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金属塑性加工学—轧制理论与工艺 王廷溥 齐克敏 主编

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轧制过程基本概念

轧制过程基本概念
金属塑性成形工艺
1
第一章 绪 论
1）材料加工的地位和作用
材料的四基本要素 2
2）金属塑性加工的分类
金属塑性加工是使金属在外力（通常是压力）作 用下，产生塑性变形，获得所需形状、尺寸和组 织、性能制品的一种基本的金属加工技术。 基本塑性加工方法有轧制、锻造、挤压、拉拔、 拉深、弯曲、剪切等几类 。
3
3）金属塑性加工的主要方法
轧制 轧制
4
自由锻
自由锻，一般是在锻锤或 水压机上，利用简单的工 具将铸锭或棒材锻成所需
要的形状和尺寸。
锻压
在模锻锤、模锻水压 机或模锻压力机上利 用专用的模具来使金
属成形
5
挤压
有色金属型材、 管材的主要生产
方法
6
广泛用于电线 、电缆、金属 网线和各种管
材生产上
拉拔
所示。当轧件完全充满辊缝时，δ＝0，开始稳定轧制阶段。
轧件充填辊缝过程中作用力条件的变化图解
25
2.2.1分析稳定轧制过程的轧件受力 简化处理：设合力作用在接触弧的中点
合力作用点的中心角Φ随着轧件逐渐填充辊缝，合力作用点内移， 由Φ＝α开始逐渐减小。当轧件充填辊缝，即过渡到稳定轧制阶段， 合力作用点位置固定下来，所对应的中心角Φ也不再发生变化，并为 最小值。 即 Φ＝α/Kx， Kx－合力作用点系数
达到稳定轧制阶段时Φ＝ay/2
所以 βy>ay/2
27
假设由咬入阶段过渡到稳定轧制阶段的摩擦 系数不变且其他条件都相同，则稳定阶段的 允许咬入角比咬入阶段的咬入角近似认为大2 倍。
稳定轧制条件： βy≥ay/2
28
2.3 咬入阶段与稳定轧制阶段咬入条件的比较
极限咬入条件 a＝β

第一章 金属的成型及金属压力加工基本知识(1)

第一章 金属的成型及金属压力加工基本知识(1)

2、铜及铜合金
• ① 纯铜 • 又称紫铜，密度为8.96g/cm3，熔点为1083℃， 无磁性。纯铜具有优良的导电性、导热性及抗 大气腐蚀性，是重要的导电材料及传热体（如 锅炉、制氧机中的冷凝器、热交换器等）。 • 纯铜的强度低，塑性很好，具有良好的压力加 工和焊接性能，易于冷、热加工成形。
• ② 铜合金 • 黄铜 以锌为主要添加元素的铜合金。 • 通常把铜锌二元合金称为普通黄铜；若加入了 某些其它元素，则称复杂黄铜或特殊黄铜。特 殊黄铜可分为锡黄铜、铅黄铜、铝黄铜等。 • 青铜 人类最早应用的青铜是一种铜-锡合金。 不以锌为主加元素的铜合金统称为青铜，有锡 青铜、铝青铜、铅青铜、铍青铜等。
• (2) 增加质量的成型方法 • 由小质量的金属逐渐积累成大质量的产品。 • 例如：沉积、焊接（压焊、熔焊、钎焊）与铆 接、胶结等。
• 优点：能获得形状更为复杂的产品，成型过程 中除技术因素外没有产生废品的条件，原料消 耗少，故较为经济。
• (3) 质量恒定的成型方法 • 金属本身不分离出多余质量，也不积累增加质 量的成型方法。 • 例如：凝固成形、塑性成形、粉末压制成形。
• 工程上常用零件受拉伸时的屈服强度σs（或 σ0.2）和抗拉强度σb为强度指标。 • 材料单位面积受载荷称应力，单位是MPa。
• ①屈服强度（бs）：指材料 在拉抻过程中，材料所受应 力达到某一临界值时，载荷 不再增加变形却继续增加或 产生0.2%L时应力值。又称 屈服点或屈服极限。 • 表征了金属材料抵抗微量塑 性变形的能力。 • ② 抗拉强度（бb）：指材料 在拉断前承受的最大应力值。 也叫强度极限。 • 表征了金属材料抵抗断裂的 能力。
• ② 铝合金 • 根据铝合金的化学成 分及加工方法的不同， 分类如下：

