-.z.PAGE1考試提綱第一局部 專業(yè)根底知識金屬學(xué)的根底知識熟悉金屬及合金的固態(tài)構(gòu)造掌握金屬及合金的相圖熟悉金屬及合金的凝固與組織了解金屬及合金中的擴散掌握金屬及合金的回復(fù)與再結(jié)晶掌握合金元素對鋼的組織和性能的影響碳的影響：在亞共析鋼范圍內(nèi)，隨碳含量增加，鐵素體相對量減少，珠光體相對量增加；到達亞共析成分時，全部為珠光體；在過共析鋼范圍內(nèi)，隨含碳量的增加，先共析滲碳體相對量增加，珠光體相對量減少。鋼中隨著碳含量的增加，碳鋼在熱軋狀態(tài)下的硬度直線上升，范性和韌性降低；耐腐蝕性降低，使碳鋼的焊接性能和冷加工〔沖壓、拉拔〕性能變壞。錳的影響：錳作為脫氧除硫的元素，是有益元素。對鎮(zhèn)靜鋼，錳可以提高硅和鋁的脫氧效果，也可以同硫結(jié)合形成硫化錳，從而在很大程度上消除硫在鋼中的有害影響。鋼中的錳，一局部形成夾雜物〔硫化錳以及錳的氧化物〕，其余局部溶于鐵素體和滲碳體中。錳能提高鋼經(jīng)熱軋后的硬度和強度，原因是它溶入鐵素體引起固溶強化，并使鋼材在軋后冷卻時得到比擬細的而且強度較高的珠光體，在同樣含碳量和同樣冷卻條件下珠光體的相對量增加。硅的影響：硅作為脫氧元素參加鎮(zhèn)靜鋼中，也是有益元素。硅可以增大鋼液的流動性。除形成非金屬夾雜物外，硅溶于鐵素體中。鋼中硅含量在低于0.8~1.0%時，增加硅的含量可以提高熱軋帶鋼的抗拉強度，超過這個量時，則引起面縮率下降，特別是沖擊韌性顯著降低。硫的影響：一般來說，硫是有害元素。室溫時，硫以硫化物夾雜的形式存在于固態(tài)鋼中。硫的最大危害是引起鋼在熱加工時開裂，即產(chǎn)生所謂熱脆。造成熱脆的原因是由于硫的嚴(yán)重偏析。通常參加錳來防止鋼中形成FeS，以防止熱脆。硫通過形成硫化物夾雜而對鋼的力學(xué)性能發(fā)生影響。含S量↑，硫化物夾雜含量↑，鋼的范性和韌性↓，同時鋼的力學(xué)性能方向性↑，鋼的熱加工性能也變壞。硫的含量↑，可以↑鋼材的加工性，這是其有益作用。磷的影響：一般來說，磷是有害元素，它在線性鐵中有相當(dāng)大的溶解度。磷能↑鋼的強度，但↓范性、韌性，特別是↑鋼的冷脆性〔低溫變脆〕。氧的影響：在鋼中，氧幾乎全部以氧化物的形式存在。隨鋼中氧含量↑，鋼的范性、韌性↓；在鋼的抗拉強度較高的場合下，也使鋼的疲勞強度↓。此外，氧化物夾雜使鋼的耐腐蝕性、耐磨性↓，使冷沖壓性、鍛造加工性以及切削加工性變壞。此外，還會引起熱脆。氮的影響：氮引起碳鋼的淬火時效和形變時效，從而對碳鋼的性能發(fā)生顯著影響。金屬塑性變形熟悉鋼的彈性變形和塑性變形掌握金屬的塑性變形機理1、金屬單晶體。其塑性變形的主要機構(gòu)為滑移與雙晶〔孿生〕。1〕滑移。在一定的溫度、變形速度的條件下，對一定的金屬來說，只有當(dāng)由外作用力所引起的、作用在滑移面上滑移方向內(nèi)的分切應(yīng)力到達臨界切應(yīng)力時，晶體才能開場滑移。從位錯的觀點來看，流變應(yīng)力是當(dāng)滑移面內(nèi)有足夠數(shù)量的位錯，在單位時間內(nèi)掃過相當(dāng)大面積時所需的切應(yīng)力。2、金屬多晶體。