2025年高級軋鋼試題及答案一、填空題（每空1分，共20分）1.金屬塑性變形的基本定律包括體積不變定律、最小阻力定律和（加工硬化定律）。2.熱軋帶鋼生產(chǎn)中，精軋機組的溫度制度主要由（終軋溫度）和（卷取溫度）決定，前者影響鋼材的力學(xué)性能，后者影響組織相變。3.軋機的剛性系數(shù)K表示（軋機抵抗彈性變形的能力），其數(shù)值越大，軋機在軋制力作用下的彈性變形量（越?。?.寬展可分為自由寬展、限制寬展和（強迫寬展）三種類型，其中（自由寬展）是不施加外力時金屬自然橫向流動的結(jié)果。5.板帶鋼的板形缺陷主要包括浪形、瓢曲和（邊部減?。浜诵挠绊懸蛩厥牵ㄜ堓佪伩p形狀）與金屬橫向延伸的協(xié)調(diào)性。6.冷軋過程中，為消除加工硬化并改善組織性能，需進行（退火）處理，常用工藝包括罩式退火和（連續(xù)退火）。7.孔型設(shè)計的三大要素是（斷面形狀）、（孔型尺寸）和（孔型配置）。8.軋制力的計算常用（斯通公式）或（采利柯夫公式），兩者均需考慮變形區(qū)幾何參數(shù)和金屬變形抗力。二、選擇題（每題2分，共20分。每題只有1個正確選項）1.以下關(guān)于前滑的描述，正確的是（）。A.前滑值隨軋輥直徑增大而減小B.前滑值隨壓下率增大而增大C.前滑值與摩擦系數(shù)無關(guān)D.前滑值等于軋件出口速度與軋輥線速度的差值答案：B（壓下率增大，變形區(qū)長度增加，前滑值增大）2.熱軋中厚板時，終軋溫度過低會導(dǎo)致（）。A.晶粒粗大，沖擊韌性下降B.變形抗力增大，軋制力升高C.氧化鐵皮增厚，表面質(zhì)量惡化D.寬展量減小，厚度精度提高答案：B（溫度降低，金屬變形抗力增加，軋制力上升）3.冷軋帶鋼的邊部減薄主要由（）引起。A.軋輥中部凸度不足B.軋輥邊部磨損C.軋件邊部應(yīng)力集中D.軋制速度過高答案：B（軋輥邊部與帶鋼邊部接觸頻繁，易磨損，導(dǎo)致輥縫邊部間隙增大，形成減?。?.以下哪種軋機更適合生產(chǎn)極薄帶鋼（厚度＜0.1mm）？（）A.四輥軋機B.六輥軋機C.二十輥軋機D.可逆式軋機答案：C（二十輥軋機剛度高，輥徑小，可施加更大壓下量，適合極薄帶鋼軋制）5.連鑄坯熱裝熱送的主要目的是（）。A.提高鑄坯表面質(zhì)量B.降低加熱爐能耗C.減少軋制道次D.增加軋機產(chǎn)量答案：B（利用鑄坯余熱，減少加熱爐燃料消耗）6.軋制過程中，金屬的變形區(qū)是指（）。A.軋件與軋輥接觸的弧長區(qū)域B.軋件入口到出口的全部區(qū)域C.軋件發(fā)生塑性變形的中心區(qū)域D.軋輥咬入軋件的起始點答案：A（變形區(qū)定義為軋件與軋輥接觸的弧長對應(yīng)的區(qū)域）7.以下哪種措施可有效減少熱軋帶鋼的氧化鐵皮厚度？（）A.提高加熱爐溫度B.延長加熱時間C.采用還原性氣氛加熱D.增加粗軋道次答案：C（還原性氣氛可抑制氧化反應(yīng)，減少氧化鐵皮生成）8.冷軋時采用乳化液冷卻潤滑的主要作用是（）。A.降低軋件溫度，防止過熱B.減少軋輥與軋件間摩擦，提高表面質(zhì)量C.清洗軋件表面殘留鐵粉D.提高軋機軋制速度答案：B（乳化液的潤滑作用可降低摩擦系數(shù)，減少能量消耗，同時冷卻軋輥和軋件，改善表面質(zhì)量）9.孔型設(shè)計中，“鎖口”的主要作用是（）。A.防止軋件脫槽B.控制軋件寬展C.調(diào)整軋件斷面形狀D.提高軋輥強度答案：A（鎖口是孔型兩側(cè)的凸起部分，防止軋件在軋制過程中從孔型中脫出）10.以下關(guān)于軋機輥縫調(diào)整的描述，錯誤的是（）。A.輥縫過小會導(dǎo)致軋制力過大，損壞設(shè)備B.輥縫過大可能造成軋件厚度超差C.輥縫調(diào)整需考慮軋輥熱膨脹和磨損補償D.輥縫調(diào)整僅影響軋件厚度，與板形無關(guān)答案：D（輥縫形狀直接影響板形，如凸度調(diào)整可改善邊浪）三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯誤打“×”）1.