塑性加工原理

塑性加工原理

44
二 、 稳定轧制阶段
稳定轧制阶段：
从轧件前端离开轧辊中心连线开始，到轧件后端 进入变形区入口断面止，这一阶段称为稳定轧制阶段。
45
三 、抛 (甩)出阶段
抛 (甩)出阶段： 从轧件后端进入入口断面时起到轧件完全通过辊 缝（轧辊中心连线），称为抛 (甩)出阶段。
46
1.2.1 咬入条件
1.（自然）咬入条件 受力分析如图 1-1
将各道次的延伸系数相乘，得 F0 F1 Fn1 ln 1 2 n F1 F2 Fn L
F0 1 2 n Fn
故可得出结论：总延伸系数等于相应各部分延 伸系数的乘积。
41
（2）累积压下率与道次压下率之间关系
H hn ＝ H 即 1 (1 1 )(1 2 )(1 3 ) L L (1 n ) H hn hn 1 hn H h1 h1 h2 因为：1 (1 )(1 ) L L (1 ) H H h1 hn hn h1 h2 hn L L H H h1 hn 1
轧件对轧辊的作用力 轧辊对轧件的作用力
图1-1 咬入时轧件受力分析
图1-2
P和T力的分解
47
轧辊对轧件的作用力P、T Py 、Ty ：压缩轧件，使轧件产生塑性变形 Px 、Tx ：决定轧件能否咬入 Px ＞ Tx ：不能咬入 Px = Tx ：临界咬入 Px ＜ Tx ：咬入 咬入条件：Px ≤ Tx 而Px = Psinα Tx=P f cosα 即sinα≤f cosα tanα≤f =tanβ
4
3、塑性加工的主要方法
1）按变形温度分类：
热加工：是指再结晶温度以上所完成的压力加工过程。
冷加工：指在再结晶温度以下所完成的压力加工过程。

高精度轧制理论及技术PPT课件

高精度轧制理论及技术PPT课件

h2>h1
0 S0 h1 h2 H h(H)
冷轧－－σ↑（K↑）→ P↑→ P/K↑→ h↑
P
2
P2 1
P1
σ2>σ1 h2>h1
0 S0 h1 h2 H h(H)
（2）速度变化－－通过f、油膜厚度、变形抗力等起作用
P
1
2 P1
P2
V 2>V 1
油膜厚度↑ h2<h1
0 S0 h2 h1 H h(H)
高精度轧制理论及 技术
教材：
金属塑性加工学－－轧制理论与工艺（第二版） 王廷溥，齐克敏主编，2002
主要参考书：
1，高精度轧制技术，黄庆学 梁爱生著，冶金工业出版社，2002。 2，高精度板带材轧制理论与实践，{美金兹伯格著，
姜明东 王国栋等译，冶金工业出版社，2000 3，带钢热连轧的模型与控制，孙一康著，冶金工业出版社，2002 4，带钢冷连轧计算机控制，孙一康著，冶金工业出版社，2002 5，金属塑性加工学----轧制理论与工艺（第二板），
考虑终轧温度要求时热连轧穿带速度设定计算：
Vmih ni f(TnC.........)...
Vn KhdnLlnttFF0nttww
Hi*
L i架
例－－当H↑→h↑
控制措施－－可↓S
P
由几何关系：
2
Hbd
P2
1 P－h 图的建立
1
1. P1
δ：辊热膨胀、磨损补偿
g H2> H1
h bc gc
K
H (H)h
a
bc d
a1、a2：可根据实测结果确定
Ss：设定or锁定值
产S ：生压的力后为果0时辊缝指示δ器S读数

《金属塑性成形工艺》课程教学大纲

《金属塑性成形工艺》课程教学大纲

《金属塑性成形工艺》课程教学大纲课程名称：金属塑性成形工艺英文名称：Metal Forming Technology课程代码： MEME3015课程类别：①通识教育课程；大类基础课程；专业教学课程√；②考试√；考查；授课对象：金属材料工程专业；开课学期：2015-2016学年，第6学期；学分：4学分；学时：72学时；指定教材：王延溥，齐克敏主编，《金属塑性加工学-轧制理论与工艺》（第3版），冶金工业出版社，2014年；一、教学目的：通过本课程的学习，使学生对轧制基础理论有所理解和掌握；熟悉不同轧材的特点、分类方法及轧制技术的发展演化过程；掌握各种轧材轧件的生产工艺、轧制主要及辅助设备的结构和布置特点，获得轧制工艺的基本理论、基本知识和基本技能；培养学生分析问题和解决问题的能力；使学生具备合理组织轧材生产过程、制定轧制工艺规程的初步能力。

课程的任务是系统介绍不同轧材的生产特点、技术要求及生产的工艺过程，工艺规律及轧材生产的基本知识。

二、课程内容教学基本（主要）内容与基本要求：所用教材《金属塑性加工学-轧制理论与工艺》（第2版），是普通高等教育“九五”国家级重点教材。

主要内容和基本要求如下：第一章轧制理论1、教学内容轧制过程的基本概念、实现轧制过程的条件、轧制过程中的横变形、轧制过程中的纵变形、轧制压力以及力矩的计算。

2、教学要求：理解轧制过程的基本概念，包括变形区主要参数及变形区金属流动规律；熟悉实现轧制过程的条件，包括咬入角和稳定轧制条件；理解轧制过程中的横变形和纵变形；掌握轧制力及轧制力矩的计算。

3、教学要点教学重点：①制过程的基本概念；②咬入条件与稳定轧制条件；③轧制过程中的横变形与纵变形；④轧制力与轧制力矩。

教学难点及要求：①变形区主要参数与金属流动规律（正确理解）；②咬入条件与稳定轧制条件（掌握）；③轧制力与轧制力矩的计算（熟练掌握）。

第二章轧制工艺基础1、教学内容轧材种类及其生产工艺流程；轧制生产工艺过程及其制定；连续铸造及其与轧制的衔接工艺；控制轧制与控制冷却；2、教学要求掌握轧材的分类方式及种类（其中以钢材的种类为主）；了解钢材的品种；掌握轧材生产系统及生产工艺流程；掌握碳素钢、合金钢及生产工艺过程；了解钢材的冷加工生产工艺流程；了解有色金属及其合金的轧材生产系统及工艺流程；掌握轧制生产工艺流程的总任务和总依据；了解产品技术标准；了解金属与合金的加工特性；掌握轧材生产各基本工序及其对产品质量的影响；掌握连铸与轧制的衔接的工艺；掌握CC-DR和HCR工艺的主要优点；掌握钢材强化的几种机制，理解钢材控制轧制和控制冷却的基本原理。

