轧制原理--第三章 变形区金属的流动 示范
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前滑区和后滑区及前滑区与后滑区的受力差别图中参数的含义如下:H-入口厚度;h-出口厚度;VH-入口速度;Vh-出口速度;α-咬入角;γ-中性角(中性面与轧件出口面间圆弧对应的圆心角为中性角。
中性角是决定变形区内金属相对轧辊运动速度的一个参量。
一定摩擦条件下,咬入角越小,中性角越趋于咬入角的一半。
);R-轧辊半径;ABCD-变形区;ABEF-后滑区;EFCD-前滑区。
前滑区与后滑区的受力区别在于摩擦力的方向相反,在前滑区内摩擦力方向与带钢运行方向相反;而后滑区内摩擦力方向与带钢的运行方向相同。
轧件在变形区出口处,轧件速度大于轧辊线速度的现象为前滑。
轧件在变形区入口处,轧件速度小于轧辊线速度的水平分量的现象为后滑。
前滑和后滑的产生原因:在变形区内的金属由于受到高向压下,相对于轧辊,既向出口方向流动,也向入口方向流动,因而在变形区出口处,轧件的速度比轧辊线速度快了些,而在入口处则比轧辊线速度的水平分量慢了些。
即:轧件出口速度高于轧辊线速度,轧件入口速度低于入口处轧辊线速度的水平分量。
影响前滑的主要因素:(1)轧辊直径的影响。
轧辊直径越大,前滑越大。
(2)摩擦系数的影响。
在相同压下率条件下,摩擦系数越大,前滑越大。
(3)压下率的影响。
前滑随压下率的增加而增加。
(4)轧件宽度。
随着轧件宽度的增加,前滑也增加。
(5)张力的影响。
前张力使前滑增加,后张力使后滑增加。
轧制过程的金属流动轧件由厚度h0变为h1,在变形区内轧件厚度逐渐减小,根据变形金属的体积不变的条件,变形区内金属各质点运动速度不可能一样,金属和轧辊间必有相对运动。
假设轧件无宽展,沿各截面上变形均匀,即水平速度相同,这样轧制变形区可分为前滑区、中性面和后滑区,如图所示。
在前滑区,金属速度大于轧辊圆周速度,在后滑区则相反,在中性面两者速度相同,无相对滑动(见前滑),此外,根据变形区力平衡分析和几何条件帕夫洛夫(И.М.Павлов)等导出咬入角α、摩擦角β和中性角α之间的关系如下:此公式把轧制过程的轧件变形和几何条件的内在联系反映出来,表达了轧制过程的基本概念。
金属流动规律金属流动规律是研究金属在加热过程中的变形和流动的一门学科。
在制造工业中,尤其是在金属制造行业中,对于金属流动规律的研究和应用具有重要的意义。
本篇文档将详细介绍金属流动规律的基本知识和应用。
一、金属流动规律的定义和意义金属流动规律是指在加热金属过程中,其结构会发生一定的变形和流动,即所谓的“流动”行为。
金属流动规律研究了金属结构在不同温度下的塑性变形、材料的变形规律以及不同金属在变形时所表现的特性差异等内容。
金属流动规律在制造和加工金属中具有非常重要的意义。
首先,通过研究金属流动规律,可以掌握不同金属的变形特性,为金属结构的设计和工艺的制定提供依据;其次,金属流动规律还可以在金属制造中应用于不同加工方法的优化选择,达到生产效率的提升和产品质量的增强。
因此,研究金属流动规律对于提高金属制品的质量和效率至关重要。
二、金属流动规律的影响因素金属流动规律的具体研究主要与以下几个因素息息相关:1、温度温度是影响金属流动规律的最主要因素。
一般情况下,金属在高温下会变得更加柔软,同时也更容易发生塑性变形,因此金属在高温下的流动性会比在常温下更好。
2、形变速率形变速率是指变形时金属的变形速度。
研究表明,当形变速率增大时,金属流动性的程度也会相应地加强。
3、微观结构金属的微观结构也会对其流动规律产生非常大的影响。
微观结构的改变会导致材料的力学性质发生变化,进而影响金属的流变行为。
4、金属材质不同金属具有不同的物理性质和结构,因此其流动规律也有所不同。
需要进行详细的实验研究。
三、金属流动规律的应用1、金属成形加工金属成形加工是利用金属的塑性变形性质进行各种成形加工的过程,如铸造、锻造、压力加工、拉伸、弯曲等。
在进行金属成形加工前,需要对待加工的金属材料的流动规律进行充分分析和研究,以确定最合理的加工参数。
此外,需要充分考虑材料的微观结构、成形速率、负荷条件等因素,以获得理想的制品品质。
2、金属热处理金属热处理是通过将金属材料加热至一定温度并保持一定的时间,控制结构的形变和改变,进而改变金属材料的物理性质和化学性质的过程。