2025年高級軋鋼工技師知識考試題庫(附含答案)一、選擇題1.金屬在熱加工時，其塑性（），變形抗力（）。A.提高，降低B.降低，提高C.不變，不變答案：A。熱加工時，金屬原子的活動能力增強，位錯運動更容易進(jìn)行，使得金屬的塑性提高；同時，由于溫度升高，金屬的變形抗力降低。2.鋼中加入合金元素錳（Mn）主要作用是（）。A.提高鋼的強度B.提高鋼的韌性C.提高鋼的淬透性答案：C。錳能擴(kuò)大奧氏體區(qū)，降低鋼的臨界冷卻速度，提高鋼的淬透性；同時也能在一定程度上提高鋼的強度和韌性，但提高淬透性是其主要作用。3.軋制過程中，軋件的寬展量與軋輥直徑（）。A.成正比B.成反比C.無關(guān)答案：A。根據(jù)寬展公式，在其他條件一定時，軋輥直徑越大，軋件與軋輥的接觸弧長度增加，金屬橫向流動的可能性增大，寬展量也就越大，所以寬展量與軋輥直徑成正比。4.板帶鋼軋制過程中，出現(xiàn)邊浪的原因可能是（）。A.中部壓下量過大B.邊部壓下量過大C.軋制速度過快答案：B。當(dāng)邊部壓下量過大時，邊部金屬的延伸比中部大，就會導(dǎo)致邊浪的產(chǎn)生；中部壓下量過大會產(chǎn)生中浪；軋制速度過快一般不會直接導(dǎo)致邊浪。5.連鑄坯的柱狀晶組織越發(fā)達(dá)，其（）性能越差。A.塑性B.強度C.韌性答案：C。連鑄坯的柱狀晶組織比較粗大，晶界處雜質(zhì)和缺陷相對較多，在受力時裂紋容易沿晶界擴(kuò)展，導(dǎo)致其韌性變差。6.控制軋制中，為了細(xì)化晶粒，終軋溫度一般應(yīng)控制在（）。A.奧氏體再結(jié)晶區(qū)B.奧氏體未再結(jié)晶區(qū)C.兩相區(qū)答案：B。在奧氏體未再結(jié)晶區(qū)軋制，變形后的奧氏體晶粒被拉長，內(nèi)部產(chǎn)生大量的變形帶和位錯，隨后冷卻時，這些變形帶和位錯成為新相形核的核心，從而細(xì)化晶粒。在奧氏體再結(jié)晶區(qū)軋制，晶粒會發(fā)生再結(jié)晶長大；在兩相區(qū)軋制主要是通過控制鐵素體和奧氏體的比例來改善性能，但細(xì)化晶粒效果不如在奧氏體未再結(jié)晶區(qū)。7.軋機的剛度系數(shù)越大，表明軋機抵抗（）的能力越強。A.彈性變形B.塑性變形C.熱變形答案：A。軋機的剛度系數(shù)是指軋機產(chǎn)生單位彈性變形所需的軋制力。剛度系數(shù)越大，說明在相同軋制力作用下，軋機的彈性變形越小，即軋機抵抗彈性變形的能力越強。8.鋼材的表面質(zhì)量缺陷“麻點”主要是由于（）造成的。A.軋輥表面粗糙B.軋制溫度過高C.鋼坯表面有裂紋答案：A。軋輥表面粗糙時，在軋制過程中會將粗糙的痕跡復(fù)制到鋼材表面，形成麻點；軋制溫度過高可能會導(dǎo)致鋼材過熱、過燒等問題，但一般不會直接形成麻點；鋼坯表面有裂紋會在軋制后形成裂紋狀缺陷，而不是麻點。9.軋制壓力的大小與軋件的（）有關(guān)。A.寬度B.長度C.厚度答案：A。軋制壓力的計算公式中包含軋件的寬度，在其他條件相同的情況下，軋件寬度越大，軋制壓力越大；軋件的長度對軋制壓力影響較??；軋件厚度主要影響變形程度，間接影響軋制壓力，但不如寬度影響直接。10.金屬的可鍛性是指金屬在壓力加工時，能改變形狀而不產(chǎn)生裂紋的性能，它取決于金屬的（）。A.化學(xué)成分和組織B.硬度和韌性C.強度和塑性答案：A。金屬的化學(xué)成分和組織對其可鍛性有決定性影響。例如，純金屬的可鍛性一般比合金好；單相組織的可鍛性比多相組織好。硬度、韌性、強度和塑性等性能都是由化學(xué)成分和組織決定的，它們是可鍛性的外在表現(xiàn)，而不是決定可鍛性的根本因素。二、判斷題1.熱加工和冷加工是以再結(jié)晶溫度為界限的。（）答案：正確。金屬在再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的加工稱為熱加工，在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的加工稱為冷加工。