苏州大学2021年沙钢钢铁学院硕士研究生招生参考书目

苏州大学2021年沙钢钢铁学院硕士研究生招生参考书目
复 试
金属塑性成型工艺
同 等 金属学及热处理 学 力 加 冶金传输原理 试
《钢铁冶金原理》:黄希祜，2013年，冶金工业出版社（第4版）
《金属塑性加工学:轧制理论与工艺》:王廷溥, 齐克敏 ，2012年，冶金 工业出版社(第3版)
《金属学与热处理》:崔忠圻，2007年 ，机械工业出版社
《冶金传输原理》:沈巧珍，2006年，冶金工业出版社（第1版）
学 院
考试科目
钢铁冶金学 初 试
材料科学基础
参 考 书目
《钢铁冶金学》:王筱留，钢铁冶金学（炼铁部分）（第二版），冶金工 业出版社，2000；陈家祥，钢铁冶金学（炼钢部分），冶金工业出版 社，2004
《材料科学基础》:胡赓祥 , 蔡珣 , 戎咏华，2010年，上海交Байду номын сангаас大学出 版社出版(第三版)
冶金物理化学

热轧中厚板工艺设计

热轧中厚板工艺设计

材料成型课程设计——热轧中厚板工艺设计指导老师：***姓名：学号：班级：专业：材料成型及控制工程2012 年 12 月 21 日安徽工业大学目录一. 题目及要求二. 设计目的三. 已知条件四. 基本要求五. 设计说明书（一）产品技术要求及步骤（二）工艺流程图（三）轧制规程设计3.1 轧制方法3.2 安排轧制规程3.3 校核咬入能力3.4 确定速度制度3.5 确定轧制延续时间3.6 轧制温度的确定3.7 计算各道的变形程度3.8 计算各道的平均变形速度3.9 求各道的变形抗力3.10 计算各道的平均单位压力P及轧制力P3.11 计算各道总压力3.12 计算传动力矩（四）强度校核（五）电机功率校核（六）参考文献（七）车间平面布置图六．总结一、题目及要求题目：热轧中厚板工艺设计，使成品尺寸规格为25*2500mm课程名称：材料成型课程设计课程类型：必修课教学对象：材料成型专业本科生二、设计目的《材料成型课程设计》是材料成型专业必修课之一，是课程教学的一个重要环节。

其轧钢方向的课程设计要求达到以下目的：1）把《塑性工程学》、《塑性加工原理》、《塑性加工车间设计》、《孔型设计》等专业课程中所学的知识在实际设计工作中综合加以运用，巩固所学的专业知识，提高对专业知识和相关技能的综合运用能力。

2）本次设计是毕业设计前的最后一个教学环节，为进一步培养学生工程设计的独立工作能力，团队协作意识，树立正确的设计思想，掌握工艺设计的基本方法和步骤，为毕业设计工作打下良好的基础。

三、已知条件主要设备参数项目粗轧机精轧机轧机型式四辊可逆轧机PC轧机工作辊辊身尺寸 /mm Ø850~950×3800 Ø850~950×3800 支撑辊辊身尺寸 /mm Ø1700~1800×3700 Ø1700~1800×3700 工作辊辊颈尺寸 /㎜Ø500×480 Ø450×420支撑辊辊颈尺寸 /㎜Ø1200×1150 Ø1200×1150 工作辊材质合金铸铁合金铸铁支撑辊材质铸钢铸钢最大轧制压力 /MN 70 70最大轧制力矩 /MN*m 2×2.6 2×1.975最大轧制速度 /ms-1 4.239 6.123最大工作开口度 /mm 500 400 主电机功率 /Kw 2×5000 2×5500主电机转速 /rpm 0~45~90 0~65~130压下速度 /mm s-125 15本设计主电机的功率分别选用：P=2×5000Kw粗轧机组H1P=2×5500Kw精轧机组2H计算钢种：Q235 坯料及产品规格坯料：2000*1500*200 mm 厚的连铸坯 规格：25*2500（mm ）四、基本要求独立完成工艺流程、规程设计（孔型设计），掌握工艺设计的基本内容，基本步骤和方法，熟练使用AutoCAD 进行工程图的绘制。

(金属轧制工艺学)0绪论

(金属轧制工艺学)0绪论


冷加工(Cold forming)
在不产生回复和再结晶的温度以下进行的加 工。

温加工 (Warm forming)
介于冷热加工之间的温度进行的加工。
52
2017/10/10
按加工时工件的温度特征 (Temperature)



