金属材料专业综合实验报告

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1、综合实验报告课程名称：金属材料专业综合实验专业：金属材料工程班级：金属材料姓名：学号：指导教师：  冶金工程学院2011-2012学年第1学期目录实验一轧测力能参数综合测试实验二金属材料力学性能综合测试实验一轧制力能参数综合测试一、实现轧件咬入轧制参数的设定1.实验目的（1）掌握轧件咬入的条件(2)掌握最大咬入角的测定(3)学会分析最大咬入角与各轧制参数的关系2、相关理论知识背景轧辊与轧件的接触弧所对应的角称为接触角或咬入角。为使轧件能够咬入轧辊，作用于轧件的出轧辊方向摩擦力F的水平分量必须大于或等于作用于轧件的轧制

2、力Pr的水平分量.轧件能够被咬入的条件为:由上式可见，只有摩擦系数大于咬入角的正切值时，轧件才能被咬入轧辊。对于给定的辊缝值，摩擦力越大，能够咬入的轧件的高度也越大。tan α的值与轧辊的半径R,轧件的轧前高度h0和轧件的轧后高度hf有关。轧辊的中心线与轧件和轧辊的入口接触点的距离用g表示.用简单的几何学知识，可得下式:tan α为对边与邻边的比值，可得:3、实验内容根据设置辊子直径、轧件轧前厚度、轧件轧后厚度、摩擦系数不同的轧制参数实现轧件的咬入。4、实验步骤（1）设置轧制参数：辊子直径为350㎜，轧件轧前厚度为1

3、34㎜，摩擦系数为0.4，调整轧件轧后厚度，得轧件轧后厚度最小为84㎜。如下图所示：（2）设置轧制参数：辊子直径为450㎜，轧件轧前厚度为174㎜，摩擦系数为0.4，调整轧件轧后厚度，得轧件轧后厚度最小为110㎜。如下图所示：（3）设置轧制参数：辊子直径为550㎜，轧件轧前厚度为204㎜，摩擦系数为0.4，调整轧件轧后厚度，得轧件轧后厚度最小为126㎜。如下图所示：5、实验结果在实现轧件的咬入的前提下选择不同的参数，通过调节压下量来达到最大咬入角。由前面的公式得到压下量。所以，对于确定的轧辊直径和摩擦系数及轧件轧后厚

4、度后，通过改变轧前厚度来达到最大咬入角。故从上面的三种情况，得到的咬入角分别为、、。6、分析讨论（1）在摩擦系数相同的情况下，当压下量一定时，增加轧辊直径，咬入角减小；当轧辊直径一定时，压下量减小，咬入角减小。（2）增大摩擦系数可以改善咬入。二、轧制压力模拟实验1、实验目的（1）掌握轧制压力的计算方法（2）分析轧制压力的影响因素2、相关理论知识背景轧制过程中主要的参数如下:1、R,轧辊半径2、金属的变形抗力3、轧辊和轧件间的摩擦力4、轧件的张力轧制压力由平均单位压力和接触面积求得，见下式：Pr=p×b×L式中：Pr为

5、轧制总压力,p为单位轧制压力,b为接触区的平均宽度Lp为接触弧的水平投影长度接触弧的水平投影长度用下式计算：式中：R为轧辊半径,h0为轧件轧前高度,hf为轧件轧后高度轧制过程中，考虑到塑性条件，单位轧制压力应等于材料的屈服应力。假设轧制过程中轧件宽度不变，则单位轧制压力可用初始屈服应力（室温低速拉伸试验下测定的屈服极限）σ'0表示。如果轧件宽度发生变化，则不能使用初始屈服应力表示单位轧制压力。因此轧制总压力的计算公式为：Pr=σ'0×b×√(R×Δh)一般认为,轧制是平面变形压缩过程，此过程中摩擦力的分布是不均匀的。

6、因此，平均单位压力见下式：式中：将等式代入轧制总压力计算公式，可得:系数'2/√3'的出现是因为如果轧制条件是平面变形条件，即无宽展轧制，则变形应力必须使用平面变形条件下的变形应力。3、实验内容通过选择不同的参数观察轧制压力的变化，总结出轧制压力的影响因素。4、实验步骤（1）当辊子直径为350㎜，轧件轧前厚度为108㎜，轧件轧后厚度为80㎜，变形区的宽度为800㎜，摩擦系数为0.3，平均变形抗力为260Mpa是，轧制压力为24.22MN。如下图所示：（2）当辊子直径为450㎜，轧件轧前厚度为128㎜，轧件轧后厚度为9

7、2㎜，变形区的宽度为820㎜，摩擦系数为0.3，平均变形抗力为275Mpa是，轧制压力为34.31MN。如下图所示：（3）当辊子直径为550㎜，轧件轧前厚度为146㎜，轧件轧后厚度为100㎜，变形区的宽度为820㎜，摩擦系数为0.3，平均变形抗力为275Mpa是，轧制压力为43.82MN。如下图所示：5、实验结果从上图可知道，先设置好参数，得出最大咬入角，再设置变形区的宽度和平均的平面变形抗力而得到轧制压力。以上三种不同参数的条件下得到的轧制压力分别为24、22MN、34、31MN、43.82MN。6、讨论分析（1）

8、轧辊半径增大，轧制压力增大（2）压下量增大，轧制压力增大（3）摩擦系数增大，轧制压力增大三、能耗模拟实验1、实验目的（1）了解轧制能量的主要消耗形式（2）掌握轧制能耗的计算方法（3）分析能量消耗与各轧制参数的关系2、相关理论知识背景轧制时能量的消耗用于传动轧辊的扭矩和带钢的张力。轧制能量的消耗主要表现以下几种形式:·金属的变形功·轧辊轴承的摩擦