项目05 轧制过程中的横变形-宽展

宽展（转载搜搜钢电子商务网）创建时间：2008-08-02宽展(spread)轧件在轧制前和轧制后的宽度变化量。

金属在塑性变形前后的体积基本保持不变，当轧件在高度上被压缩时，其长度和宽度会有相应的变化。

按照金属沿宽度方向上流动的自由程度，宽展可分为3种，即强迫宽展、自由宽展和限制宽展。

影响宽展的因素很多，它们之间的关系也较复杂，在不同的条件下，宽展值可以是大于、等于或小于零。

宽展是进行孔型设计、压力计算和制订工艺规程的重要参数。

宽展的度量宽展值的大小与压下量、接触表面摩擦状况、变形区几何尺寸及形状等因素有关，通常用宽展量、宽展率和宽展系数表示。

宽展量一般宽展量包括滑动宽展量ΔB1、翻平宽展量ΔB2、鼓形宽展量ΔB3部分，即ΔB=ΔB1+ΔB2+ΔB3。

滑动宽展量是变形金属在与工具的接触面上，由于产生相对滑动而使变形金属宽度增加的量；翻平宽展量是由于接触摩擦阻力的原因，变形金属的侧面在变形过程中翻转到接触表面上来，使轧件的宽度增加的量(见翻平)；鼓形宽展量是变形金属侧面变成鼓形而造成的宽展量(见单鼓形、双鼓形)。

通常理论上和计算中所指的宽展量是将轧制后轧件横截面转化为同一厚度的矩形之后，其宽度与变形前宽度之差。

宽展率宽展量与轧件原始宽度之比的百分数(％)，即，为表示相对宽展程度的变形程度。

宽展系数轧件变形后宽度和变形前宽度之比，即ω=B h/B H。

它同压下系数节和延伸系数产之间存在如下的关系：宽展的计算宽展的计算受许多因素的影响，主要有轧件的初始厚度H和终了厚度h、压下量Δh、轧辊直径D、轧件的初始宽度B H、轧辊和轧件接触面上的摩擦系数f等。

精确确定各种因素的定量关系尚很困难，常用的计算公式多数建立在半经验半理论分析的基础上。

用于计算冷轧时宽展的公式(1)采利科夫()公式(1953年)式中ΔB为宽展值，R为轧辊的半径，f为摩擦系数，压下量Δh=H-h。

该式小考虑外区和轧件宽度的影响，并且认为前滑区的宽展很小，可以忽略。

轧制过程中的宽展宽展的种类和组成确定金属在孔型内轧制时的展宽是十分复杂的，尽管做过大量的研究工作，但在限制或强 制宽展孔型内金属流动的规律还不十分清楚。

15.2.2 宽展的组成1）宽展沿横断面高度上的分布 由于轧辊与轧件的接触表面上存在着摩擦，以及变形区 几何形状和尺寸的不同，因此沿接触表面上金属质点的流动轨迹与接触面附近的区域和远离的区域是不同的。

它一般由以下几个部分组成：滑动宽展ΔB 1、翻平宽展ΔB 2和鼓形宽展ΔB 3，如图15－5。

（1） 滑动宽展是被变形金属在轧辊的接触面上，由于产生相对滑动使轧件宽度增加的量以ΔB 1表示，展宽后此部分的宽度为11B B B H ∆+= （15－2）（2） 翻平宽展是由于接触摩擦阻力的原因，使轧件侧面的金属，在变形过程中翻转到接触表面上来，使轧件的宽度增加，增加的量以ΔB 2表示，加上这部分展宽的量后轧件的宽度为 21212B B B B B B H ∆+∆+=∆+= （15－3）（3） 鼓形宽展是轧件侧面变成鼓形而造成的展宽量，用ΔB 3表示，此时轧件的最大宽度为321333B B B B B B B H ∆+∆+∆+=∆+= （15－4）显然，轧件的总展宽量为321B B B B ∆+∆+∆=∆（15－5）通常理论上所说的和计算的宽展为将轧制后轧件的横断面化为同一厚度的矩形之后，其宽度与轧制前轧件宽度之差。

