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1、东 北 大 学 继 续 教 育 学 院轧制理论与工艺试 卷（作业考核 线上） B卷学习中心：院校学号： C36330112090006姓名（共4页）总分题号一二三四五六七八九十得分一、判断题 （说明：对画“”错画“”，请填入下列表格中）(每小题 2 分， 共 20 分)得分123456789101、前张力使前滑增加，后张力使后滑增加。（ T ）2、冷轧中采用张力轧制以降低轧制压力，通常张应力最大值为轧件的屈服极限，这样做的目的是防止轧件在变形区外产生变形，使轧制过程不能进行。（）3、绝对变形量是指轧制前后轧件尺寸之间的差值。()4、在辊速及延伸系数一定条件下，只要轧件入口速度增大，其前滑必然增
2、加。（ ）5、轧制过程中前滑区和后滑区的分界面称为中性面，当前滑增加时，中性面向出口方向移动。()6、张力减径机的变形区只由一个减径区组成。()7、边宽、腰薄、平行边的 H 型钢无法采用带开闭口边的二辊孔型法生产。（）8、万能轧机轧制 H 型钢时，H 型钢的腰部在万能孔型中处于全后滑状态。（）9、在孔型中轧制时，由于孔型侧壁的约束作用，与平辊轧制相比，使延伸效率提高。（）10、钢管生产中，毛管空心坯长度与内径之比叫穿孔比。（ ）9课程名称:轧制理论与工艺二、计算题（10 分）在 750/ 10501700mm 热轧机上，轧制 Q235 普碳钢，某道次轧制温度为 1000，轧件轧制前厚度 H=6
3、5mm，轧后厚度h=42mm，板宽B=1200mm，轧制速度v=2m/s。应力状态系R / H数n= 0.8 + (0.45e + 0.04)(s- 0.5)。试计算轧制力，并求此时轧制力矩多大(变形抗力曲线如下图，忽略宽展）。解：变形程度： e = Dh 100% =65 - 42= 35.4%H65R Dh375 23接触弧长l = 92.9(mm)23 / 375根据变形速率计算公式计算变形速率：Dh / Re& = 2v/(H + h) = 2 2000/(65 + 42) = 9.26s-1由e& = 9.26，T = 1000查图中曲线，得ss= 120MPa再由变形程度等于 35
4、.4%查得修正系数约为 1.02，故修正后的屈服强度为：s= 1.02 120MPa = 122.4MPas平面变形抗力为：K = 1.15s= 1.15 122.4 = 140.76MPasR / Hn= 0.8 + (0.45e + 0.04)(s- 0.5)375 / 65= 0.8 + (0.45 35.4% + 0.04)(- 0.5)= 1.18平均单位压力为：p = ns K = 1.18 140.76 = 161.9MPa总轧制压力为：P = p B l = 161.9 1000 92.9 = 15040(kN )轧制力矩为：M = 2Plc = 2 15040 92.9 10
5、-3 0.5 = 1397(kNm)三、回答下列问题(共 30 分)1、冷轧中张力的主要作用有哪些？（7 分）答：张力的作用：1) 防止带材跑偏；2) 控制板形；3) 改变轧件应力状态，降低轧制力；4) 作为AGC 控制的一种手段。2、分析影响辊缝形状的因素，当出现边浪和中浪时应分别如何调节压下？(7 分)（1） 轧辊的不均匀热膨胀：轧辊温度沿轴向和径向均呈不 均匀分布，因此其热膨胀也不同，进而影响实际辊缝形状。（2） 轧辊的磨损：由于轧辊受力不均，使轧辊的磨损也呈现不均匀，进而也影响实际辊缝的形状。（3） 轧辊的弹性变形：这主要包括轧辊的弹性弯曲 和弹性压扁。轧辊的弹性压扁沿辊身长度分布是不
6、均匀的，这主要是由于单位压力分布不均匀所致。而在靠近轧件边部的压扁要小一些，为此使边部辊缝变小，使带钢出现边部减薄。如图所示，此直线反映了板凸度保持一定时压力与板厚的关系，其斜度依成品板凸度（h）及宽度（影响到K）等而变化，即因产品不同而不同。zzR各道次的压力 P 和板厚 h 值基本上应落在此直线的附近，才能保持均匀变形。如图，出现边浪时， 说明轧制力超过了板形良好要求的轧制力，此时应当适当减小辊缝，即应当抬起压下，降低压下量， 使轧制力降到良好板形要求的轧制力范围。3、影响前滑的因素有那些？（8 分）(1) 变形程度对金属前滑的影响。变形程度越大，辊锻变形区瞬间压缩的金属就越多，金属的延伸