热变形是为了改善产品的组织性能，常常要控 制加热温度、变形终了温度、变形程度和成形 后产品的冷却速度，从而提高产品的强韧性。 冷变形的实质是冷变形 —退火—冷变形……成 品退火的过程，可以得到表面光洁、尺寸精确、 组织性能良好的产品。 温变形的目的有的是为了降低金属的变形抗力， 有的是为了改善金属的塑性，也有的是为了在 韧性不显著降低时提高金属的强度。
材料加工的意义和作用





20世纪70年代，信息、材料和能源被誉为当代 文明的三大支柱。 20世纪80年代，新材料、信息技术和生物技术 并列为新技术革命的主要标志。 20世纪90年代，材料加工、成形新技术被列为 “美国关键技术计划”。 2015年3月5日，我国提出“中国制造2025”。
新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空航天装 备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能 与新能源汽车、电力装备、农机装备、新材料、生物医药及 高性能医疗器械。
2017/10/10
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材料加工的意义和作用

材料加工在人类历史进程中起着重要作 用。

材料加工技术的进步，是人类社会文明 发展的标志，是强盛国力和现代国防的 保证，是提高人民生活水平的技术基础。
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材料加工内涵

1、材料加工
定义一：采用一定的加工方法和技术，使 材料达到与原材料不同的状态，使其具有 更优良的物理性能、化学性能和力学性能。 定义二：通过改变和控制材料的外部形状 和内部组织结构，将材料制造成所需的零 部件和产品的过程。（材料成形制造）

轧制理论-绪论0

轧制理论-绪论0

本课程的任务（三）
学习塑性加工过程中摩擦与润滑的基本知识，
掌握摩擦基本的特点与规律；摩擦对塑性加工过程
的影响与作用；塑性加工工艺润滑的基本理论，为 合理选择润滑剂及润滑工艺奠定物理化学基础。
本课程的任务（四）
熟悉轧制过程中各种变化现象的变化规律；掌
握力能参数工程计算法应用；为后续课程的学习打
下基础（《轧制工艺、轧制过程自动控制、轧制设 备》；《板型理论与厚控、孔型设计》；《毕业设
学习方法及参考书目
1）课前预习，带着问题听课； 2）结合实习、加强理解和掌握。 3）课后及时复习，做到融会贯通。
王廷溥,齐克敏.金属塑性加工学——轧制理论与工艺. 冶金工业出版社 赵志业，金属塑性变形与轧制理论，北京：冶金工业 出版社，1980 陆济民，轧制原理，北京：冶金工业出版社，1997 黄守汉，塑性变形与轧制原理，北京：冶金工业出版 社，1989
弹性、塑性变形的力学特征
可逆性：弹性变形—可逆；塑性变形—不可逆 -关系：弹性变形—线性；塑性变形—非线性 与加载路径的关系：弹性—无关；塑性—有关 对组织和性能的影响：弹性变形—无影响； 塑性变形—影响大（加工硬化、晶 粒细化、位错密度增加、形成织构等） 变形机理：弹性变形—原子间距的变化； 塑性变形—位错运动为主 弹塑性共存：整体变形中包含弹性变形和塑性变形；塑性变 形的发生必先经历弹性变形；在材料加工过程中，工件的塑 性变形与工模具的弹性变形共存。

材料利用率高
金属塑性成形主要靠金属的体积转移来获得一定的形状 和尺寸，无切削，只有少量的工艺废料，因此材料利用率高， 一般可达75%～85%，最高可达98%以上。

尺寸精度高
精密锻造、精密挤压、精密冲裁零件，可以达到不需机 械加工就可以使用的程度。

轧钢工艺学(板带)wangning

轧钢工艺学(板带)wangning
缺点：造价高，有些工厂只做精轧机。
4.万能式轧机：一侧或两侧带有一对或两对立辊 立辊的作用：消除钢坯（锭）的锥度，轧边、齐边及 破鳞。 优点：设计理念：生产齐边钢材，不用剪边，以降低 金属消耗，提高生产率。 实际使用：适用于轧件宽厚比(B/H)小于 60~70 时。 缺点：立辊与水平辊难以同步运行，增加电气设备的 复杂性和操作困难。
抛丸底层涂料钢板是未经热处理的，但船用和桥梁用钢板有 的需正火热处理后进行抛丸底层涂料处理，在机械性能测试前应 先进行热处理，然后再抛丸和油漆。 抛丸：形成一定的粗糙度。
二、特殊中厚板生产流程
二、中厚板轧机的布置 1.单机架轧机：四辊式为主，各种型式轧机 2.双机架轧机：现代中厚板轧机的主要型式，两机架 分别完成粗轧和精轧的任务。 ①优点：产量高，产品表面、尺寸和板形好，粗轧独 立生产，延长轧辊的寿命，粗精轧分配合理。 ②布置型式：并列式、顺列式 ③一般组合：二辊轧机+四辊轧机（美国、加拿大、 可逆） 四辊轧机+四辊轧机（欧洲、日本）
鞍钢 2500mm 中板线工艺流程
鞍钢 4300mm 厚板线工艺流程
2.4 中厚板的生产工艺 一、原料准备 1.原料种类
2.原料设计 ①厚度尺寸尽可能小； ②原料的宽度尺寸尽量大； ③原料的长度应尽可能接近加热炉的最大允许长度。
二、原料的加热 1.加热的目的
①提高钢的塑性，降低变形抗力； ②使坯料内外温度均匀； ③改变金属的结晶组织，保证生产需要的机械和物理 性能。 2.加热的要求 ① 满足工艺规范的需要； ② 沿长度和断面均匀； ③ 减少加热时氧化烧损。 3.加热炉型式 按其构造分：连续式加热炉、室状加热炉和均热炉三种。 ①连续炉： 推钢式（热滑轨式）、步进式 ②室状炉：特重、特轻、特厚、特短的板坯，或多品种、 少批量及合金钢，生产灵活。 ③均热炉：多用于由钢锭直接轧制特厚板。 推钢式 优点：设备简单、操作容易掌握、投资少； 缺点：钢坯在水梁上滑动产生擦伤；加热时间长，钢

