北科金属材料成形加工XX冶金0803班金属加工作业复习题

北科金属材料成形加工北科金属材料成形加工XXXX冶金冶金08030803班金属加工作业复习题班金属加工作业复习题 xx年冶金0803班金属材料成型加工复习资料1 钢铁材料及塑性加工 方法的分类 答钢铁材料分类1 长型 条 材型钢和线材 重轨 大型 优型 冷弯型 线材 2 扁平材钢板和带钢 特厚板 薄板 带钢 硅 钢片 3 管材无缝管和焊管 无缝钢管 焊接钢管 4 特殊断 面钢材周期断面 异形断面 塑性加工方法分类 按施力类型分类直接受压 间接受压 模拉伸 弯曲 剪切 按是否完全消除加工硬化热加工 冷加工 钢材塑性加工成型方法有轧制 锻压 块状物 挤压 坯锭 拔 制 坯锭 深冲 板材 钣金加工 组合加工 2 简述三种宽展类型的特征 并说明如何控制宽展量的大小 答自由宽展轧料在轧制过程中 被压下的金属质点横向移动时具有 向垂直于轧制方向的两侧自由移动的可能性 此时金属流动除受辊 接触摩擦的影响外 不受其他任何的阻碍限制限制宽展轧料在轧制 过程中 金属质点横向移动时 除受接触摩擦的影响外 还承受孔 型侧壁的限制作用 因而破坏了自由流动的条件强制宽展轧料在轧 制过程中 金属质点横向移动时 不仅不受任何阻碍且受有强烈的 推动作用 使轧件宽度产生附加的增长 通过控制以下方面来控制宽展量的大小相对压下量 轧制道次 轧 辊直径 摩擦系数 轧件宽度 前后张力 3 什么叫前滑 什么叫后滑 试说明前后滑产生的原因 影响前滑 的主要因素 答轧制过程中存在轧辊转动 轧件运动以及轧件金属 本身的流动不同 因此产生前后滑 当轧件进入轧辊的速度Vs小于轧辊在该点处线速度V的水平分量Vcos a 即VsV的现象叫前滑 影响前滑的主要因素有轧辊直径 摩擦系数 压下率 轧件厚度 孔型形状等等 4 实际轧制中常见的是哪一种摩擦 摩擦的作用及降低金属粘接和 轧辊磨擦 答实际常见的是半干摩擦和半液体摩擦 摩擦的作用是1 加工载荷咬入能力 2 直接影响工件变形形状尺 寸精度表面质量和工具磨损 3 间接影响工件内部的组织 性能分 布 5 金属材料的实际变形抗力由哪几部分组成及主要影响因素 1 9xx年冶金0803班金属材料成型加工复习资料答实际变形抗力包括 材料在单向应力状态下的屈服应力和由影响应力状态的外部因素 工具与变形物体表面状态及其形状 所引起的附加抗力 主要影响因素化学成分的影响 组织结构 变形温度 变形速度变 形程度 应力状态 其他因素 6 轧制单位压力及传动力矩的组成 答当金属在轧辊间变形时 在变形区内沿轧辊与轧件接触面产生的 接触应力 通常将轧辊表面法向应力称为轧制单位压力 切应力称 为单位摩擦力 传动力矩包括轧制力矩 附加摩擦力矩 空转力矩 动力矩 7 连轧常数 连轧速度条件及出口板厚与哪些因素有关 答连轧常数 在连续轧制的稳态轧制过程中 被轧制金属通过各机架 的秒流量相等 即F1V1 F2V2 FnVn 常数式中F 1 F 2 Fn 各轧制道次轧制后的轧件断面面积 V1 V 2 Vn 各轧制道次轧件的轧出速度 连轧速度条件 从轧制运动学角度来看 前一机架的轧件出辊速度必 须等于后一机架的入辊速度 即式中 第i机架轧件的出辊速度 第i 1机架的轧件入辊速度 轧件出辊速度Vu由前滑值和轧辊线速度 来决定 即 1 式中 第i架轧件的前滑值 第i架轧辊的线速度 轧机出口板厚方程2 9xx年冶金0803班金属材 料成型加工复习资料第i件轧机出口板厚用无负荷时的和混辊缝Si与 由轧制力Pi引起的轧机弹性变形的和来表示hi Si Pi Mi其中Si 第i架轧机的辊缝 Pi 第i架轧机的轧制力 Mi 第i架轧机的刚性系数 轧制力Pi是板坯厚度Ho 各机架入口厚度Hi 出口厚度hi 前张力qhi 后张力qhi 縻擦系数 i 变形抗力ki 轧件宽度bo的函数 即Pi P Ho Hi hi qhi qHi i ki bo 在冷轧时 通常采用Hill提出的轧制压力公式计算Pi 热轧时 轧件的前滑值是轧件入 出口厚度Hi hi变形抗力ki 温 