高級(jí)軋鋼試題及答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.金屬材料在受力破壞前可以經(jīng)受永久變形的性能稱為（）。A.強(qiáng)度B.塑性C.硬度D.韌性答案：B。解析：塑性是指金屬材料在受力破壞前可以經(jīng)受永久變形的能力。強(qiáng)度是指材料在外力作用下抵抗破壞的能力；硬度是材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力；韌性是材料在沖擊載荷作用下吸收能量和抵抗斷裂的能力。2.熱軋帶鋼生產(chǎn)中，卷取溫度過(guò)高會(huì)使帶鋼的（）。A.強(qiáng)度增加B.硬度增加C.晶粒粗大D.韌性提高答案：C。解析：卷取溫度過(guò)高時(shí)，帶鋼的晶粒會(huì)繼續(xù)長(zhǎng)大，導(dǎo)致晶粒粗大。而強(qiáng)度、硬度一般會(huì)隨著卷取溫度適當(dāng)降低而增加；韌性不僅僅取決于卷取溫度這一個(gè)因素，但過(guò)高卷取溫度不利于獲得良好的綜合性能。3.下列哪種孔型系統(tǒng)常用于軋制大型鋼材（）。A.箱形孔型系統(tǒng)B.橢圓-圓孔型系統(tǒng)C.菱-方孔型系統(tǒng)D.萬(wàn)能孔型系統(tǒng)答案：A。解析：箱形孔型系統(tǒng)具有變形均勻、軋件斷面溫度分布均勻、軋輥磨損均勻等優(yōu)點(diǎn)，常用于軋制大型鋼材。橢圓-圓孔型系統(tǒng)常用于軋制圓鋼、線材等；菱-方孔型系統(tǒng)常用于軋制方鋼；萬(wàn)能孔型系統(tǒng)常用于軋制寬flange型鋼等。4.軋機(jī)的剛性系數(shù)越大，軋機(jī)越（）。A.容易彈跳B(niǎo).不容易彈跳C.軋制力變化大D.軋制精度低答案：B。解析：軋機(jī)的剛性系數(shù)表示軋機(jī)抵抗彈性變形的能力，剛性系數(shù)越大，軋機(jī)在軋制力作用下的彈性變形越小，即不容易彈跳，有利于提高軋制精度。5.控制軋制和控制冷卻的主要目的是（）。A.提高產(chǎn)量B.降低成本C.改善鋼材的組織和性能D.簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝答案：C。解析：控制軋制和控制冷卻是通過(guò)對(duì)軋制過(guò)程中的溫度、變形量、冷卻速度等工藝參數(shù)進(jìn)行控制，來(lái)改變鋼材的組織形態(tài)，從而改善鋼材的強(qiáng)度、韌性等性能。雖然在一定程度上可能會(huì)對(duì)產(chǎn)量、成本等有影響，但主要目的還是改善性能。6.鋼中加入適量的錳元素可以（）。A.提高鋼的強(qiáng)度和韌性B.降低鋼的硬度C.增加鋼的脆性D.提高鋼的耐腐蝕性答案：A。解析：錳是一種有效的脫氧劑和脫硫劑，它能溶于鐵素體和滲碳體中，提高鋼的強(qiáng)度和韌性。適量的錳一般不會(huì)降低硬度，也不會(huì)增加脆性；提高鋼的耐腐蝕性不是錳的主要作用。7.軋制過(guò)程中，軋件的寬展可分為自由寬展、限制寬展和（）。A.強(qiáng)迫寬展B.自然寬展C.滑動(dòng)寬展D.鼓形寬展答案：A。解析：軋制時(shí)軋件的寬展類型分為自由寬展、限制寬展和強(qiáng)迫寬展。自由寬展是指在軋制過(guò)程中，軋件在寬度方向上不受任何限制而自由增長(zhǎng)；限制寬展是指由于孔型側(cè)壁的限制，寬展受到一定的約束；強(qiáng)迫寬展是在某些特殊軋制情況下，由于外力作用使軋件寬度增加。8.下列哪種軋制方式屬于縱軋（）。A.斜軋穿孔B.行星軋制C.二輥軋機(jī)軋制板材D.周期軋制答案：C。解析：縱軋是指軋件的縱軸線與軋輥軸線垂直的軋制方式，二輥軋機(jī)軋制板材就是典型的縱軋。斜軋穿孔中軋件的縱軸線與軋輥軸線成一定角度；行星軋制是一種特殊的軋制方式，工作原理與縱軋不同；周期軋制是按照一定周期改變軋制參數(shù)的軋制方法。9.