熱加工過程中，變形金屬會同時發(fā)生加工硬化和再結(jié)晶軟化；冷加工過程中，只有加工硬化現(xiàn)象。2.鋼中的硫元素是有益元素，能提高鋼的切削性能。（）答案：錯誤。硫在鋼中一般是有害元素。硫與鐵形成FeS，F(xiàn)eS與鐵形成低熔點共晶體，分布在晶界上，在熱加工時容易導(dǎo)致熱脆現(xiàn)象，降低鋼的熱加工性能。雖然一定含量的硫在某些情況下可以改善鋼的切削性能，但總體來說，硫?qū)︿摰男阅芪：^大。3.軋制過程中，軋件的延伸量與壓下量成正比。（）答案：正確。根據(jù)體積不變定律，在軋制過程中，軋件的體積保持不變。壓下量增大時，軋件的高度減小，為了保持體積不變，軋件的長度就會增加，即延伸量增大，所以軋件的延伸量與壓下量成正比。4.板帶鋼的凸度是指板帶鋼中部厚度與邊部厚度之差。（）答案：正確。板帶鋼的凸度是衡量板帶鋼橫向厚度均勻性的一個重要指標(biāo)，它反映了板帶鋼中部和邊部厚度的差異。5.連鑄坯的中心疏松和縮孔缺陷可以通過軋制完全消除。（）答案：錯誤。軋制可以在一定程度上改善連鑄坯的中心疏松和縮孔缺陷，但不能完全消除。對于嚴(yán)重的中心疏松和縮孔，即使經(jīng)過軋制，仍可能在鋼材中留下殘余缺陷，影響鋼材的質(zhì)量。6.控制冷卻的目的是為了獲得良好的組織和性能。（）答案：正確?？刂评鋮s通過控制鋼材軋后的冷卻速度、冷卻時間等參數(shù)，使鋼材獲得不同的組織轉(zhuǎn)變，從而改善鋼材的強度、韌性、硬度等性能。7.軋機的軋制力越大，軋機的產(chǎn)量就越高。（）答案：錯誤。軋機的產(chǎn)量不僅與軋制力有關(guān)，還與軋制速度、軋制節(jié)奏、軋件尺寸等因素有關(guān)。軋制力過大可能會導(dǎo)致設(shè)備負(fù)荷增加、能耗增大，甚至影響設(shè)備的使用壽命，不一定能提高產(chǎn)量。8.鋼材的表面脫碳會降低鋼材的硬度和耐磨性。（）答案：正確。鋼材表面脫碳是指鋼材表面的碳元素在高溫下與周圍介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而被燒掉的現(xiàn)象。碳是提高鋼材硬度和耐磨性的重要元素，表面脫碳后，表面碳含量降低，導(dǎo)致鋼材的硬度和耐磨性下降。9.金屬的變形抗力越大，其塑性就越差。（）答案：錯誤。變形抗力和塑性是兩個不同的概念。變形抗力是指金屬在變形過程中抵抗變形的能力；塑性是指金屬在受力時產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力。一般來說，金屬的變形抗力與化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、變形溫度、變形速度等因素有關(guān)，而塑性主要取決于金屬的原子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)和組織狀態(tài)等。有些金屬可能變形抗力較大，但塑性并不一定差。10.軋制過程中，張力的作用可以降低軋制壓力。（）答案：正確。在軋制過程中，施加張力可以使金屬內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變，減小金屬的變形抗力，從而降低軋制壓力。同時，張力還可以改善板形、提高軋制的穩(wěn)定性。三、簡答題1.簡述控制軋制的優(yōu)點?？刂栖堉剖侵冈跓彳堖^程中，通過對金屬加熱制度、變形制度和冷卻制度的合理控制，使熱塑性變形與固態(tài)相變結(jié)合，以獲得細(xì)小晶粒組織，從而提高鋼材的強度、韌性等綜合性能的軋制方法。其優(yōu)點主要有以下幾點：-提高鋼材性能：通過細(xì)化晶粒，顯著提高鋼材的強度和韌性。細(xì)化的晶?？