧制过程简单轧制过程：是指：1)上下轧辊直径相等，转速相同，且均为主动辊；2)轧制过程对两个轧辊完全对称；3)轧辊为刚性；4)轧件除受轧辊作用外，不受其他任何外力作用；5)轧件在入辊处和出辊处速度均匀；6)轧件的机械性质均匀的轧制过程。研究简单轧制过程可以搞清楚轧制过程的共性问题。由于生产实践中所使用的轧机结构形式多样，理想的简单轧制过程很难找到。1.1.1轧制变形

3、区及其主要参数轧制变形区：轧件承受轧辊作用而发生变形的部分，即实际变形区。几何变形区：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。轧制变形区的主要参数：咬入角接触弧长度1.1.1.1咬入角(α)咬入角：轧件与轧辊相接触的圆弧所对应的圆心角。压下量与轧辊直径及咬入角之间存在如下的关系：1.1.1.1咬入角(α)Δh，D和α三者关系计算图：已知Δh，D和α三个参数中的任意两个，便可用计算图很快地求出第三个参数。1.1.1.1咬入角(α)变形区内任一断面高度hx求法：1.1.1.2接触弧长度(l)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。接触

4、弧长度随轧制条件不同而异：两轧辊直径相等时；两轧辊直径不等时；轧辊和轧件产生弹性压缩时。1.1.1.2接触弧长度(l)(1)两轧辊直径相等时的接触弧长度所求的接触弧长度实际上是该弧弦的长度。1.1.1.2接触弧长度(l)(2)两轧辊直径不相等时接触弧长度设两个轧辊的接触孤长度相等，则：1.1.1.2接触弧长度(l)(3)轧辊和轧件产生弹性压缩时接触弧的长度轧辊的弹性压扁轧辊的弹性压缩变形称为轧辊的弹性压扁。由于轧件与轧辊间的压力作用，轧辊会产生局部弹性压缩变形。此变形可能很大，尤其在冷轧薄板时更为显著。轧辊弹性压扁的结果使接触弧长度增加。轧件的弹性压扁轧件在轧辊间产生塑性变形时，也

5、伴随产生弹性压缩变形，称为轧件的弹性压扁。此变形在轧件出辊后即开始恢复，这也会增大接触弧长度。在热轧薄板和冷轧板过程中，必须考虑轧辊和轧件的弹性压缩变形对接触弧长度的影响。1.1.1.2接触弧长度(l)(3)轧辊和轧件产生弹性压缩时接触弧的长度设轧辊与轧件的弹性压缩量分别为Δ1和Δ2，为使轧件获得Δh的压下量，必须把每个轧辊再压下Δ1+Δ2，此时轧件与轧辊的接触线为A2B2C曲线。1.1.1.2接触弧长度(l)(3)轧辊和轧件产生弹性压缩时接触弧的长度此时接触弧长度为：1.1.1.2接触弧长度(l)(3)轧辊和轧件产生弹性压缩时接触弧的长度金属的弹性压缩变形很小时，Δ2可忽略不计，

6、则得西齐柯克公式：1.1.2轧制变形的表示方法1.1.2.1用绝对变形量表示1.1.2.2用相对变形量表示1.1.2.3用变形系数表示1.1.2.4用真应变表示1.1.2.1用绝对变形量表示绝对变形量：用轧制前、后轧件绝对尺寸之差表示的变形量。绝对压下量：为轧制前后轧件厚度H、h之差，即：绝对宽展量：为轧制前后轧件宽度B、b之差，即：绝对延伸量：为轧制前后轧件长度L、l之差，即：绝对变形不能正确地表达变形量的大小，但由于习惯而常被使用，特别是压下量与宽展量。1.1.2.2用相对变形量表示相对变形量：用轧制前、后轧件尺寸的相对变化表示的变形量。相对压下量(压下率)：相对宽展量(宽展率

7、)：相对延伸量(延伸率)：相对变形只能近似地反映变形的大小，不能反映变形的过程积累。1.1.2.3用变形系数表示变形系数：用轧制前、后轧件尺寸的比值表示的变形程度。压下系数：宽展系数：延伸系数：变形系数能够简单而正确地反映变形的大小，因此在轧制变形方面得到了极为广泛的应用。根据体积不变原理，三者之间存在如下关系：1.1.2.3用变形系数表示实际上型材轧制时宽展系数常用如下习惯表示：1.1.2.4用真应变表示真应变：用轧制后、前轧件尺寸之比的自然对数表示的变形量。相对压