熱軋時(shí)，軋件的終軋溫度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致（）。A.軋制力減小B.晶粒粗大C.產(chǎn)生裂紋D.軋制能耗降低答案：C。解析：終軋溫度過(guò)低時(shí)，金屬的變形抗力增大，軋制力增加，軋制能耗升高。同時(shí)，由于變形困難，容易在軋件內(nèi)部產(chǎn)生較大的應(yīng)力，導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生。而終軋溫度過(guò)低一般會(huì)使晶粒細(xì)化，而不是粗大。10.帶鋼熱連軋機(jī)中，精軋機(jī)組的主要作用是（）。A.大壓下量軋制B.控制帶鋼的厚度和精度C.改善帶鋼的表面質(zhì)量D.降低帶鋼的溫度答案：B。解析：精軋機(jī)組的主要任務(wù)是在較小的壓下量下，精確控制帶鋼的厚度、寬度、板形等尺寸精度和表面質(zhì)量等。大壓下量軋制一般在粗軋機(jī)組完成；雖然精軋也有助于改善表面質(zhì)量，但主要作用還是控制厚度精度；降低帶鋼溫度是冷卻系統(tǒng)的功能，精軋機(jī)組不是主要用于降溫。二、判斷題（每題2分，共20分）1.金屬的變形抗力越大，軋制力就越大。（）答案：正確。解析：軋制力與金屬的變形抗力、軋件與軋輥的接觸面積等因素有關(guān)。在其他條件相同的情況下，金屬的變形抗力越大，軋制時(shí)所需克服的阻力就越大，軋制力也就越大。2.軋機(jī)的軋制速度越快，產(chǎn)量就一定越高。（）答案：錯(cuò)誤。解析：雖然提高軋制速度在一定程度上可以提高產(chǎn)量，但產(chǎn)量還受到其他因素的影響，如軋機(jī)的作業(yè)率、軋制道次、坯料尺寸等。如果軋機(jī)的作業(yè)率低，頻繁出現(xiàn)故障停機(jī)等情況，即使軋制速度快，產(chǎn)量也不一定高。3.控制軋制可以完全替代熱處理來(lái)改善鋼材性能。（）答案：錯(cuò)誤。解析：控制軋制能在一定程度上改善鋼材的組織和性能，但對(duì)于一些對(duì)性能要求極高的鋼材，僅靠控制軋制可能無(wú)法滿足要求，還需要配合適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に噥?lái)進(jìn)一步細(xì)化組織、調(diào)整性能。所以控制軋制不能完全替代熱處理。4.鋼中的硫元素是有益元素，能提高鋼的切削性能。（）答案：錯(cuò)誤。解析：硫在鋼中一般是有害元素。雖然一定量的硫可以改善鋼的切削性能，但它會(huì)降低鋼的熱塑性、韌性和焊接性能，使鋼產(chǎn)生熱脆現(xiàn)象，所以通常要嚴(yán)格控制鋼中硫的含量。5.軋制過(guò)程中，軋件的延伸系數(shù)等于軋件的出口長(zhǎng)度與入口長(zhǎng)度之比。（）答案：正確。解析：延伸系數(shù)是衡量軋件在軋制過(guò)程中延伸程度的指標(biāo)，其定義就是軋件的出口長(zhǎng)度與入口長(zhǎng)度之比。6.冷軋帶鋼生產(chǎn)中，一般不需要加熱，所以不會(huì)產(chǎn)生氧化鐵皮。（）答案：錯(cuò)誤。解析：冷軋帶鋼生產(chǎn)前的熱軋坯料在熱軋過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生氧化鐵皮，在冷軋前需要進(jìn)行酸洗等工序去除氧化鐵皮。而且在冷軋過(guò)程中，由于軋輥與軋件之間的摩擦、變形等也可能產(chǎn)生少量的氧化現(xiàn)象。7.萬(wàn)能軋機(jī)可以軋制各種形狀和尺寸的鋼材。（）答案：錯(cuò)誤。解析：萬(wàn)能軋機(jī)雖然具有較強(qiáng)的通用性，能軋制一些特殊形狀的鋼材，如寬flange型鋼等，但它也有一定的適用范圍和局限性，不能軋制所有形狀和尺寸的鋼材。不同的鋼材形狀和尺寸可能需要不同類型的軋機(jī)和軋制工藝。8.