即H h B B B -=∆ （15－6）因此，轧后宽度b h 是一个理想值，但便于工程计算，必须注意这一点。

上述宽展的组成及其相互的关系，由图15－5可以清楚地表示出来。

滑动宽展ΔB 1、翻平宽展ΔB 2和鼓形宽展ΔB 3的数值，依赖于摩擦系数和变形区的几何参数的变化而不同。

它们有一定的变化规律，但至今定量的规律尚未掌握。

只能依赖实验和初步的理论分析了解它们之间的一些定性关系 。

例如摩擦系数f 值越大，不均匀变形就越严重，此时翻平宽展和鼓形宽展的值就越大，滑动宽窄越小。

1自由宽展：在横向变形过程中，除受接触摩擦影响外，不受任何其他阻碍和限制。

限制宽展：在横向变形过程中，除受接触摩擦影响外，还受到孔型侧壁的阻碍作用，破坏了自由流动条件，此时宽展称为限制宽展。

强迫宽展：在横向变形过程中，质点横向移动时，不仅不受任何阻碍，还受到强烈的推动作用，使轧件宽展产生附加增长。

2宽展的组成：①滑动宽展△B1滑动宽展是变形金属在与轧辊的接触面产生相对滑动所增加的宽展量.②翻平宽展△B2翻平宽展是由于接触摩擦阻力的作用，使轧件侧面的金属，在变形过程中翻转到接触表面上，使轧件的宽度增加。

③鼓形宽展△B3是轧件侧面变成鼓形而造成的宽展量。

3.影响宽展的因素：①相对压下量的影响。

②道次越多，宽展越小③轧辊直径的影响：轧辊直径增加，宽度增加。

④摩擦系数⑤轧件宽度4.前滑的概念:轧件出口速度Vh大于轧辊在该处的速度V，即Vh>V的现象称为前滑现象。

后滑的概念：轧件进入轧辊的速度VH小于轧辊在该处的线速度V的水平分量V cosa的现象称为后滑。

前滑值: Sh=(Vh-V)/V *100%；后滑值： SH=(Vcosa-VH)/ Vcosa *100%5.影响前滑的因素：①压下率；②轧件厚度；③轧件宽度；④轧辊直径；⑤摩擦系数；⑥张力。

6.金属与合金的加工特性：①塑性：纯金属>单相>多相。

②变形抗力：有色金属<钢；碳钢<合金钢。

碳化物形成元素强化效果大。

③导热系数：合金钢<碳钢。

④摩擦系数:合金钢>碳钢。

⑤相图状态。

⑥淬硬性。

⑦对某些缺陷的敏感性。

7型材轧制的咬入条件：其一当轧件与孔型顶部先接触就与平辊轧制矩形相似；其二当轧件与孔型侧壁接触时，咬入条件:Tx ≧N0x Tx=Tcosα, T = N f N0x=N0sinα, N0=NsinθN fcosα≧ Nsinθsinα f/sinθ≧tanα8型材轧机按轧辊名义直径的分类：轨梁轧机（750-950mm）大型轧机（>650mm）中型（350-650mm）小型（250-350mm）线材（150-280mm）“对称轧制原则”：使轧件的断面对称轴和轧辊孔型的对称轴一致。