7、量就会相应增加。延伸量越大，前后滑的金属越多。一般情况下前滑量随变形程度增加而增加。(2) 摩擦系数的影响。实践表明，前滑随着摩擦系数的减少而减少。(3) 工具及坯料对前滑的影响。在辊锻中，工具及坯料的截面形状对前滑有很大的影响，这主要是因为力学条件发生了改变。一般情况下，有利于限制金属宽展变形的工具和坯料形状均有利于前滑。(4) 坯料温度对前滑的影响。坯料加热温度对前滑有影响：温度在 700以下，前滑与温度成正比；温度在 7001200之间，前滑与温度成反比。这主要是温度引起坯料表面氧化层变化，从而引起摩擦系数发生变化。(5) 坯料宽度时前滑的影响。当坯料宽度小于某定值时，前滑随着坯料宽度的
8、增加而增加。当坯料宽度超过某一定值时，其宽度的变化对前滑不再发生影响。(6) 辊径对前滑的影响。随着辊径的增加，前滑也增加。4、板带生产中改善咬入条件的措施有哪些？ （8 分）改善咬入的措施主要有：（1） 用钢锭小头先送入轧辊进行轧制，或者采用带有楔形断头的轧件进行轧制，此时咬入角较小。在摩擦条件一定的条件下，易于实现自然咬入。（2） 强迫咬入，用外力将轧件强行推入到轧辊中，由于外力作用使轧件前端被压扁，减小了前端的接触角，同时增加了水平方向咬入的合力，因而使咬入条件得到了改善。四、回答下列问题(共 40 分)1、型材的生产特点是什么？予以说明。（8 分）答：（1）品种规格多。型钢品种与规格目
9、前已达万个以上；（2）断面形状差异大。在型材产品中，除了方、圆、扁钢断面形状简单且差异不大外，大多数是复杂断面型材，这些钢材不仅断面形状复杂，而且互相之间断面形状差异很大，这些产品的孔型设计和轧制生产都有其特殊性；（3）断面形状复杂。在轧制过程中存在严重的不均匀变形；孔型各部存在明显的辊径差；非对称断面在孔型内受力、变形不均；断面 各分支部分接触轧辊和变形的非同时性；断面各处温度不均匀，而产生轧后冷却收缩不均匀，造成轧件弯 曲和扭转；工具磨损也不均匀，轧件尺寸难以精确计算；轧机调整、导卫装置设计、安装复杂；（4）轧机结构和轧机布置形式多种多样。在结构型式上：二辊式轧机、三辊式轧机、四辊万能轧机
10、、多辊孔型轧机、 Y 型轧机、45轧机和悬臂式轧机等。在轧机布置形式上：横列式、顺列式、棋盘式、半连续式及连续式布置等。2、简述线材轧后控制冷却有哪几种类型？简述其控制冷却原理。（8 分）答：两个类型：珠光体型控制冷却和马氏体型控制冷却马氏体型控制冷却：线材轧后以很短的时间进行强烈冷却，使线材表面温度急剧降至马氏体开始转变温度以下，使钢的表面层产生马氏体，在线材出冷却段以后，利用中心部分残留的热量以及由相变释放出 来的热量使线材表面层的温度上升，达到一个平衡温度，使表面马氏体回火。最终得到中心为索氏体，表 面为回火马氏体的组织。珠光体型控制冷却：为了获得有利于拉拔的索氏体组织，线材轧后应由奥氏
11、体化温度急冷至索氏体相变温度下进行等温转变，其组织可得到索氏体组织。3、斜轧穿孔的咬入条件与一般纵轧型材的咬入条件有什么本质区别？如何改善斜轧穿孔的咬入条件？（8 分）答：斜轧的曳入条件与型钢纵轧相比特点：轧件必须旋转和前进；有两次咬入；实现咬入必需满足纵向力平衡条件和切向力矩平衡条件。改善斜轧的一次曳入条件措施：增加摩擦力；减小轧辊入口锥辊面锥角；增大轧辊直径；增加轧辊数目；轧件与轧辊接触宽度要适当；过大会因强迫接触宽度b 太大恶化轧件的旋转条件不能曳入，提高轧件与轧辊间的摩擦系数4、斜轧穿孔变形区分为哪几个区段？各区段的作用是什么？（8 分)答：变形可分为四区：曳入区 I，从坯料接触辊面到
12、顶头尖端止，作用是增加接触面积，提高曳入力以克服顶头阻力；穿轧区II，从轧件触到顶尖至管壁压缩到规定的尺寸止，顶头开始参与变形，同时产生扩径 和延伸；均整区III，一般顶头尾部皆有一均整段，使顶头的工作母线与轧辊相应的工作母线平行，以达到均匀壁厚的目的；规圆段 IV，从毛管内壁离开顶头到外表面离开辊面止，这时顶头和导板完全与轧件脱离接触，只靠轧辊的辗轧消除毛管的椭圆度即规园。5、为什么目前一般公认二辊主动大导盘、大送进角，小入口辊面锥角，菌氏轧辊的二辊斜轧穿孔机是最理想的结构型式？请分析阐明之。（8 分）答：这种新型菌氏穿孔机具有以下优点：（1）采用斜轧：对心性好，毛管壁厚均匀；一次延伸大，管坯穿成薄壁毛管；（2）主动导盘：变滑动摩擦为滚动摩擦，提高表面质量，导盘切线速度大于轧辊切线速度轴向分量，减少滑动，提高滑动速度，提高生产率，降低能耗（；3）采用大直径导盘：增加孔型封闭性，克服轧件在咬入，抛出不稳定性，和克服狄赛尔穿孔机首尾外径尺寸答的缺点；（4）采用大送进角：发展纵向变形，减少横向变形，提高轴向速度，加大单位螺距，孔腔不能过早形成，对毛管质量好，提高轴向 滑动系数；（5）带碾轧角，使纵横变形很好匹配，减少附加变形；（6）小辊面张角，有利于轧件的咬入。