其塑性變形的主要機構(gòu)為滑移與雙晶〔孿生〕。當(dāng)滑移面與作用力軸向成45°左右的角時，金屬晶體開場產(chǎn)生滑移型式的塑性變形過程。隨著滑移過程的進展，滑移面和滑移方向要發(fā)生轉(zhuǎn)動，即取向因子都將發(fā)生變化，并且力圖與外力作用方向一致〔拉伸時〕或求與作用力方向趨于垂直〔壓縮時〕。1〕晶內(nèi)變形機構(gòu)：平移滑移及復(fù)雜滑移、雙晶、形成亞晶〔亞構(gòu)造〕及其轉(zhuǎn)動。2〕晶間變形機構(gòu)：晶粒的轉(zhuǎn)動與移動、溶解——沉積機構(gòu)、非晶機構(gòu)。3、合金的塑性變形。1〕單相固溶體合金的變形。與金屬多晶體相似。2〕多項合金。i)第二相以連續(xù)網(wǎng)狀分布在基體晶粒的邊界上，滑移只限于基體晶粒內(nèi)部，脆性的第二相網(wǎng)絡(luò)幾乎不能塑性變形。ii)第二相彌散的質(zhì)點〔或粒狀〕分布在基體晶粒內(nèi)部，產(chǎn)生彌散強化。iii〕第二相在基體相晶粒內(nèi)部成層片狀分布，與ii)同。4、結(jié)論。1〕金屬的塑性變形可以由不同機構(gòu)進展，終究那種機構(gòu)起主導(dǎo)作用，則取決于變形過程條件及金屬的本性。2〕可以認(rèn)為塑性變形根本是位錯的運動及一些獨特的擴散現(xiàn)象的綜合。3〕在一定的外部條件下，金屬產(chǎn)生塑性變形時可能同時起作用的機構(gòu)越多，則物體所表現(xiàn)的塑性越好，所能承受的變形程度亦越大。在一般情況下，隨著變形溫度的提高，起作用機構(gòu)的數(shù)目總是增多的。熟悉金屬塑性變形對金屬組織和性能和影響組織變化：纖維組織、變形織構(gòu)、亞組織。性能變化：加工硬化。熟悉金屬塑性變形的力學(xué)條件熟悉金屬的塑性和變形抗力影響金屬塑性的因素：金屬與合金的純度、化學(xué)成分及組織構(gòu)造〔內(nèi)因〕；變形過程的工藝條件〔變形溫度、速度，變形程度和應(yīng)力狀態(tài)〕以及其它外部條件〔尺寸、介質(zhì)與氣氛〕〔外因〕。影響金屬變形抗力的因素：內(nèi)因——化學(xué)成分、組織構(gòu)造；外因——變形溫度、變形速度、變形程度、應(yīng)力狀態(tài)、周圍介質(zhì)、包辛格效應(yīng)。提高金屬塑性和降低變形抗力的常用工藝措施：提高材料的成分和組織的均勻性、合理選擇變形溫度和變形速度、選擇最有利的變形方式、確定合理的變形標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計合理的工模具以使金屬具有良好的流動條件、改良操作方法以改善變形的不均勻性、采用良好的潤滑。了解固態(tài)塑性成形時的應(yīng)力分析與應(yīng)變分析掌握兩個常用的屈服準(zhǔn)則Tresca：〔最大切應(yīng)力不變條件〕Mises：〔變形能不變條件〕軋制理論根底知識掌握變形區(qū)參數(shù)軋件承受軋輥作用發(fā)生變形的局部稱為軋制變形區(qū)，即從軋件入輥的垂直平面到軋件出輥的垂直平面所圍成的區(qū)域AA1BB1。通常又把它稱為幾何變形區(qū)。軋制變形區(qū)的主要參數(shù)有咬入角和接觸孤長度。