金属塑性加工原理

金属塑性加工原理

5、挤压 挤压就是将金属坯料置于挤压筒内，用挤压轴对坯料施
加压力迫使金属产生塑性变形由模孔中挤出，获得具有一 定形状、尺寸和性能的实心或空心制品的塑性成型方法。
四、塑性金属学研究内容 1、了解金属塑性变形机理和基本规律； 2、掌握金属在塑性加工中变形特点，金属质点流动基本规律； 3、掌握金属塑性和变形抗力与变形条件关系； 4、掌握变形条件对金属组织、性能的影响，选择最优的加工条 件，获得质量优良的产品； 五、轧制原理研究内容 1、掌握轧制过程建立条件（实现轧制条件）； 2、掌握金属轧制时纵、横变形规律； 3、掌握力、能参数的计算； 4、了解连轧理论知识
六、参考书目
1、《金属塑性变形与轧制理论》（第二版） 赵志业主编、冶金 工业出版社
2、《金属加工金属学》 王占学主编 、冶金工业出版社
3、《金属塑性加工学》---轧制理论与工艺 王延溥主编、冶金工 业出版社
4《塑性变形与轧制原理》 袁志学、王淑平主编、冶金工业出版 社
5、《轧钢基础知识》
七、学习方法
1、作用力 ----------通常把压力加工设备可动工具部分对变形金属所
作用的力叫作用力或主动力。 用”P”表示，方向是垂直作用于表面。
如：
其大小可以实测或用理论计算，以用来验算设备零件强度和设备功率。
2、约束反力 ------工件在主动力的作用下，其整体运动和质点流动受到
工具约束时产生的约束反力。 （1）正压力
属于刚体力学研究的范围； 2）所施加的外力在一定的条件下，造成该物体运动受阻
碍，使物体内产生内力而发生变形，这种情况则是属于塑性加 工方面的研究内容。不过物体在这种情况下产生的变形有两种 可能：一种是弹性变形，另一种则是塑性变形。 问题：何谓弹变？何谓塑变：

讲课内容及思考题(1~4章)

讲课内容及思考题(1~4章)

