轧制过程金属变形

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1、1轧制过程中的金属变形1.轧制时金属变形的基本概念2.轧制时金属的宽展3.轧制过程中的不均匀变形4.轧制过程中的板形控制1.轧制时金属变形的基本概念当轧件在变形区内沿高度（厚度）方向上受到压缩时，金属向纵向及横向流动，轧制后轧件在长度和宽度方向上尺寸增大。而由于变形区几何形状及力学和摩擦作用的关系，轧制时金属主要是纵向流动，宽向变形和纵向变形相比通常很小。将轧制时轧件在高、宽、纵向三个方向的变形分别称为压下、宽展和延伸。在轧件入口处上部边缘上指定一Ｍ点。在轧制过程中在压下的影响下，Ｍ点要向下移动距离

2、，在轧制方向上将延伸移动。因为轧件在宽度方向上也要发生变形，所以在此方向Ｍ点移动距离为。因此，就可划出Ｍ点的空间轨迹，它稍向下、向两侧，并且在很大程度上是向前的。因此在变形区域中金属的变形用三个坐标轴来表示。根据给定的坯料尺寸和压下量，来确定轧制后轧件的尺寸和形状，或者已知轧制后轧件的尺寸和压下量，要求确定所需坯料的尺寸，这是在制定轧制工艺时首先遇到的问题。要解决这类问题，首先要知道被压下金属是如何沿轧制方向和宽度方向流动的，即如何分配延伸和宽展。轧制过程中金属变形的描述绝对变形量压下量：宽展量：延

3、伸量：:分别为轧制前轧件的高、宽、长度尺寸。:分别为轧制后轧件的高、宽、长度尺寸。相对变形量相对压下：相对宽展：相对延伸：利用以上比值可衡量沿三个轴线方向的小塑性变形的相对值。位移体积及对数变形系数六面体的变形过程2.轧制时金属的宽展宽展与其实际意义在轧制过程中轧件的高度承受轧辊压缩作用，压缩下来的体积，将按照最小阻力法则移向纵向及横向。由移向横向的体积所引起的轧件宽度的变化称为宽展。在习惯上，通常将轧件在宽度方向线尺寸的变化，即绝对宽展直接称为宽展。虽然用绝对宽展不能正确反映变形的大小，但是由于它

4、简单，明确，在生产实践中得到极为广泛的应用。a.未充满;b.过充满宽展估计不足产生的缺陷若计算宽展大于实际宽展，孔型充填不满，造成很大的椭圆度，如图ａ所示。若计算宽展小于实际宽展，孔型充填过满，形成耳子如图ｂ所示。宽展分类◆自由宽展◆限制宽展◆强制宽展自由宽展：坯料在轧制过程中，被压下的金属体积其金属质点横向移动时具有向垂直于轧制方向的两侧自由移动的可能性，此时金属流动除受崐接触摩擦的影响外，不受其它任何的阻碍和限制，如孔型侧壁，立辊等，结果明确的表现出轧件宽度尺寸的增加，这种情况称为自由宽展。自由

5、宽展发生于变形比较均匀的条件下，如平辊上轧制矩形断面轧件，以及宽度有很大富裕的扁平孔型内轧制。自由宽展轧制是最简单的轧制情况。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。如在孔型侧壁起作用的凹型孔型中轧制时即属于此类宽展。由于孔型侧壁的限制作用，使横向移动体积减小，故所形成的宽展小于自由宽展。a.箱形孔内的宽展;b.闭口孔内的宽展强制宽展：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

6、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制宽展。由于出现有利于金属质点横向流动的条件，所以强制宽展大于自由宽展。宽展的分布平辊轧制矩形件时，沿横截面上宽展的分布是相当复杂的，它主要决定于接触表面上的摩擦条件和沿轧件高度上的不均匀变形程度。根据这些因素的影响，轧制后轧件侧边的形状可呈双鼓形、单鼓形和平直形。决定宽展沿轧件高度上分布不均匀的主要因素是之比值。/较小时，宽展仅产生在接触表面附近，轧件侧边呈双鼓形，宽展仅仅分布在轧件高度上一定范围之内，在接触表面上发生变形，而中心产生

7、不大的变形或不产生变形。双鼓形较大时，轧件中心层产生较大宽展，变形结果，横截面的侧表面形状呈单鼓形。这种情况下，沿轧件高度的中心层上的宽展量较之接触面的大。单鼓形当值在一定范围内时，宽展的分布在接触表面与中心层一样，那么横截面的形状是平直的。这样的宽展分布特征，说明接触表面与中心层是均匀变形。平直形影响宽展的因素A相对压下量对宽展的影响压下量是形成宽展的源泉，是形成宽展的主要因素之一，没有压下量宽展就无从谈起，因此，相对压下量愈大，宽展愈大。B轧制道次对宽展的影响在总压下量一定的前题下，轧制道次愈多

8、，宽展愈小C轧辊直径对宽展的影响其它条件不变时，宽展△ｂ随轧辊直径Ｄ的增加而增加。D摩擦系数对宽展的影响当其它条件相同时，随着摩擦系数的增加，宽展增加。凡是影响摩擦系数的因素，都将通过摩擦系数引起宽展的变化，这主要有：(1)轧制温度对宽展的影响(2)轧制速度的影响℃轧制温度与宽展指数的关系宽展与轧制速度的关系(3)轧辊表面状态的影响(4)轧件的化学成分的影响E轧件宽度对宽展的影响F前、后张力对宽展的影响轧件宽度对变形区划分的影响在外区及张力作用下，假想的宽展区的位移（