1、咬入角軋件與軋輥相接的圓弧所對應(yīng)的圓心角稱為咬入角。壓下量與軋輥直徑及咬入角之間存在如下的關(guān)系：。2、接觸弧長度軋件與軋輥相接觸的圓弧的水平投影長度稱為接觸弧長度，也叫咬入弧長度。通常把其稱為變形區(qū)長度。接觸弧長度隨軋制條件的不同而不同，一般有以下3種情況：1〕兩軋輥直徑相等時的接觸弧長度。；2〕兩軋輥直徑不相等時的接觸弧的長度。，該式是假設(shè)兩個軋輥的接觸弧長度相等而導(dǎo)出；3〕軋輥和軋件產(chǎn)生彈性壓縮時接觸弧的長度。掌握軋輥咬入軋件的條件1、自然咬入條件。2、穩(wěn)定軋制條件。3、改善咬入條件的途徑。1〕軋輥直徑D↑、↓壓下量↓角；2〕改變軋件或軋輥的外表狀態(tài)、合理的調(diào)節(jié)軋制速度↑角。掌握軋制時的前后滑與寬展1、寬展。1〕分類：自由寬展、限制寬展和強制寬展。2〕組成：滑動寬展ΔB1、翻平寬展ΔB2和鼓形寬展ΔB3。3〕影響寬展的因素。相對壓下量：軋制道次：軋輥直徑：磨擦系數(shù)：軋制溫度、軋制速度、軋輥外表狀態(tài)、軋件的化學(xué)成份及軋輥的化學(xué)成份。軋件寬度：2、前后滑。1〕2〕影響前后滑的因素。壓下率：軋件厚度：軋件寬度：軋輥直徑：磨擦系數(shù)：*力：3〕連軋。F1V1=F1V1=……=FnVn(mm3/s)=F1D1n1=F2D2n2=……FnDnnn=C(mm3/s)其中：D1，D2，……Dn——各機架的軋輥工作直徑，mm；n1，n2，……nn——各機架的軋輥速度，r/min。熟悉軋制力及傳動力矩了解軋制圖表及靜力矩圖擠壓理論根底知識掌握擠壓過程的三個根本階段1〕開場擠壓階段或填充擠壓階段；2〕根本擠壓階段或平流〔穩(wěn)定〕擠壓階段；3〕終了擠壓階段或紊流擠壓階段。熟悉擠壓時的變形特點1、開場擠壓階段或填充擠壓階段：金屬承受擠壓桿的作用力，首先充滿擠壓筒和?？?，擠壓力急劇上升。為了防止在擠壓制品內(nèi)產(chǎn)生"氣泡〞或"起皮〞缺陷，一方面采用適當(dāng)?shù)拈g隙值以外，還希望錠坯的長徑比不大于3－4，否則錠坯在筒內(nèi)墩粗時會被壓彎，使填充過程復(fù)雜。較好的措施是采用"梯溫加熱〞法解決。2、根本擠壓階段或平流〔穩(wěn)定〕擠壓階段：筒內(nèi)的錠坯金屬不發(fā)生中心層與外層的紊亂流動，即錠坯外層金屬出模孔后仍在制品外層，不會流到制品中心。錠坯任意一橫端面的徑向上金屬質(zhì)點，總是中心局部首先流動進入變形區(qū)，外層流動慢，即存在流動不均勻現(xiàn)象。靠近擠壓墊處和模子與擠壓筒交界處，金屬尚未參與流動，形成難變形區(qū)。3、終了擠壓階段或紊流擠壓階段：此時筒內(nèi)金屬產(chǎn)生劇烈的徑向流動，即紊流。外層金屬進入內(nèi)層或中心的同時，兩個難變形區(qū)的金屬也開場向?？琢鲃?。掌握影響擠壓力的主要因素1、金屬變形抗力擠壓力大小與金屬變形抗力成正比關(guān)系。但當(dāng)金屬成份不均勻或溫度不均勻時，金屬變形抗力也不均勻。隨著溫度升高，金屬變形抗力下降。2、變形程度〔擠壓比〕隨著變形磨擦程度的增大，擠壓力成正比升高。