梢栽黾泳Ы缑娣e，晶界能夠阻礙位錯運動，從而提高鋼材的強度；同時，晶界對裂紋擴(kuò)展有阻礙作用，使鋼材的韌性得到改善。-節(jié)約合金元素：利用控制軋制可以在不添加或少添加合金元素的情況下，達(dá)到甚至超過添加合金元素的鋼材性能。這樣可以降低鋼材的生產(chǎn)成本，減少對稀缺合金資源的依賴。-簡化生產(chǎn)工藝：控制軋制可以替代一些傳統(tǒng)的熱處理工藝，如正火、調(diào)質(zhì)等。通過軋制過程中的控制冷卻，直接獲得所需的組織和性能，縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率。-改善鋼材的焊接性能：細(xì)小的晶粒組織可以降低鋼材的焊接熱影響區(qū)的硬度和脆性，減少焊接裂紋的產(chǎn)生，提高鋼材的焊接質(zhì)量。2.分析板帶鋼軋制過程中出現(xiàn)中浪的原因及解決措施。原因-輥型不合理：如果軋輥的凸度太大，中部的壓下量相對邊部就會過大，導(dǎo)致中部金屬的延伸比邊部大，從而產(chǎn)生中浪。-軋制力分布不均：在軋制過程中，由于軋機的機械結(jié)構(gòu)、液壓系統(tǒng)等原因，可能導(dǎo)致軋制力在橫向分布不均勻，中部軋制力過大，造成中浪。-軋制溫度不均：板帶鋼中部和邊部的溫度差異過大，中部溫度高，金屬的變形抗力小，延伸率大，容易產(chǎn)生中浪。解決措施-調(diào)整輥型：根據(jù)板帶鋼的規(guī)格和軋制工藝要求，合理選擇軋輥的凸度。可以采用磨輥技術(shù)，精確控制軋輥的輥型曲線，使軋制過程中軋件的橫向變形均勻。-優(yōu)化軋制力分布：檢查軋機的機械結(jié)構(gòu)和液壓系統(tǒng)，確保軋制力在橫向均勻分布?？梢酝ㄟ^調(diào)整軋機的壓下裝置、液壓平衡系統(tǒng)等，來改善軋制力的分布情況。-控制軋制溫度：采用有效的加熱和冷卻措施，保證板帶鋼中部和邊部的溫度均勻。例如，在加熱爐中采用合理的加熱制度，在軋制過程中采用邊部加熱或噴水冷卻等方式，減小溫度差異。3.簡述連鑄坯質(zhì)量對軋制生產(chǎn)的影響。連鑄坯質(zhì)量的好壞直接影響到軋制生產(chǎn)的順利進(jìn)行和鋼材的最終質(zhì)量，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：-表面質(zhì)量：連鑄坯表面存在裂紋、夾渣、氣孔等缺陷時，在軋制過程中這些缺陷會進(jìn)一步擴(kuò)展和惡化，導(dǎo)致鋼材表面出現(xiàn)裂紋、麻點、結(jié)疤等質(zhì)量問題，降低鋼材的表面質(zhì)量和外觀質(zhì)量。-內(nèi)部質(zhì)量：連鑄坯的內(nèi)部缺陷如中心疏松、縮孔、偏析等，會影響鋼材的力學(xué)性能和內(nèi)部組織均勻性。中心疏松和縮孔在軋制過程中可能無法完全消除，會導(dǎo)致鋼材的強度和韌性下降；偏析會使鋼材不同部位的化學(xué)成分和組織性能不一致，影響鋼材的使用性能。-形狀尺寸：連鑄坯的形狀尺寸偏差過大，如邊長偏差、對角線偏差、厚度偏差等，會給軋制過程帶來困難。可能導(dǎo)致軋制過程中軋件跑偏、卡鋼等事故，影響軋制的穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率；同時，也會影響鋼材的最終尺寸精度。-溫度均勻性：連鑄坯的溫度不均勻會導(dǎo)致軋制過程中金屬的變形抗力不一致，從而影響軋制力的分布和軋件的變形均勻性。溫度低的部位變形抗力大，容易出現(xiàn)軋制缺陷；溫度高的部位變形抗力小，可能導(dǎo)致過度變形。4.說明軋制過程中張力的作用。在軋制過程中，張力具有以下重要作用：-降低軋制壓力：張力可以使金屬內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變，減小金屬的變形抗力。