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必学-金属材料热处理轧制原理基本理论知识金属材料及热处理、金属塑性变形与轧制原理基本理论知识金属材料及热处理部分一、金属材料的种类材料是人类用来制造各种有用物件的物质。
工程材料是指具有一定性能，在特定条件下能够承担某种功能、被用来制取零件和元件的材料。
工程材料的种类繁多，分类方法也不同，但均可分为金属材料和非金属材料两大类。
金属材料通常分为黑色金属和有色金属两大类，黑色金属包括钢、铸铁、锰、铬及其合金，有色金属材料是除黑色金属之外的所有金属及其合金。
在铸铁中，由于采用不同的处理方式可使石墨呈现不同的形式。
根据石墨形态的差别，将铸铁分为下列几种:普通灰铸铁(石墨呈片状)、蠕墨铸铁(石墨呈蠕虫状)、可锻铸铁(石墨呈团絮状)、球墨铸铁(石墨呈球状)。
二、金属的结构1,金属的晶体结构金属和合金在固态下通常都是晶体。
内部原子或离子在三维空间呈周期性有规则的重复排列的固体称为晶质体(晶质)。
习惯上，将具有几何多面体外形的晶质称为晶体，相应地，将不具有几何多面体外形的晶质称为晶粒。
由一个核心(晶核)生长而成的晶体称为单晶体，在单晶体的不同方向上测量其性能时，表现出或大或小的差异，这就是晶体的各向异性。
金属材料通常由许多不同位向的小晶粒所组成，称为多晶体;多晶体中各晶粒的各向异性互相抵消，故一般不显示各向异性，所以在工业用的金属材料中，通常见不到各向异性特征，称之为伪各向同性。
工业上使用的金属元素中，除了少数具有复杂的晶体结构外，绝大多数都具有比较简单的晶体结构，其中最典型、最常见的金属晶体结构有三种类型，即体心立方结构，面心立方结构和密排六方结构。
2,金属的同素异构转变大部分金属只有一种晶体结构，但也有少数金属如Fe、Mn、Ti、Co等具有两种或几种不同的晶体结构，即具有多晶型。
当外部条件(如温度和压力)改变时，金属可能由一种晶体结构转变成另一种晶体结构。
这种固态金属在不同温度下具有不同晶格的现象称为多晶型性或同素异晶性。
１．轧制生产工艺过程由锭或抷轧制成符合技术要求的轧材的一系列加工工序的组合。
２．钢的塑性一方面取决于金属本身，这主要是与组织结构中变形的均匀程度，即与组织中相的分布、晶界杂质的形态与分布等有关，同时也是与钢的再结晶温度有关，再结晶开始温度高、速度慢，会是钢的塑性变差。
３．一般的说，有色金属及合金的变形抗力比钢的低，随着合金含量的增加，变形抗力将提高，由加工原理，凡是能引起晶格畸变的因素都使变形抗力增大。
合金元素尤其是碳、硅等元素的增加使铁素体强化，合金元素，尤其是形成稳定碳化物的元素，在钢中一般都能使奥氏体晶粒细化，使钢有较高的强度。
合金元素还通过影响钢的熔点和再结晶温度与速度，通过相的组成及化合物的形式，以及通过影响表面氧化铁皮的特性来影响变形抗力。
4．某些合金钢比较倾向于产生某些缺陷，过烧、过热、脱碳、淬裂、白点、碳化物不均匀５．在轧钢之前，要将原料进行加热，其目的在于提高钢的塑性，降低变形抗力及改善金属内部组织和性能，以便于轧制加工。
高温及不正确的加热制度可能引起钢的强烈氧化、脱碳、过热、过烧缺陷。
加热温度偏高，时间偏长，会使奥氏体晶粒过分长大，引起晶粒之间的结合力减弱，钢的机械性能变坏，这种缺陷称为过热，过热的钢可以用热处理的方式来消除缺陷。
加热温度过高，或在高温下时间过长，金属晶粒除长得粗大外，还是偏析夹杂富集的晶粒边界发生氧化或是熔化，在轧制时金属经受不住变形，往往发生碎裂活崩裂，又是甚至一受碰撞即行碎裂，这种缺陷成为过烧，不能补救，只能报废。
加热时钢的表面含碳量被氧化而减少的现象称为脱碳。
６.连铸机按铸抷运行的轨迹分为：立式、立弯式、垂直－多点弯曲形、垂直－弧形、多半径弧形（椭圆形）、水平式及旋转式连铸机。
连铸机组成由钢水运载装置（钢水包、回转台）、中间包及其更换装置、结晶器及其振动装置、二冷区夹持辊及冷却水系统、拉引矫直机、切断设备、引锭装置等。
连铸与轧制的衔接模式：1.连铸坯直接轧制（CC-DR）2.连铸坯直接热装轧制工艺（CC-DHCR或HDR）3.低温热装工艺（CC-HCR）5.常规冷装炉轧制工艺。
《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。
轧制工艺设计轧制工艺设计是指根据材料的特性和产品要求，通过合理的轧制工艺参数设计，实现对金属材料进行变形加工的过程。
在金属加工行业中，轧制工艺设计起着至关重要的作用，它直接影响到产品的质量、性能和成本。
本文将从轧制工艺设计的意义、流程和关键要素等方面进行详细阐述，旨在帮助读者更好地理解和应用轧制工艺设计。
一、轧制工艺设计的意义轧制工艺设计是金属加工过程中不可或缺的环节。
通过合理的工艺设计，可以达到以下几个方面的目标：1.提高产品品质：合理的轧制工艺可以减少产品内部结构的缺陷和不均匀性，提高产品的强度和韧性，减少产品的变形和裂纹等缺陷。
2.降低生产成本：通过优化工艺参数，可以减少材料的损耗和废品率，降低生产成本，提高生产效率。
3.提高生产能力：合理的轧制工艺可以提高生产效率和产能，满足市场需求，提高企业的竞争力。
4.保护环境：合理的工艺设计可以减少对环境的污染和资源的浪费，实现可持续发展。
二、轧制工艺设计的流程轧制工艺设计的流程一般包括以下几个步骤：1.确定产品要求：根据产品的使用要求和技术规范，确定产品的尺寸、形状、材质和性能等指标。
2.材料选择：根据产品的要求和材料的特性，选择适合的原材料，包括金属种类、材质、形状、尺寸等。
3.工艺参数选择：根据材料的特性和产品的要求，选择合适的轧制工艺参数，包括轧制温度、轧制速度、轧制力度等。
4.工艺方案设计：根据选定的工艺参数，设计具体的工艺方案，包括轧制工序、工艺路线、轧制机械设备等。
5.工艺验证和优化：通过试验和实践，验证和优化工艺方案，保证产品的质量和性能达到要求。
6.工艺文件编制：编制轧制工艺文件，包括工艺流程、工序规程、操作指导书等，为生产提供依据。
三、轧制工艺设计的关键要素轧制工艺设计的关键要素包括材料特性、产品要求和工艺参数等。
具体包括以下几个方面：1.材料特性：包括材料的塑性、变形抗力、热处理敏感性等。
不同材料的特性决定了其适合的轧制工艺和工艺参数。