提高軋機(jī)的剛度可以提高軋制產(chǎn)品的精度。（）答案：正確。解析：如前面所述，軋機(jī)剛度大，在軋制力作用下彈性變形小，軋件的厚度等尺寸精度更容易控制，所以提高軋機(jī)的剛度有利于提高軋制產(chǎn)品的精度。9.軋制溫度越高，金屬的塑性越好，所以軋制時(shí)溫度越高越好。（）答案：錯(cuò)誤。解析：雖然一般情況下軋制溫度升高，金屬的塑性會(huì)提高，但溫度過(guò)高會(huì)帶來(lái)一系列問(wèn)題，如晶粒粗大、氧化嚴(yán)重、能耗增加等，還可能導(dǎo)致鋼材的性能下降。所以要根據(jù)不同的鋼材品種和軋制工藝選擇合適的軋制溫度范圍。10.帶鋼的板形主要取決于帶鋼的橫向厚度差。（）答案：正確。解析：帶鋼的板形好壞主要與帶鋼的橫向厚度分布有關(guān)。如果帶鋼橫向厚度不均勻，就會(huì)出現(xiàn)波浪、瓢曲等板形缺陷，所以帶鋼的板形主要取決于帶鋼的橫向厚度差。三、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）1.簡(jiǎn)述控制軋制的基本原理和優(yōu)點(diǎn)?；驹恚嚎刂栖堉剖峭ㄟ^(guò)對(duì)軋制過(guò)程中的溫度、變形量、變形速度等工藝參數(shù)進(jìn)行控制，以改變奧氏體的狀態(tài)和相變條件，從而在不添加過(guò)多合金元素的情況下，通過(guò)細(xì)化晶粒、改善組織形態(tài)等方式來(lái)提高鋼材的強(qiáng)度和韌性。具體來(lái)說(shuō)，在奧氏體再結(jié)晶區(qū)軋制，通過(guò)反復(fù)再結(jié)晶細(xì)化奧氏體晶粒；在奧氏體未再結(jié)晶區(qū)軋制，使奧氏體晶粒發(fā)生變形，形成變形帶，為相變提供更多的形核位置，細(xì)化鐵素體晶粒；在奧氏體和鐵素體兩相區(qū)軋制，進(jìn)一步細(xì)化鐵素體晶粒和改善組織。優(yōu)點(diǎn)：（1）提高鋼材的綜合性能，可顯著提高鋼材的強(qiáng)度和韌性，使鋼材具有良好的強(qiáng)韌性配合。（2）節(jié)約合金元素，通過(guò)控制軋制工藝可以在一定程度上減少合金元素的添加量，降低生產(chǎn)成本。（3）簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，減少了后續(xù)的熱處理工序，提高了生產(chǎn)效率。（4）改善鋼材的焊接性能，由于組織的改善，鋼材的焊接性能也得到提高。2.分析熱軋帶鋼厚度波動(dòng)的原因及控制措施。原因：（1）軋制力波動(dòng)：軋制過(guò)程中，軋件的材質(zhì)不均勻、溫度變化、軋輥磨損等因素會(huì)導(dǎo)致軋制力發(fā)生波動(dòng)，從而引起帶鋼厚度變化。（2）軋輥偏心：軋輥存在偏心時(shí)，會(huì)使軋輥與軋件之間的輥縫發(fā)生周期性變化，導(dǎo)致帶鋼厚度波動(dòng)。（3）張力變化：帶鋼在軋制過(guò)程中的張力不穩(wěn)定，會(huì)影響金屬的流動(dòng)和變形，進(jìn)而導(dǎo)致厚度波動(dòng)。（4）來(lái)料厚度不均：熱軋帶鋼的坯料厚度本身存在偏差，會(huì)直接影響成品帶鋼的厚度精度?？刂拼胧海?）采用厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)（AGC），通過(guò)檢測(cè)帶鋼的厚度，實(shí)時(shí)調(diào)整軋輥的輥縫或軋制力，以保證帶鋼厚度的穩(wěn)定。（2）定期檢測(cè)和維護(hù)軋輥，消除軋輥偏心等問(wèn)題，確保軋輥的精度。（3）穩(wěn)定軋制張力，采用張力控制系統(tǒng)，使帶鋼在軋制過(guò)程中保持恒定的張力。（4）加強(qiáng)對(duì)來(lái)料質(zhì)量的控制，嚴(yán)格控制坯料的厚度公差，保證來(lái)料厚度均勻。3.說(shuō)明軋機(jī)孔型設(shè)計(jì)的基本原則。