當(dāng)施加張力時，金屬在軋制方向上受到拉力作用，相當(dāng)于減小了軋制力的有效作用，從而降低了軋制壓力。這有助于減少軋機的負(fù)荷，提高設(shè)備的使用壽命，同時也可以降低能耗。-改善板形：合理的張力分布可以調(diào)整板帶鋼的橫向應(yīng)力分布，使板帶鋼在軋制過程中保持良好的板形。例如，通過調(diào)整邊部和中部的張力大小，可以抑制邊浪或中浪的產(chǎn)生，提高板帶鋼的平整度。-穩(wěn)定軋制過程：張力可以使軋件在軋制過程中保持穩(wěn)定的運行狀態(tài)，防止軋件跑偏和抖動。它能夠增強軋件與軋輥之間的摩擦力，使軋件更好地跟隨軋輥運動，提高軋制的穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率。-細(xì)化晶粒：張力作用下的軋制可以促進(jìn)金屬的動態(tài)再結(jié)晶過程，使晶粒得到細(xì)化。細(xì)化的晶粒可以提高鋼材的強度和韌性等性能。5.分析鋼材表面產(chǎn)生裂紋的原因及預(yù)防措施。原因-鋼坯質(zhì)量問題：鋼坯本身存在裂紋、皮下氣泡等缺陷，在軋制過程中這些缺陷會進(jìn)一步擴(kuò)展，導(dǎo)致鋼材表面出現(xiàn)裂紋。-軋制工藝不當(dāng)：軋制溫度過低，金屬的塑性變差，變形抗力增大，容易產(chǎn)生裂紋；軋制速度過快，可能導(dǎo)致金屬來不及充分變形，產(chǎn)生應(yīng)力集中，引發(fā)裂紋；壓下量過大，也會使金屬內(nèi)部應(yīng)力過大，產(chǎn)生裂紋。-軋輥表面缺陷：軋輥表面存在裂紋、磨損等缺陷，在軋制過程中會將這些缺陷復(fù)制到鋼材表面，形成裂紋。-冷卻不當(dāng)：鋼材軋后冷卻速度過快，會使表面和內(nèi)部產(chǎn)生較大的溫差，導(dǎo)致熱應(yīng)力過大，從而產(chǎn)生裂紋。預(yù)防措施-嚴(yán)格控制鋼坯質(zhì)量：加強對鋼坯的檢驗，避免有缺陷的鋼坯進(jìn)入軋制工序。對鋼坯進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，如表面清理、探傷等，消除潛在的缺陷。-優(yōu)化軋制工藝：合理控制軋制溫度、軋制速度和壓下量。根據(jù)鋼材的材質(zhì)和規(guī)格，制定合適的軋制工藝參數(shù)，確保金屬在良好的塑性狀態(tài)下進(jìn)行軋制。-保證軋輥質(zhì)量：定期檢查和維護(hù)軋輥，及時修復(fù)或更換有缺陷的軋輥。采用優(yōu)質(zhì)的軋輥材料，提高軋輥的表面質(zhì)量和耐磨性。-合理控制冷卻制度：根據(jù)鋼材的種類和規(guī)格，制定合理的冷卻制度。采用緩冷、分段冷卻等方式，減小鋼材表面和內(nèi)部的溫差，降低熱應(yīng)力。四、計算題1.已知某軋機的軋輥直徑為φ800mm，軋件的原始厚度為H=30mm，軋后厚度為h=20mm，計算該道次的壓下率和延伸系數(shù)。-壓下率計算：壓下率計算公式為：\(\varepsilon=\frac{H-h}{H}\times100\%\)將\(H=30mm\)，\(h=20mm\)代入公式可得：\(\varepsilon=\frac{30-20}{30}\times100\%=\frac{10}{30}\times100\%\approx33.3\%\)-延伸系數(shù)計算：根據(jù)體積不變定律\(H\timesB\timesL=h\timesb\timesl\)（假設(shè)寬度不變\(B=b\)），延伸系數(shù)\(\mu=\frac{l}{L}\)，又因為\(\mu=\frac{H}{h}\)將\(H=30mm\)，\(h=20mm\)代入可得：\(\mu=\frac{30}{20}=1.5\)2.某軋機軋制力為\(P=5000kN\)，軋機的剛度系數(shù)\(K=1000kN/mm\)，求軋機的彈性變形量\(\DeltaS\)。