材料成型工藝學(xué)試題

一、判斷題（20分）

1.如果帶鋼中存在殘余應(yīng)力，那么板形一定不良。（X）

板形：所謂板形直觀地說是指板材的翹曲程度，其實(shí)質(zhì)是指帶鋼內(nèi)部殘余應(yīng)

力的分布。

板形不良：帶鋼中存在殘余內(nèi)應(yīng)力稱為板形不良。

潛在板形不良：帶鋼中存在殘余內(nèi)應(yīng)力，但不足以引起帶鋼翹曲，稱為潛在

板形不良。

表觀板形不良：帶鋼中存在殘余內(nèi)應(yīng)力足夠大，以致引起帶鋼翹曲，則稱為

表觀的板形不良。

2.在板形表示方法中，1個蒙單位相當(dāng)于相應(yīng)長度差為104。（Y）

1蒙相當(dāng)于相對長度差為10-4,相對長度差也稱為板形指數(shù)P,P=AL/L

3.連軋機(jī)組的速度范圍僅與電機(jī)制造技術(shù)的可能條件有關(guān)。（x）

連軋機(jī)組的最高和最低速度范圍是由最大和最小的金屬延伸的工藝要求和

電機(jī)制造技術(shù)的可能條件來確定

4.當(dāng)其他條件不變時，軋制咬入之后就一定能順利軋出變形區(qū)進(jìn)入穩(wěn)定軋制

階段，也就是說穩(wěn)定軋制階段的拽入條件比咬入階段容易滿足。（X）

5.簡單軋制條件下，如果軋件處于平面應(yīng)力狀態(tài)下，則軋件的寬展為零。（4）

6.在?定軋制條件下，前滑Sh和后滑SH以及延伸系數(shù)口之間滿足如下關(guān)系：

〃=（1+Sp/［（1-S“）co$a］（其中。是咬入角），說明當(dāng)三者之間有兩個量己知時，

另外兩個量即可確定。（0

7.碾壓角是軋短軸線和軋制線兩者在包括軋制線和軋輻調(diào)整回轉(zhuǎn)中心到軋

制線的垂直距離在內(nèi)的平面上投影的夾角。N）

送進(jìn)角：軋輻軸線與軋制線在主垂直面上投影的夾角。（軋輻軸線和軋制線

兩者在包含軋制線并以軋輯調(diào)整回轉(zhuǎn)中心到軋制線的垂直距離為法線的平面上

投影的夾角）

輾軋角：軋輻軸線與軋制線在軋制上平面上的投影的夾角。（軋根軸線和軋

制線兩者在包含軋制線和軋輯調(diào)整回轉(zhuǎn)中心到軋制線的垂直距離在內(nèi)的平面上

投影的夾角）

8.張力減徑機(jī)的變形區(qū)由減徑區(qū)和減壁區(qū)組成（x）

變形區(qū)由減徑區(qū)、減壁區(qū)、定徑區(qū)、出口區(qū)

9.邊寬、腰薄、平行邊的H型鋼可以采取萬能孔型軋法生產(chǎn)，也可以采用帶

開閉口的二輯孔型法生產(chǎn)。（X）

二根孔型法難以軋出平行邊、寬邊的薄腰H型鋼的原囚

（1）由于孔型的側(cè)壁不能無斜度一一軋不出平行邊；

（2）輻徑差太大軋不出寬邊；

（3）二輻軋機(jī)總是要多配幾個孔型，餛身長度大，彈跳大一一不能軋薄腰。

二、解釋如下名詞（12分）

1.穿孔比；2.軋制直徑；3.整形MAS軋法；4.薄板坯；

5.前滑和后滑；

1.穿孔比：空心坯長度與內(nèi)徑比

2.軋制直徑：軋件出口斷面軋槽上某點(diǎn)的線速度與軋件出口速度相等，該點(diǎn)

稱為中性點(diǎn)。中性點(diǎn)對應(yīng)的軋輻直徑叫軋制直徑。

3.平面形狀控制軋法（MAS軋制法、狗骨頭丸制DBR）：根據(jù)每種尺寸的鋼

板，在終軋后桶形平面形狀的變化量，計(jì)算出粗軋階段坯料厚度的變化量，以求

最終軋出的鋼板的平面形狀矩形化。

整形MAS軋法：軋制過程中為了控制切邊損失，在整形軋制的最后一道中

通過抬、壓水平輻沿軋制方向給與預(yù)定的厚度變化，然后轉(zhuǎn)鋼橫軋，利用寬向不

均勻延伸，減少橫軋時的平面桶形，最終縱軋時便可使平面板形矩形化。

展寬MAS軋法：軋制過程中為了控制頭尾切損，在展寬軋制（橫軋）的最

后道次上沿軋制方向?qū)ξ磥淼难由烀娼o予可變的壓縮，旋轉(zhuǎn)90度后進(jìn)行延伸軋

制，就可以控制頭尾切損。

4.薄板坯：所謂?。ㄖ械群穸龋┌迮鲬?yīng)是指普通連鑄機(jī)難以生產(chǎn)，可以直接

進(jìn)入熱連軋粗軋或精軋機(jī)組軋制的板坯。

5.前滑和后滑

軋件出口速度vh大于軋輻在該處的線速度v,即vh>v的現(xiàn)象稱為前滑現(xiàn)

象。

軋件出口速度vh小于軋輯在該處的線速度V的水平分量vcosa,即vhVvcos

a的現(xiàn)象稱為后滑現(xiàn)象。

三、分析與計(jì)算(33分)