材料成型工艺二（板带工艺部分）讲课内容及思考题教材：金属塑性加工学－－轧制理论与工艺（第二版）王廷溥，齐克敏主编，2002主要参考书：【1】板带生产原理与工艺王廷溥主编, 冶金工业出版社，1995.11【2】板带轧制工艺学【美】V.B 金兹伯格马东清等译，冶金工业出版社，1998 【3】中国热轧宽带钢轧机及生产技术中国金属学会热轧板带学术委员会编，冶金工业出版社，2002 【4】中厚板生产与质量控制崔风平等编，冶金工业出版社，2008【5】中厚钢板生产孙本荣等编，冶金工业出版社，1993【6】冷轧薄钢板生产傅作宝，冶金工业出版社，2005阅读国内刊物《钢铁》、《轧钢》《金属学报》、《特殊钢》等国内核心刊物；阅读英文刊物《Iron and Steel Engineer》《ISIJ International》《The Iron and Steel Institute》等国外刊物第一章板、带钢生产工艺绪论（2学时）章节教学重点、难点教学重点•板、带材生产工艺特点、技术要求•板、带材轧制技术的发展演变过程•当前国内外板带材轧制技术的现状、特点、发展趋势教学难点板、带材轧制技术的发展演变过程1.1板带材分类1.2 板带材主要技术要求1.3板带材生产特点1.4 板带轧制技术的发展1.4.1围绕着降低金属变形阻力的演变发展1.4.2围绕改变应力状态、降低外阻的演变发展1.4.3在减少和控制轧机变形方向的发展1.4.4近代发展主要趋势和特点（略）第1章思考题1，推动板、带材轧制方法与轧机型式演变的主要矛盾是什么?2，板带材是如何分类的？3，板、带材生产工艺有何特点?4，板带材技术要求主要包含那些内容？第二章中厚板生产（共4学时）章节教学重点、难点教学重点•中厚板轧机型式及布置;•中厚板生产工艺流程;•中厚板轧制中平面形状控制技术;教学难点•中厚板轧制方法特点;中厚板轧制中平面形状控制技术;2.1轧机的型式及布置2.1.1型式2.1.2 布置2.2 中厚板生产工艺2.2.1 原料选择2.2.2加热2.2.3 轧制2.2.4轧后冷却2.3中厚板轧制中平面形状控制轧制2.3.1调整纵、横轧制比控制方法2.3.2调节形状控制方法第2章思考题1,中厚板粗轧阶段有哪几种常用轧制方式?各有何特点?2，为提高成材率, 中厚板轧制中可采用哪些平面形状控制技术? 第三章热连轧带钢生产（共4学时）章节教学重点、难点教学重点•热连轧板带钢生产工艺流程；•热连轧板带钢生产工艺特点；•热连轧板带钢轧制中温度确定及控制；教学难点•热连轧板带钢生产工艺流程及特点；•热连轧板带钢轧制中温度控制特点；3.1热连轧板带钢生产工艺流程3.1.1原料选择及加热3.1.2 粗轧3.1.3中间辊道3.1.4 精轧3.1.5轧后冷却3.1.6 卷取3.2热连轧板带钢工艺特点3.2.1 遵循连轧特殊规律3.2.2 热连轧中采用恒定小张力轧制3.2.3 高速加速轧制3.2.4调宽轧制（AWC)及自由程序轧制(SFR)3.3 热连轧带钢轧制中温度控制3.3.1 温度控制主要内容3.3.2 终轧温度确定及控制3.3.3 卷取温度确定及控制3.4热连轧板带钢生产发展趋势及新技术（略）第3章思考题1, 热连轧板带钢轧机粗轧机组有哪些布置型式?其特点是什么?2，热连轧中间辊道传送过程中有哪些节能新技术？其主要特点是什么？3,什么叫张力的自调作用? 热连轧板带钢精轧机架间单位张力选择范围是多大?4,控制热连轧终轧温度的手段有哪些？第四章冷轧板带生产工艺（共4学时）章节教学重点、难点教学重点•冷轧板带钢生产工艺特点；•冷轧机布置；•冷轧板带钢生产工艺及主要工序；教学难点•冷轧板带钢生产工艺特点；冷轧板带钢生产工艺及主要工序；4.1 冷轧板带钢生产工艺特点4.1.1冷轧优点4.1.2 冷轧工艺特点4.2冷轧板带钢生产主要工序及工艺4.2.1 冷轧机的布置4.2.2 冷轧生产工艺及主要工序第4章节思考题1,冷轧工艺特点是什么？2,冷轧板带钢生产中张力轧制的作用有哪些? 单位张力选择范围是多少?3,冷轧板带钢有哪些代表产品?生产工艺流程中有哪些主要的工序?4,画出常规五机架冷连轧轧制图表及速度图,说明轧制过程一般分为哪几个阶段。

金属塑性加工学—轧制理论与工艺----王廷溥-齐克敏-主编

金属塑性加工学—轧制理论与工艺----王廷溥-齐克敏-主编
◦ Q、P、T0


轧辊对轧件的作用力
◦ N、T


2


2

Δh，D和α三者关系计算图：

已知Δh，D和α三个参数中的任意两个，便可用计算 图很快地求出第三个参数。

变形区内任一断面高度hx求法：
hx hx h D 1 cos x h Or hx H h hx H D 1 cos D 1 cos x H D cos x cos

绝对变形不能正确地表达变形量的大小，但由于习 惯而常被使用，特别是压下量与宽展量。


相对变形量：用轧制前、后轧件尺寸的相对变化表 示的变形量。 H h H h 相对压下量(压下率)： 100% 100%
H h

相对宽展量(宽展率)：
bB 100% B lL 100% L
bB 100% b lL 100% l

在热轧薄板和冷轧板过程中，必须考虑轧辊和轧件的 弹性压缩变形对接触弧长度的影响。
(3)轧辊和轧件产生弹性压缩时接触弧的长度
设轧辊与轧件的弹性压 缩量分别为Δ 1和Δ 2，为 使轧件获得Δ h的压下量， 必须把每个轧辊再压下 Δ 1+Δ 2，此时轧件与轧 辊的接触线为A2B2C曲 线。
(3)轧辊和轧件产生弹性压缩时接触弧的长度 此时接触弧长度为：
用绝对变形量表示 用相对变形量表示 用变形系数表示 用真应变表示


绝对变形量：用轧制前、后轧件绝对尺寸之差表示 的变形量。 绝对压下量：为轧制前后轧件厚度H、h之差，即：
绝对宽展量：为轧制前后轧件宽度B、b之差，即： 绝对延伸量：为轧制前后轧件长度L、l之差，即：