根據(jù)軋機剛度系數(shù)的定義\(K=\frac{P}{\DeltaS}\)，可得彈性變形量\(\DeltaS=\frac{P}{K}\)將\(P=5000kN\)，\(K=1000kN/mm\)代入公式可得：\(\DeltaS=\frac{5000}{1000}=5mm\)3.已知某板帶鋼的寬度\(B=1200mm\)，軋制前厚度\(H=40mm\)，軋制后厚度\(h=30mm\)，寬展量\(\Deltab=10mm\)，求該板帶鋼的延伸系數(shù)和寬展率。-延伸系數(shù)計算：根據(jù)體積不變定律\(H\timesB\timesL=h\times(B+\Deltab)\timesl\)，延伸系數(shù)\(\mu=\frac{l}{L}\)，又因為\(\mu=\frac{H\timesB}{h\times(B+\Deltab)}\)將\(H=40mm\)，\(B=1200mm\)，\(h=30mm\)，\(\Deltab=10mm\)代入可得：\(\mu=\frac{40\times1200}{30\times(1200+10)}=\frac{48000}{30\times1210}=\frac{48000}{36300}\approx1.32\)-寬展率計算：寬展率計算公式為：\(\beta=\frac{\Deltab}{B}\times100\%\)將\(B=1200mm\)，\(\Deltab=10mm\)代入公式可得：\(\beta=\frac{10}{1200}\times100\%\approx0.83\%\)五、論述題1.論述提高鋼材強度和韌性的途徑及原理。提高鋼材強度的途徑及原理-細(xì)晶強化：通過細(xì)化晶?？梢蕴岣咪摬牡膹姸?。原理是晶界能夠阻礙位錯的運動，晶粒越細(xì)小，晶界面積越大，位錯運動的阻力就越大，從而提高了鋼材的強度。例如，在控制軋制過程中，通過在奧氏體未再結(jié)晶區(qū)軋制和控制冷卻速度，可以使奧氏體晶粒細(xì)化，隨后在相變過程中得到細(xì)小的鐵素體和珠光體組織，顯著提高鋼材的強度。-固溶強化：向鋼中加入合金元素，使合金元素溶解在鐵素體中形成固溶體，從而提高鋼材的強度。合金元素的原子半徑與鐵原子不同，會引起晶格畸變，阻礙位錯的運動，增加變形抗力，提高強度。如鋼中加入錳、硅等元素，能起到固溶強化的作用。-沉淀強化：在鋼中形成細(xì)小彌散的第二相粒子，這些粒子可以阻礙位錯的運動，提高鋼材的強度。例如，在微合金鋼中加入鈮、釩、鈦等微合金元素，在軋制和冷卻過程中，這些元素會形成碳化物、氮化物等細(xì)小的析出相，釘扎位錯，提高鋼材的強度。-加工硬化：通過冷加工使鋼材產(chǎn)生塑性變形，位錯密度增加，位錯之間相互作用和纏結(jié)，阻礙位錯的進(jìn)一步運動，從而提高鋼材的強度。但加工硬化會使鋼材的塑性降低。提高鋼材韌性的途徑及原理-細(xì)化晶粒：細(xì)化晶粒不僅可以提高鋼材的強度，還能提高韌性。細(xì)小的晶?？梢允沽鸭y擴(kuò)展路徑更加曲折，增加裂紋擴(kuò)展的阻力，同時晶界能夠吸收和分散能量，使裂紋不易擴(kuò)展，從而提高鋼材的韌性。-控制化學(xué)成分：降低鋼中的有害元素含量，如硫、磷等，這些元素會降低鋼材的韌性，形成脆性相。同時，適當(dāng)加入一些有益元素，如鎳、鉬等，可以提高鋼材的韌性。鎳可以降低鋼的韌脆轉(zhuǎn)變溫度，提高低溫韌性；鉬可以細(xì)化晶粒，改善鋼材的韌性。-改善組織形態(tài)：獲得均勻細(xì)小的組織可以提高鋼材的韌性。例如，通過控制軋制和控制冷卻，使鋼材獲得貝氏體組織或細(xì)小的鐵素體-珠光體組織，這些組織具有良好的韌性。-消除殘余應(yīng)力：殘余應(yīng)力會降低鋼材的韌性，容易導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)