1().在中300/①650X35()軋機(jī)上冷軋Q215低碳鋼，某軋件退火厚度為2.5mm,

經(jīng)若干道次軋制后將坯料軋到1.2mm厚，本道次將軋件軋到0.88mm。己知帶鋼

寬度為250mm,平均張應(yīng)力為60MPa,Q215鋼的變形抗力可表示為，

____

x

司=270+25^(MPci)na=(e-\)/x,x=fill〃)

設(shè)此時摩擦系數(shù)為0.06,試用斯通公式計(jì)算軋制力(不考慮軋輻彈性壓扁)，此

時的軋制力矩是多少？此時的極限壓下量是多少？

H25-12

解：本道次的軋前預(yù)變形量——x!00%=—―-xl00%=52%

2.5

本道次軋后的總變形量一,=.。

平均變形程度工=0.4%+0.6與=0.4x52%+0.6x64.8%=59.68%

]=270+25/=270+25x0.59682=302A(MPa)

平面變形抗力K=l.l5bp=1.15x302.4=347.8例Pa

接觸弧長I=V/?Ah=V150x(l.2-0.88)=6.9〃〃〃

/-/_0.06x6.9

jC,-=0.398

h1.2+0.88

2

不考慮軋輻彈性壓扁

-ex-le0398-l

應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)0=--==123

人

平均單位軋制力公式

6=K.生=(K-4)?%=(374.8-60)x1.23=387.2MP.

總軋制力公式p=p-B/=387.2x250x6.9=667920N

總軋制力矩（冷軋板帶時由=0.33?0.42力臂系數(shù)取0.4）

M=2P?/〃=2x667920x6.9x0.4xl0-3=3686.92KN-m

11.中厚板生產(chǎn)中，為什么常采用“中厚法”操作？

良好板形條件和“中厚法”操作（使軋制操作穩(wěn)定，防止軋件跑偏

12.試從圍繞降低外阻的角度分析板帶軋機(jī)的演變與發(fā)展？

冷軋是重點(diǎn)在降低外阻，而從L=jR2h可知（外

阻），可見降低外阻（應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)）的主要技術(shù)措施就是減小工作輯

直徑、采用優(yōu)質(zhì)軋制潤滑液和采取張力軋制，以減小應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)。其

中最主要、最活躍的是減小軋輯直徑，由此而出現(xiàn)了從二輻到多餛的各種型

式的板帶鋼軋機(jī)。

2輕軋機(jī)：冷軋很少采用

4輻軋機(jī)：大量采用

6輻軋機(jī)：近年來應(yīng)用較多，有HC,UC,CVC多種類型

一一其基本特點(diǎn)：中間輻橫移（工作輕橫移）

6輻軋機(jī)工作幅直徑太小容易出現(xiàn)橫向彎曲，需要側(cè)向支撐

偏8輯軋機(jī)，不適合可逆軋制

Z-high軋機(jī)，雙向側(cè)支撐，可以可逆軋制

12輻軋機(jī)和20輻軋機(jī)，輻徑進(jìn)一步減小

20輻軋機(jī)廣泛用于軋制難變形材

在軋制技術(shù)上出現(xiàn)了不對稱軋機(jī)和異步軋機(jī)。熱軋潤滑的發(fā)展降低了外

摩擦的影響

13.試分析各種工藝因素對寬展的影響。

①壓下量：相對壓下量越大，寬展越大。

壓下量增加時，變形區(qū)長度增加，變形區(qū)水平投影形狀1/b增大，

因而使縱向塑性流動阻力增加，縱向壓縮主應(yīng)力值加大。根據(jù)最小阻力定律,

金屬沿橫向運(yùn)動的趨勢增大，因而使寬展加大。

Ah/H增加高向壓下的金屬體積也增加，所以Ab也增加

②軋制道次：道次越多，寬展越小

單道次較大,寬展大

多道次較小,寬展小

③軋輯直徑：軋較直徑增加，寬展增加

輻徑增加，變形區(qū)長度增加，縱向延伸阻力增大，更易產(chǎn)生寬展

④摩擦系數(shù)：隨著摩擦系數(shù)的增加，寬展二曾加

/=〃（軋制溫度、軋制速度、軋輻材質(zhì)和表面狀態(tài)，軋件的化學(xué)成分）

隨著摩擦系數(shù)的增加，軋輻的工具形狀系數(shù)增加，使。3/。2比值增加，

所以延伸減少，寬展增加

⑤軋件寬度：假設(shè)變形區(qū)長度1一定:隨軋件寬度增加，寬展先增加后逐漸

減小，最后趨于不變。

四、簡要回答如下問題（15分）

14.型材連續(xù)式軋機(jī)布置形式有何特點(diǎn)？

各架軋機(jī)縱向緊密排列成為連軋機(jī)組。每架軋機(jī)可單獨(dú)傳動或集體傳

動，每架只軋一道。一根軋件可在數(shù)架軋機(jī)上同時軋制，各機(jī)架間遵循秒流

量保持相等原則。

優(yōu)點(diǎn)：

①軋制速度快、產(chǎn)量高；

②軋機(jī)緊密排列，間隙時間短，軋件溫降個，對軋制小規(guī)格和輕型薄壁產(chǎn)

品有利；

③由于軋件長度不受機(jī)架間距限制，故在保證軋件首尾溫差不超過允許值

的前提下，可盡量增大坯料重量，提高軋機(jī)產(chǎn)量和金屬收得率。

缺點(diǎn)：

①機(jī)械和電器設(shè)備比較復(fù)雜，投資大；

②所生產(chǎn)的品種受限制。

15.簡述線材軋后控制冷卻有哪幾種類型？簡述其控制冷卻的原理？

①珠光體型控制冷卻

在冷卻過程中使鋼材獲得索氏體組織

②馬氏體型控制冷卻

通過軋后淬火回火處理，得到中心索氏體，表面是回火馬氏體的組織

珠