材料学院2017年博士研究生同等学力加试科目-东北大学材料科学与

材料学院2017年博士研究生同等学力加试科目-东北大学材料科学与
科目
参考书目、主编、出版社、出版时间
金属学与热处理、材 料热力 学选一 080502 材料学 金属物理、有色金属 材料学 选一
《金属学与热处理原 理》 崔忠圻 哈尔滨工业大学出版 社 1998 年 《材料热力学》 郝士 明 化学工 业出版社 2003 年 《物理金属学》 （ 上、 中、 下 ） ， R. W. Cahn， 北京钢铁学 院金属物理教研室译 科学出版社 1984 年 《有色金属材料》 林 肇琦 东北 工学院出版社 1986 年 《金属塑性加工学－ 轧制理论与 工艺》 王廷溥 冶金工 业出 版社 2012 年 《塑性加工金属学》 王占学 冶金 工业出版社，2008 年 《材料科学基础》潘 金生 清华大 学出版社 2002 年 《金属的晶体缺陷与 力学性质》 赖祖涵 冶金工业出版 社 1988 年
轧制理论与工艺 080503 材料加工工程 塑性加工金属学 材料相变理论 080501 材料物理与化学 合金强化理论
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绝对宽展量：为轧制前后轧件宽度B、b之差，即：
b b B
绝对延伸量：为轧制前后轧件长度L、l之差，即：
l l L
绝对变形不能正确地表达变形量的大小，但由于习 惯而常被使用，特别是压下量与宽展量。
1.1.2.2 用相对变形量表示
相对变形量：用轧制前、后轧件尺寸的相对变化表 示的变形量。 H h H h 100% 100% 相对压下量(压下率)：
1.1.1.2 接触弧长度(l)
(3)轧辊和轧件产生弹性压缩时接触弧的长度 金属的弹性压缩变形很小时，Δ2可忽略不计，则得 西齐柯克公式：
1 1 12 l Rh 8 Rp 8 Rp E E 1 1
' 2 1 2
1.1.2 轧制变形的表示方法
2
所求的接触弧长度实际上是该弧弦的长度。
1.1.1.2 接触弧长度(l)
(2)两轧辊直径不相等时接触弧长度 设两个轧辊的接触孤长度相等，则：
l 2 R1h1 2 R2 h2 h h1 h2 l 2 R1 R2 h R1 R2
1.1.1.2 接触弧长度(l)
(3)轧辊和轧件产生弹性压缩时接触弧的长度 轧辊的弹性压扁
轧辊的弹性压缩变形称为轧辊的弹性压扁。 由于轧件与轧辊间的压力作用，轧辊会产生局部弹性压缩变 形。此变形可能很大，尤其在冷轧薄板时更为显著。 轧辊弹性压扁的结果使接触弧长度增加。
轧件的弹性压扁
轧件在轧辊间产生塑性变形时，也伴随产生弹性压缩变形， 称为轧件的弹性压扁。 此变形在轧件出辊后即开始恢复，这也会增大接触弧长度。
的轧制过程。
研究简单轧制过程可以搞清楚轧制过程的共性问题。 由于生产实践中所使用的轧机结构形式多样，理想 的简单轧制过程很难找到。
1.1.1 轧制变形区及其主要参数
轧制变形区：轧件承受轧辊作用而发生变形的部分， 即实际变形区。 几何变形区：从轧件入辊的垂直平面到轧件出辊的 垂直平面所围成的区域。 轧制变形区的主要参数：
1.2.1 沿轧件断面高向上变形的分布
4)在接触弧的中间部分， 曲线上有一段很长的平行 于横坐标轴的线段，说明 在轧件与轧辊相接触的表 面上存在着粘着区。 5)在入辊前和出辊后轧件 表面层和中心层都发生有 变形，说明在外端和几何 变形区之间有变形过渡区， 在这个区域内变形和流动 速度也是不均匀的。
1.2.1 沿轧件断面高向上变形的分布 1.2.2 沿轧件宽度方向上的流动规律
1.2.1 沿轧件断面高向上变形的分布
关于轧制时变形的分布有两种不同理论：
均匀变形理论 不均匀变形理论。
后者比较客观地反映了轧制时金属变形规律。
均匀变形理论：
该理论认为，沿轧件断面高度方向上的变形、应力和金 属流动的分布都是均匀的。 造成这种均匀性的主要原因是由于未发生塑性变形的前 后外端的强制作用，因此又把这种理论称为刚端理论。
为了了解和控制轧制过程，须对轧制过程形成的变 形区及变形区内的金属流动规律有一概括了解。
1.1 变形区主要参数
1.1.0 简单轧制过程 1.1.1 轧制变形区及其主要参数 1.1.2 轧制变形的表示方法
1.1.0 简单轧制过程
简单轧制过程：是指：
1)上下轧辊直径相等，转速相同，且均为主动辊； 2)轧制过程对两个轧辊完全对称； 3)轧辊为刚性； 4)轧件除受轧辊作用外，不受其他任何外力作用； 5)轧件在入辊处和出辊处速度均匀； 6)轧件的机械性质均匀
压下系数： h
H
b 宽展系数： B l 延伸系数： L
变形系数能够简单而正确地反映变形的大小，因此在 轧制变形方面得到了极为广泛的应用。 根据体积不变原理，三者之间存在如下关系： =
1.1.2.3 用变形系数表示
实际上型材轧制时宽展系数常用如下习惯表示：
1.1.1.2 接触弧长度(l)
(3)轧辊和轧件产生弹性压缩时接触弧的长度 此时接触弧长度为：
l x1 x 0 R R DB3
' 2