3、擠壓速度擠壓速度對擠壓力大小變化的影響，也是通過變形抗力的變化起作用的。4、摩擦在擠壓筒、變形區(qū)和工作帶內(nèi)的金屬，都承受了接觸面上的摩擦作用。摩擦系數(shù)小時所消耗的擠壓力較小，所以減小摩擦?xí)r節(jié)能和提高制品質(zhì)量的措施之一。5、擠壓模角隨著模角由0逐漸增大，擠壓力逐漸較低，當(dāng)在45－60范圍時，擠壓力最小；繼續(xù)增大模角時，擠壓力成升高趨勢。擠壓力最小的角稱為最正確模角。6．制品斷面形狀只是在斷面形狀比擬復(fù)雜〔復(fù)雜程度系數(shù)大于1.5時【C＝型材斷面周長/等斷面積圓周長】〕的情況下，才對擠壓力由明顯的影響。7、錠坯長度正向擠壓時，錠坯與擠壓筒壁間存在較大摩擦作用，所以錠坯長度對擠壓力的大小是有影響的。錠坯越長，擠壓力越大8、擠壓方法其他條件一樣的情況下，用正、反兩種擠壓方法擠壓時的擠壓力不同。反擠壓時錠坯與擠壓筒壁間不存在摩擦，在擠壓過程中擠壓力保持不變。因此，反擠壓時所需的擠壓力，比同一條件下的正擠壓法大約降低20－30％。拉拔理論根底知識掌握拉拔時常用的變形指數(shù)r1B，r1n，a——變形后格子中橢圓的長半軸；r2B，r2n，b——變形后格子中橢圓的短半軸；對上述關(guān)系都取主變形，則有：物理說明：拉拔后邊部格子延伸變形最大，中心線上的格子延伸變形最小，其它各層相應(yīng)格子的延伸變形介于二者之間，而且由周邊向中心依次遞減。拉拔后周邊格子的壓縮變形最大，而中心軸線上的格子壓縮變形最小，其它各層相應(yīng)格子的壓縮變形介于二者之間，而且由周邊向中心依次遞減。掌握實現(xiàn)拉拔過程的條件與擠壓、軋制、鍛造等加工過程不同，拉拔過程時借助于在被加工的金屬前端施以拉力實現(xiàn)的。如果拉拔應(yīng)力過大，超過金屬出?？诘那姸?，則可引起制品出現(xiàn)細頸。甚至拉斷。因此，必須滿足：σL=PL/FL<σS式中：σL——作用在被拉金屬出?？跀嗝嫔系睦螒?yīng)力；PL——拉拔力；FL——被拉金屬出?？跀嗝娣e；σS——金屬出?？诤蟮那姸取τ谟猩饘賮碚f，由于屈服強度不明顯，確定困難，加上在加工硬化后于其抗拉強度σb相近，故亦可表示為：σL<σb被拉金屬出?？诘目估瓘姸圈襜與拉拔應(yīng)力σL之比稱為平安系數(shù)K，即：K=σb/σL所以，實現(xiàn)拉拔過程的必要條件是K>1。平安系數(shù)K與被拉金屬的直徑、狀態(tài)〔退火或硬化〕以及變形條件〔溫度、速度、反拉力等〕有關(guān)。一般K在1.4~2.0之間，如果K<1.4，則由于加工率過大，可能出現(xiàn)斷頭、拉斷；當(dāng)K>2.0時，則表示倒刺加工率不夠大，未能充分利用金屬的塑性。制品直徑越小，壁厚越薄，K值應(yīng)越大。熟悉拉拔時的應(yīng)力狀態(tài)圖拉拔時，變形區(qū)中的金屬所受的外力有：拉拔力P，模壁給予的正壓力N和摩擦力T，見圖。拉拔力P作用在被拉棒材的前端，它在變形區(qū)引起主拉應(yīng)力σL，正壓力和摩擦力作用在棒材外表上，它們是由于棒材在拉拔力作用下，通過?？讜r，模壁阻礙金屬運行形成的，正壓力方向垂直于模壁，摩擦力方向平行于模壁與金屬運動方向相反。