金屬的塑性越好，越容易發(fā)生軋制變形，因此塑性是決定軋制可行性的唯一因素。（×）（還需考慮變形抗力、設(shè)備能力等）2.熱軋時，軋件的溫降主要發(fā)生在粗軋階段，精軋階段因變形熱補償，溫度基本穩(wěn)定。（√）（粗軋階段軋件厚度大，表面積大，溫降快；精軋階段變形熱可部分抵消溫降）3.冷軋帶鋼的屈服強度高于熱軋帶鋼，主要是因為冷軋引入了加工硬化。（√）（冷軋使金屬晶粒拉長，位錯密度增加，強度提高）4.軋機的輥系剛度越高，軋件厚度精度越容易控制。（√）（剛度高時，軋制力波動引起的輥縫變化小，厚度更穩(wěn)定）5.寬展量與壓下量成正比，與軋輥直徑成反比。（×）（寬展量與壓下量、軋輥直徑均成正比，與軋件寬度成反比）6.為提高軋制效率，應(yīng)盡可能增大道次壓下量，因此最大道次壓下量僅受軋機能力限制。（×）（還需考慮金屬塑性、咬入條件、板形控制等）7.連軋過程中，各機架的秒流量必須相等，否則會產(chǎn)生堆鋼或拉鋼。（√）（連軋的基本條件是秒流量相等）8.軋輥表面粗糙度越高，軋件表面質(zhì)量越好。（×）（粗糙度太高會導(dǎo)致軋件表面劃傷，需控制在合理范圍）9.板帶鋼的橫向厚差主要由軋輥凸度和熱膨脹決定，與軋制力無關(guān)。（×）（軋制力變化會引起軋輥彈性變形，影響橫向厚差）10.退火處理可完全消除冷軋帶鋼的內(nèi)應(yīng)力，使其力學(xué)性能均勻。（×）（完全消除需達到再結(jié)晶溫度，部分退火僅部分消除應(yīng)力）四、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述熱軋與冷軋的主要區(qū)別（從變形溫度、組織性能、工藝要求三方面回答）。答案：①變形溫度：熱軋在金屬再結(jié)晶溫度以上進行（如鋼＞900℃），冷軋在再結(jié)晶溫度以下（通常室溫）。②組織性能：熱軋后金屬發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶，晶粒細化，力學(xué)性能均勻；冷軋后金屬產(chǎn)生加工硬化，強度提高，塑性下降，內(nèi)部存在殘余應(yīng)力。③工藝要求：熱軋需控制加熱溫度、終軋溫度和卷取溫度以調(diào)控相變；冷軋需控制壓下率、軋制速度，并通過退火消除硬化；冷軋對軋機剛度、輥縫精度要求更高。2.分析熱軋帶鋼頭部翹曲的可能原因及解決措施。答案：可能原因：①上下軋輥輥徑差過大（上輥徑小，下輥徑大），導(dǎo)致上下表面延伸率不一致；②上下軋輥溫度不均（上輥溫度低，變形抗力大，延伸率?。?；③軋件上下表面溫度差（上表面溫降快，變形抗力大，延伸率?。?；④導(dǎo)衛(wèi)裝置安裝不當(dāng)，入口側(cè)對中偏差。解決措施：①調(diào)整上下軋輥輥徑匹配，控制輥徑差≤0.5mm；②優(yōu)化軋輥冷卻制度，確保上下輥溫度一致（溫差≤10℃）；③加強軋件保溫（如使用保溫罩），減少上下表面溫降差異；④校準(zhǔn)導(dǎo)衛(wèi)裝置，保證軋件對中進入輥縫。3.簡述冷軋板形控制的主要手段及原理。答案：主要手段及原理：①軋輥凸度調(diào)整（如CVC、PC軋機）：通過軋輥軸向移動改變輥縫凸度，補償軋輥熱凸度和磨損，控制橫向延伸；②彎輥技術(shù)（正彎/負(fù)彎）：通過液壓缸對工作輥或支撐輥施加彎輥力，改變輥縫形狀（正彎增大輥縫凸度，負(fù)彎減?。虎鄯侄卫鋮s（軋輥分區(qū)冷卻）：通過調(diào)節(jié)各區(qū)域冷卻液流量，控制軋輥局部熱膨脹，修正輥縫形狀；④張力控制：增大帶鋼張力可抑制邊浪，減小張力可緩解中浪，通過張力分布調(diào)整板形。4.說明軋制過程中“咬入條件”的含義及改善咬入的措施。答案：咬入條件：軋件被軋輥咬入的力學(xué)條件，即軋輥對軋件的摩擦力≥推動軋件進入輥縫的水平分力。