轧件的宽展系数轧件的宽展系数是衡量金属材料在轧制过程中宽度拉伸程度的一个重要指标。

通过掌握宽展系数，可以有效预测和控制轧件的变形，提高生产效率和成品质量。

宽展系数是指材料在轧机中被拉伸的宽度与初始宽度的比值。

宽展系数越大，说明材料在轧制过程中容易发生宽度拉伸，而宽展系数较小则说明材料较难拉伸。

因此，宽展系数对于设计合适的轧制工艺和选择适合的轧制机械设备至关重要。

对于不同种类的金属材料，其宽展系数不尽相同。

一般来说，冷轧钢板的宽展系数较高，而铝及其合金材料的宽展系数较低。

这是由于材料的晶粒结构、成分和热处理等因素决定的。

在实际生产中，要根据不同材料的宽展系数特性来选择合适的轧制工艺，并且在机械设备的设计过程中充分考虑宽展系数对轧制过程的影响。

了解宽展系数的重要性，不仅可以帮助我们设计出更加合理的轧制工艺，还能引导生产操作者在实际操作中做出正确的判断和决策。

在轧制过程中，如果宽展系数较大，操作者可以适当提高轧制速度，加快材料的宽度拉伸过程，提高生产效率。

而当宽展系数较小时，应采取合适的控制措施，如降低轧制速度、增加辊缝之间的摩擦力等，以确保材料的宽度拉伸均匀，避免产生变形缺陷。

此外，了解宽展系数还可以帮助我们评估材料的可加工性。

宽展系数较大的材料通常具有较好的塑性和可加工性，更容易形成复杂的形状和结构。

这对于一些需要较高加工精度和复杂形状要求的行业，如汽车制造、航空航天等，具有重要的意义。

总而言之，轧件的宽展系数是一个重要的工程参数，对于轧制生产过程中的变形控制和产品质量提升起到关键作用。

我们应该深入了解不同材料的宽展系数特性，灵活运用合适的工艺和设备，以提高生产效率和产品质量。

《轧制理论与⼯艺》习题集《轧制理论与⼯艺》习题集绪论⼀.概念题1)轧制2)轧制分类3)平辊轧制4)型辊轧制5)纵轧6)横轧7)斜轧⼆.填空题三.问答题1)轧制有哪些分类⽅法，如何分类?2)轧制在国民经济中的作⽤如何?3)现代轧制⼯艺技术的特点和发展趋势如何?四.计算题第⼀篇轧制理论第1章轧制过程基本概念⼀.概念题1)轧制过程2)简单轧制过程3)轧制变形区(07成型正考)4)⼏何变形区5)咬⼊⾓6)接触弧长度(09成型正考)7)变形区长度8)轧辊弹性压扁(08成型正考)9)轧件弹性压扁10)绝对变形量11)相对变形量12)变形系数13)均匀变形理论14)刚端理论15)不均匀变形理论16)变形区形状系数⼆.填空题三.问答题1)简述不均匀变性理论的主要内容。

2)简述沿轧件断⾯⾼度⽅向上速度的分布特点。

3)简述沿轧件断⾯⾼度⽅向上变形的分布特点。

4)简述变形区形状系数对轧件断⾯⾼度⽅向上速度与变形的影响。

5)简述沿轧件宽度⽅向上的⾦属的流动规律。

四.计算题1)咬⼊⾓计算2)接触弧长度计算3)在?650mm轧机上轧制钢坯尺⼨为100mm×100mm×200mm，第1道次轧制道次的压下量为35mm，轧件通过变形区的平均速度为3.0m/s时，试求：(12分) (07成型正考) (08成型正考)(1) 第1道次轧后的轧件尺⼨(忽略宽展)；(2) 第1道次的总轧制时间；(3) 轧件在变形区的停留时间；(4) 变形区的各基本参数。

4)在?750mm轧机上轧制钢坯尺⼨为120mm×120mm×250mm，第1道次轧制道次的压下量为35mm，轧件通过变形区的平均速度为3.5m/s时，试求：(12分) (09成型正考)(1) 第1道次轧后的轧件尺⼨(忽略宽展)；(2) 第1道次的总轧制时间；(3) 轧件在变形区的停留时间；(4) 变形区的各基本参数。

第2章实现轧制过程的条件⼀.概念题1)咬⼊2)⾃然咬⼊3)⾃然咬⼊条件(07成型正考)4)极限咬⼊条件(09成型正考)5)稳定轧制6)合⼒作⽤点系数7)稳定轧制条件(08成型正考)8)极限稳定轧制条件⼆.填空题三.问答题1)简述改善咬⼊条件的途径。