摩擦力的數(shù)值可以由庫侖摩擦定律求出。金屬在拉拔力、正壓力和摩擦力的作用下，變形區(qū)的金屬根本處于兩向壓〔σr、σ〕和一向拉〔σl〕的應(yīng)力狀態(tài)。變形區(qū)金屬所處的變形狀態(tài)為兩向壓縮〔εr、ε〕和一向拉伸〔εl〕。熟悉影響拉拔力的主要因素1、被加工金屬性質(zhì)拉拔力與被拉拔金屬的抗拉強度成線性關(guān)系，抗拉強度愈高，拉拔力愈大。2、變形程度拉拔應(yīng)力與變形程度成正比關(guān)系，隨著斷面減縮率的增加，拉拔應(yīng)力增大。3、模角隨著模角增大，拉拔應(yīng)力發(fā)生變化，并且存在一個最小值，其相應(yīng)的模角稱為最正確模角，最著變形程度增加，最正確模角值逐漸增大。4、拉拔速度在低速拉拔時，拉拔應(yīng)力隨拉拔速度的增加而有所增加。當(dāng)拉拔速度增加到6－50mm時，拉拔應(yīng)力下降，繼續(xù)增加拉拔速度拉拔應(yīng)力變化不大。5、摩擦與潤滑6、反拉力7、振動在拉拔時對拉拔工具〔模子或芯頭〕施以振動可以顯著地降低拉拔力，繼而提高道次加工率。掌握拉拔力確實定第二局部 軋制專業(yè)理論知識軋鋼根本生產(chǎn)工藝掌握軋鋼機主機列軋鋼機是軋鋼車間的主要設(shè)備，是由一個或者數(shù)個主機列組成的。其主要由電動機、傳動裝置和工作機構(gòu)組成。主電機：主電機是軋鋼機的原動機，它通過傳動裝置將動力傳給軋輥并使其轉(zhuǎn)動。主電機形式的選擇與軋鋼機的工作制度有密切關(guān)系。主電機的容量主要根據(jù)軋鋼機的生產(chǎn)率和用途來確定，其變動范圍極大。傳動裝置：傳動裝置也叫軋鋼機主傳動。主傳動由聯(lián)軸器〔電動機聯(lián)軸器和主聯(lián)軸器〕、飛輪、減速機、人字齒輪座〔簡稱齒輪座〕和萬向接軸組成。工作機座：工作機座是軋鋼機的主要局部，是由機架、軋輥及其軸承、軋輥調(diào)整裝置和上輥平衡裝置等組成。組成工作機座零、部件的型式構(gòu)造，主要取決于軋鋼機的用途。掌握鋼材品種軋鋼鋼材的斷面形狀和尺寸總稱為鋼材的品種規(guī)格。按鋼材形狀特征分：型鋼、線材、特殊鋼材、鋼板、帶鋼及鋼管。掌握軋鋼機類型及布置軋鋼機通常可以按用途、構(gòu)造和布置型式分類。按用途分：可以反映軋鋼機的主要性能參數(shù)及其產(chǎn)品的規(guī)格。按構(gòu)造分：可以反映軋輥的數(shù)量、形狀配置方式。按布置型式分：可以反映工作機座的數(shù)量、布置型式及車間生產(chǎn)能力的大小。主要有以下幾種：單機座、橫列式、縱列式、階段式、連續(xù)式、半連續(xù)式、串列往復(fù)式和布棋式等。掌握軋鋼生產(chǎn)的工藝流程雖然根據(jù)產(chǎn)品的主要技術(shù)要求和合金的特性所確定的各種軋材的生產(chǎn)工藝流程各不一樣，但根本的工序都不外是原料的清理準(zhǔn)備→加熱→軋制→冷卻→精整和質(zhì)量檢查等工序。