（1）滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求：孔型設(shè)計(jì)要保證軋件能夠獲得準(zhǔn)確的尺寸、形狀和良好的表面質(zhì)量。例如，對(duì)于軋制板材，要保證板材的厚度精度和板形；對(duì)于軋制型鋼，要保證型鋼的斷面形狀和尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)。（2）具有良好的軋制工藝性能：孔型應(yīng)有利于金屬的變形和流動(dòng)，使軋件在軋制過(guò)程中能夠均勻變形，減少不均勻變形導(dǎo)致的缺陷。同時(shí)，要保證軋制過(guò)程的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)軋件跑偏、打滑等現(xiàn)象。（3）充分發(fā)揮軋機(jī)的能力：根據(jù)軋機(jī)的設(shè)備參數(shù)，如軋輥直徑、電機(jī)功率等，合理設(shè)計(jì)孔型的壓下量、軋制速度等參數(shù)，使軋機(jī)能夠在安全、高效的狀態(tài)下運(yùn)行，提高軋機(jī)的生產(chǎn)效率。（4）軋輥的磨損均勻：孔型設(shè)計(jì)要使軋輥在軋制過(guò)程中磨損均勻，延長(zhǎng)軋輥的使用壽命?？梢酝ㄟ^(guò)合理分配各孔型的壓下量、采用對(duì)稱孔型等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。（5）便于生產(chǎn)操作和維護(hù)：孔型設(shè)計(jì)應(yīng)簡(jiǎn)單、合理，便于軋機(jī)的調(diào)整和操作。同時(shí)，要考慮孔型的加工和維護(hù)的便利性，降低生產(chǎn)成本。四、計(jì)算題（每題15分，共30分）1.已知某軋機(jī)軋制一塊厚度為20mm的鋼板，軋制后厚度變?yōu)?0mm，軋件的原始寬度為1000mm，軋制后寬度變?yōu)?010mm，求該軋制過(guò)程的延伸系數(shù)、寬展系數(shù)和壓下率。解：（1）壓下率計(jì)算公式為：$\epsilon=\frac{H-h}{H}\times100\%$，其中$H$為軋件的原始厚度，$h$為軋件的軋制后厚度。將$H=20mm$，$h=10mm$代入公式可得：$\epsilon=\frac{20-10}{20}\times100\%=50\%$（2）延伸系數(shù)計(jì)算公式為：$\mu=\frac{L}{l}$，根據(jù)體積不變定律$V=HBL=hbl$（$B$為原始寬度，$b$為軋制后寬度，$L$為出口長(zhǎng)度，$l$為入口長(zhǎng)度），可得$\mu=\frac{H\timesB}{h\timesb}$。將$H=20mm$，$B=1000mm$，$h=10mm$，$b=1010mm$代入公式可得：$\mu=\frac{20\times1000}{10\times1010}\approx1.98$（3）寬展系數(shù)計(jì)算公式為：$\beta=\frac{B}$，將$B=1000mm$，$b=1010mm$代入公式可得：$\beta=\frac{1010}{1000}=1.01$答：該軋制過(guò)程的延伸系數(shù)約為1.98，寬展系數(shù)為1.01，壓下率為50%。2.某軋機(jī)的軋制力為5000kN，軋輥的直徑為800mm，軋件與軋輥的接觸弧長(zhǎng)度為150mm，求軋制時(shí)的平均單位壓力。解：軋制時(shí)的平均單位壓力計(jì)算公式為：$p=\frac{P}{F}$，其中$P$為軋制力，$F$為軋件與軋輥的接觸面積。接觸面積$F$可近似看作是接觸弧長(zhǎng)度$l$與軋輥寬度$B$（本題中可認(rèn)為軋輥寬度方向上受力均勻，可設(shè)為1個(gè)單位寬度）和軋輥直徑$D$構(gòu)成的矩形面積的一半