數(shù)學(xué)表達式為：α≤β（α為咬入角，β為摩擦角）。改善措施：①減小咬入角：降低壓下量（Δh）或增大軋輥直徑（D），因α=arccos[(D-Δh)/D]；②提高摩擦系數(shù)：增加軋輥表面粗糙度（如刻痕）、降低軋件溫度（熱軋時適當(dāng)降低入口溫度）；③采用強迫咬入：通過推床或夾送輥輔助將軋件推入輥縫，克服初始咬入困難（如粗軋機）。5.分析中厚板軋制時“邊部裂紋”的成因及預(yù)防措施。答案：成因：①原料缺陷：連鑄坯邊部存在角橫裂、皮下氣泡等，軋制時擴展；②溫度不均：邊部溫降快，變形抗力大，與中部變形不協(xié)調(diào)，產(chǎn)生應(yīng)力集中；③軋制工藝：道次壓下量過大（尤其在邊部），導(dǎo)致邊部金屬受拉應(yīng)力超過強度極限；④軋輥磨損：邊部輥徑小，輥縫間隙大，邊部減薄后產(chǎn)生應(yīng)力集中。預(yù)防措施：①優(yōu)化連鑄工藝（如控制二冷區(qū)冷卻速率），減少鑄坯邊部缺陷；②加強邊部保溫（如使用邊部加熱器），縮小邊部與中部溫差（≤50℃）；③調(diào)整道次壓下量分配，避免頭幾道次邊部壓下率過大（控制≤20%）；④定期檢測軋輥邊部磨損，及時修磨或更換，保證輥縫均勻性。五、計算題（每題8分，共24分）1.某熱軋機軋制帶鋼，軋輥直徑D=800mm，壓下量Δh=40mm，軋件入口厚度h?=60mm，出口厚度h?=20mm，摩擦系數(shù)μ=0.3。計算咬入角α和前滑值S（保留兩位小數(shù)）。解：咬入角α=arccos[(D-Δh)/D]Δh=h?-h?=60-20=40mm代入得：(D-Δh)/D=(800-40)/800=0.95α=arccos(0.95)≈18.19°前滑值S=(v?-v)/(v)×100%，其中v為軋輥線速度，v?為軋件出口速度。根據(jù)秒流量相等：h?×b?×v?=h?×b?×v?（假設(shè)寬展忽略，b?≈b?），則v?=v?×(h?/h?)=v?×3軋輥線速度v=πDn/60（n為轉(zhuǎn)速），但前滑公式也可表示為S=(RΔh)/h?-(Δh)2/(8h?2)（當(dāng)μ≥tanα?xí)r）R=D/2=400mm，Δh=40mm，h?=20mm代入得：S=(400×40)/20-(40)2/(8×202)=800-1600/(3200)=800-0.5=799.5%？（顯然錯誤，正確公式應(yīng)為S=(v?-v)/v=(h?/h?-1)+(RΔh)/(h?2)×(μ-tanα/2)，但簡化計算時，當(dāng)α≤β，前滑近似公式為S≈(RΔh)/(h?2)正確計算：S=(v?-v)/v=(h?v?)/(h?v)-1（秒流量h?v?=h?v?=πDn/60×b×h?，假設(shè)v=πDn/60）則v?=(h?/h?)×v?，而v?=v×cosα（入口速度v?=v×cosα）因此S=(h?/h?×v×cosα)/v-1=(h?/h?)cosα-1h?=60mm，h?=20mm，cosα=0.95S=(60/20)×0.95-1=3×0.95-1=2.85-1=1.85=185%（此結(jié)果仍偏大，實際前滑值通常為1%-10%，說明假設(shè)寬展忽略時誤差大，正確方法應(yīng)使用變形區(qū)長度l=√(RΔh)=√(400×40)=√16000≈126.49mm，平均高度h=(h?+h?)/2=40mm，前滑S=(l2)/(2Rh?)=(126.492)/(2×400×20)=16000/(16000)=1=100%（仍不合理，可能公式選擇錯誤，正確前滑公式為S=(v?-v)/v=(h?b?v?)/(h?b?v)-1，若考慮寬展b?=b?(1+Δb/b?)，Δb≈(Δh)(l)/(b?)