了解控制軋制、控制冷卻技術(shù)的應(yīng)用初軋及型鋼生產(chǎn)初軋生產(chǎn)工藝了解初軋生產(chǎn)車間的組成及平面布置形式了解初軋車間主要設(shè)備及其性能了解初軋生產(chǎn)工藝型鋼生產(chǎn)掌握型鋼的生產(chǎn)工藝掌握線材的生產(chǎn)工藝熟悉孔型與孔型系統(tǒng)熟悉孔型在軋輥上的配置規(guī)則孔型的配置是解決孔型在軋制面上的水平和垂直方向所處位置的問題。1、孔型在軋制面上水平方向的配置〔沿輥身長度方向的配置〕1〕盡量使軋件在各機架中的軋制時間均衡。2〕成品孔型與成品前孔型應(yīng)單獨配置。3〕備用孔型數(shù)應(yīng)以成品孔型為最多，成品前次之。4〕孔型的間距即輥環(huán)寬度確定，同時應(yīng)考慮輥環(huán)的強度以及安裝和調(diào)整軋輥輔件的操作條件。2、軋型在軋制面上垂直方向的配置1〕軋機尺寸2〕軋輥各直徑間的關(guān)系3〕"壓力〞4〕軋輥中線與軋制線、孔型中性線。了解方鋼、圓鋼、槽鋼、角鋼等的軋制工藝板帶鋼生產(chǎn)熱軋中厚板熟悉中厚板軋機的型式及布置型式：二輥可逆式、三輥勞特式、四輥可逆式、萬能式和復(fù)合式。布置：單機架、順列或并列雙機架、多機架連續(xù)或半連續(xù)式。掌握中厚板的生產(chǎn)工藝熱連軋帶鋼熟悉熱連軋帶鋼軋機的型式和布置型式：布置：全連續(xù)式、半連續(xù)式、3/4連續(xù)式、最新的節(jié)能型布置。熟悉熱連軋帶鋼的生產(chǎn)工藝連鑄坯→除鱗→粗軋→精軋→軋后冷卻及卷取。熟悉熱連軋帶鋼的變形規(guī)程掌握冷軋帶鋼的生產(chǎn)工藝略。鋼管生產(chǎn)無縫鋼管的生產(chǎn)工藝掌握自動軋管機組的生產(chǎn)工藝自動軋管機組主要生產(chǎn)外徑≤400mm以下的中小直徑鋼管。鋼管在軋機上一般軋制兩道，變形主要由第一道完成，第二道主要用于消除孔型開口處管壁的偏厚量，所以第二道軋制前毛管需轉(zhuǎn)90°。兩次的總延伸系數(shù)≤2.3。了解周期式軋管機組了解連續(xù)式軋管機組了解冷軋冷拔鋼管焊接鋼管生產(chǎn)了解爐焊法鋼管生產(chǎn)了解電弧焊接法鋼管生產(chǎn)掌握軋鋼時常見缺陷的產(chǎn)生原因及其消除方法掌握軋鋼生產(chǎn)的主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)表示軋鋼車間各項設(shè)備、原材料、燃料、動力及勞動力、資金等利用程度的指標(biāo)稱之為技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。軋鋼生產(chǎn)中，技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)包括：綜合技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)、各項消耗指標(biāo)、車間勞動定員及車間費用消耗等。軋鋼車間生產(chǎn)過程中的各項原材料及動力消耗等指標(biāo)主要包括：金屬、燃料、電力、水、軋輥、壓縮空氣、氧氣等。金屬消耗：K=W/Q，其中，W為投入坯料重量〔T〕；Q為合格產(chǎn)品重量〔T〕。金屬消耗一般由以下的金屬損耗組成：1〕燒損；2〕切頭切尾的損失；3〕清理外表的損失〔包括酸洗的損失〕；4〕軋廢；5〕由于加熱、精整