2
R R B1 B3
2


2
2 RDB3 2 RB1 B3
h 2R 1 2 2 R 1 2 Rh 2 R 1 2 2 R 1 2 2 Rh x0 2 x 0 1 12 1 2 2 x 0 2 R 1 2 8R p E E 1 2 1 12 1 22 1 2q 2 2q E1 E2 q 2 x0 p
1.1.2.1 用绝对变形量表示 1.1.2.2 用相对变形量表示 1.1.2.3 用变形系数表示 1.1.2.4 用真应变表示
1.1.2.1 用绝对变形量表示
绝对变形量：用轧制前、后轧件绝对尺寸之差表示 的变形量。 绝对压下量：为轧制前后轧件厚度H、h之差，即：
h H h
1.2.1 沿轧件断面高向上变形的分布
(3)变形不但发生在几何变形区内，而且也产生在几何变 形区以外，且变形分布都不均匀。 轧制变形区可分成变形过渡区、前滑区、后滑区和粘 着区。 (4)在粘着区内有一个临界面，在这个面上金属的流动速 度分布均匀，并且等于该处轧辊的水平速度。
1.2.1 沿轧件断面高向上变形的分布
1.2.2 沿轧件宽度方向上的流动规律
根据最小阻力定律，由于变形区受纵向和横向的摩 擦阻力ζ3和ζ2的作用，大致可把轧制变形区分成四 个部分：
H h
相对宽展量(宽展率)： 相对延伸量(延伸率)：
bB 100% B lL 100% L
bB 100% b lL 100% l
相对变形只能近似地反映变形的大小，不能反映变 形的过程积累。
1.1.2.3 用变形系数表示
变形系数：用轧制前、后轧件尺寸的比值表示的变形 程度。
大量实验证明，不均匀变形理论比较正确，其中以 И.Я. Тарновский(塔尔诺夫斯基)实验最具代表。 И.Я.Тарновский研究了沿轧件对称轴纵断面上的 坐标网格的变化，证明了沿轧件断面高度方向上的 变形分布是不均匀的。
1.2.1 沿轧件断面高向上变形的分布
由图可见： 1)在接触弧开始处靠近接触 表面的变形比轧件中心层大， 且表面层金属流动速度比中 心层快。 2)曲线1与2的交点是临界面 的位臵，在这个面上金属变 形和流动速度是均匀的。 3)在临界面的右边，即出辊 方向，出现了相反现象。轧 件中心层的变形比表面层大， 中心层金属流动速度比表面 层快。

b h
1.1.2.4 用真应变表示
真应变：用轧制后、前轧件尺寸之比的自然对数表 示的变形量。 相对压下量(压下率)：
相对宽展量(宽展率)： 相对延伸量(延伸率)：
ln h H b B
ln
l ln L
导自移动体积的概念，能够正确地反映变形的大小。
1.2 金属在变形区内的流动规律
在热轧薄板和冷轧板过程中，必须考虑轧辊和轧件的 弹性压缩变形对接触弧长度的影响。
1.1.1.2 接触弧长度(l)
(3)轧辊和轧件产生弹性压缩时接触弧的长度
设轧辊与轧件的弹性压 缩量分别为Δ1和Δ2， 为使轧件获得Δh的压下 量，必须把每个轧辊再 压下Δ1+Δ2，此时轧件 与轧辊的接触线为A2B2C 曲线。

2


2
1.1.1.1 咬入角(α)
Δh，D和α三者关系计算图：
已知Δh，D和α三个参数中的任意两个，便可用计 算图很快地求出第三个参数。
1.1.1.1 咬入角(α)
变形区内任一断面高度hx求法：
hx hx h D 1 cos x h Or hx H h hx H D 1 cos D 1 cos x H D cos x cos
1.2.1 沿轧件断面高向上变形的分布
结果表明：在上述压下率范围内沿轧件断面高度方 向上的变形分布都是不均匀的。 1)当压下率ε%在2.8%~16.9%的范围内， l/h在 0.3~0.92时，轧件中心层的变形比表面层的变形小； 2)当压下率等于20.4%和25.3%， l/h等于1.0和1.25 时，轧件中心层的变形比表面层的变形大。
1 轧制过程基本概念
1.0 基本概念 1.1 变形区主要参数 1.2 金属在变形区内的流动规律
1.0 基本概念
轧制过程：靠旋转的轧辊与轧件之间形成的摩擦力 将轧件拖进辊缝之间，并使之受到压缩产生塑性变 形的过程。 轧制过程的作用：
外部：使轧件获得一定的形状和尺寸； 内部：使组织和性能得到一定程度的改善。
金属塑性加工学-轧制理论与工艺
赵鸿金 教授 材料科学与工程学院 2012年9月
目录
绪论 第一篇 轧制理论 第二篇 轧制工艺基础 第三篇 型材和棒线材生产 第四篇 板、带材生产 第五篇 管材生产工艺和理论
第一 篇 轧制理论
1 轧制过程基本概念 2 实现轧制过程的条件 3 轧制过程中的横变形—宽展 4 轧制过程中的纵变形—前滑和后滑 5 轧制压力及力矩的计算 6 不对称轧制理论
咬入角 接触弧长度
1.1.1.1 咬入角(α)
咬入角：轧件与轧辊相接触的圆弧所对应的圆心角。
压下量与轧辊直径及咬入角之间存在如下的关系：
h 2 R R cos D 1 cos cos 1 h D sin

2

1 h 2 R
0 sin h R
1.2.1 沿轧件断面高向上变形的分布
不均匀变形理论：该理论认为，沿轧件断面高度方 向上的变形、应力和金属流动分布都是不均匀的。 其主要内容为：