（自由寬展），但為簡化，取標(biāo)準(zhǔn)前滑公式S≈(RΔh)/(h?2)×(μ-tanα/2)，當(dāng)μ=0.3，tanα=tan18.19≈0.33，μ-tanα/2≈0.3-0.165=0.135，RΔh=400×40=16000，h?2=400，S=16000/400×0.135=40×0.135=5.4%。最終答案取5.4%）答案：咬入角α≈18.19°，前滑值S≈5.4%2.某四輥軋機支撐輥直徑D?=1500mm，工作輥直徑D?=600mm，軋制力P=8000kN，軋機剛性系數(shù)K=5000kN/mm。若初始輥縫設(shè)定為h?=3mm，求軋后帶鋼實際厚度h（忽略軋件彈性變形）。解：軋機彈性變形量Δ=P/K=8000/5000=1.6mm實際輥縫h=h?+Δ=3+1.6=4.6mm（因軋制力使軋機產(chǎn)生彈性變形，輥縫增大，實際軋出厚度為設(shè)定輥縫加彈性變形量）答案：實際厚度h=4.6mm3.冷軋帶鋼成品厚度h=0.5mm，原料厚度H=3.0mm，采用4道次軋制，各道次壓下率分別為40%、35%、30%、25%。計算各道次出口厚度（保留兩位小數(shù)），并判斷是否符合冷軋壓下率分配規(guī)律（通常前道次壓下率高，后道次低）。解：第1道次出口厚度h?=H×(1-η?)=3.0×(1-0.4)=1.80mm第2道次出口厚度h?=h?×(1-η?)=1.80×(1-0.35)=1.17mm第3道次出口厚度h?=h?×(1-η?)=1.17×(1-0.30)=0.82mm第4道次出口厚度h?=h?×(1-η?)=0.82×(1-0.25)=0.61mm（與目標(biāo)0.5mm有偏差，可能題目數(shù)據(jù)需調(diào)整，假設(shè)目標(biāo)正確，實際應(yīng)為h?=0.5mm，則第4道次壓下率η?=(h?-h?)/h?=(0.82-0.5)/0.82≈39%，但原題數(shù)據(jù)可能為示例）冷軋壓下率分配規(guī)律通常是前道次壓下率高（利用材料塑性較好時多壓下），后道次壓下率低（避免加工硬化過度導(dǎo)致斷帶）。本題中壓下率依次為40%、35%、30%、25%，符合遞減規(guī)律。答案：各道次出口厚度分別為1.80mm、1.17mm、0.82mm、0.61mm（注：若目標(biāo)厚度為0.5mm，需調(diào)整末道次壓下率），壓下率分配符合冷軋規(guī)律。六、綜合分析題（每題8分，共16分）1.某廠熱軋生產(chǎn)線生產(chǎn)Q345B鋼帶（厚度8mm，寬度1250mm）時，連續(xù)出現(xiàn)帶鋼中部厚度超差（實際厚度8.3-8.5mm，目標(biāo)8.0±0.1mm），同時伴有輕微中浪。請分析可能原因，并提出改進措施。答案：可能原因：①軋機剛度不足：軋制力波動時，軋機彈性變形量大，導(dǎo)致輥縫變化，中部厚度超差；②軋輥熱凸度異常：工作輥中部冷卻不足，熱膨脹大，輥縫中部間隙減?。ǖ珜嶋H厚度超差為增厚，可能熱凸度過小，輥縫中部間隙大）；③軋制力設(shè)定偏低：未補償軋機彈性變形，實際輥縫大于設(shè)定值；④板形控制系統(tǒng)故障（如彎輥缸壓力不足）：正彎輥力過小，無法抵消軋輥彈性壓扁，輥縫中部開口大；⑤來料厚度不均：連鑄坯或粗軋坯中部偏厚，精軋無法完全消除。改進措施：①檢測軋機剛度，若K值低于設(shè)計值（如目標(biāo)K=4000kN/mm，實際K=3500kN/mm），需檢查牌坊、軸承等部件間隙并緊固；②優(yōu)化軋輥冷卻制度，增加中部冷卻液流量，提高工作輥中部熱凸度（目標(biāo)凸度0.2-0.3mm）；③重新計算軋制力，根據(jù)實測厚度調(diào)整輥縫設(shè)定值（如增加軋制力500kN，使彈性變形量Δ=500/4000=0.125mm，抵消厚度超差）；④檢查彎輥系統(tǒng)，確保正彎輥壓力達到設(shè)定值（如目標(biāo)8MPa，實際7MPa，需修復(fù)液壓缸或液壓閥）；⑤加強來料質(zhì)量控制，粗軋后增加板形測量（如使用激光測厚儀），對中部偏厚坯