度Ti和轧辊转数Ni的函数 即 Shi S Hi hi ki Ti Ni 8 连轧的静态及动态特性 答冷轧静态特性 入口来料 板坯 厚度的影响入口来料的厚度变化 按相同比率影响各机架出口轧件厚度 也就是如果入口侧板坯厚度 呈阶梯形变化 则第1机架出口轧件厚度将发生变化 其比率也持续 到后面的机架 辊缝的影响辊缝变化对精轧板厚的影响以第1机架最为显著 而第 2 第5机架的影响较小 第 3 第4积极几乎不受影响 轧辊速度的影响轧辊转数对板带产品厚度的影响以第 1 第5机架最为显著 第2机架造成的影响很小 第 3 第4机架几乎不产生影响 轧辊轧件间摩擦系数的影响第1与第2机架的摩擦系数的变化对板带 产品厚度造成的影响很大 第 3 第4和第5机架造成从影响小 变形抗力的影响第1机架轧件的变形抗力变化对板带产品厚度的影 响大 第2 第5机架的变形抗力变化对产品厚度影响不大 3 9xx年冶金0803班金属材料成型加工复习资料另外 辊缝变化 轧 辊速度变化均对机架间的张力产生影响 并通过张力变化影响成品 板带厚度 热轧静态特性静态特性是指在两个稳定状态之间的关系 其中不考 虑时间因素 入口来料 板坯 厚度的影响热轧时来料厚度变化的 影响每通过1个机架顺序减弱 通过最后机架时其影响变得最小 辊缝的影响辊缝对于成品板带厚度的影响 上游机架的影响趋小 终轧机架辊缝的影响最大 该结果与冷轧带锅轧机 机架间无张力控制时 有较大差异 连续轧制的动态特性连续轧制的动态特性是指因外界影响因素或者 轧制操作的原因使轧制从前一个稳定状态过渡到下一个稳定状态的 过渡特性 其中要考虑时间因素 所谓外界影响因素指加减速时产生的摩擦系数变化 油膜厚度变化 轧制入口处坯料厚度变化等等 动态特性分析是分析外界因素造成轧制状态变化 是各种组合控制 系统 板厚控制或机架间张力控制 轧制机制所必需的手段 9 棒材 线材的生产特点是什么 答棒 线材的断面形状简单 用 量巨大 适于进行大规模的专业化生产 国内占总产量40 世界最高 线材的断面尺寸是热轧材中最小 的 所用的轧机是最小型的 轧件的总延伸非常大 需要的轧制道次很多 线材的特点是断面小 长度大 尺寸精度和表面质量要求高 但增大盘重 减少线径与提高质量 尺寸精度二者是相互矛盾的 正是由于上述矛盾 推动了线材生产技术的发展 10 线材如何分类 答按断面形状分圆形 六角形 方形 螺纹圆形 扁形 梯形及Z字形等 主要是圆形和螺纹圆形 其中圆形线材规格为 5 38mm 经常生产的是 5 13mm 高速线材轧机几乎只生产圆形和螺纹圆形线材 按生产线材的钢种分碳素结构钢 优质碳素结构钢 弹簧钢 碳素 工具钢 合金结构钢 轴承钢 合金工具钢 不锈钢 电热合金钢 等 主要是普碳钢和低合金钢 11 现代棒材轧制使用的新技术有哪些 4 9xx年冶金0803班金属材 料成型加工复习资料 1 直接使用连铸坯单重增加切头切尾量相对减少 定尺率高 有 助于提高金属收得率 2 采用步进式加热炉小型轧机钢坯加热炉主要有推钢式和步进式 两种 推钢式加热炉结构简单 机械设备少 操作简单 投资少 但钢坯断面温差大 无法消除水冷 黑印 加热时间长 氧化和 脱碳严重 步进式加热炉可以保证加热质量 加热均匀 防止脱碳 满足轧机 对钢坯在长度和断面方向上温度梯度的要求 3 连铸坯热送热装 连铸坯在650 1000C温度下直接装入小型轧机 加热炉中加热 前提条件是生产无缺陷的连铸坯 他可以减少燃料 消耗和加热氧化损失 减少或取消中间存储面积 减少操作设备和 人员 缩短生产周期 4 高压水除磷在加热炉后粗轧机前设置高压水除磷装置 以出去 加热产生的氧化铁皮 5 低温轧制新式连轧机轧制速度提高 轧件在轧制过程中产生的 变形热使轧件温度基本保持不变甚至升 温 为低温轧制创造了条 件 轧件开轧温度从1000 1100C降低至900 950C 6 无头轧制采用无头轧制可以减少切损 提高生产率 而且在焊 接区域没有出现表面缺陷 内部缺陷及化学成分的偏差 也没有任 何缺陷而影响炸制工艺和最终产品的质量 7 切分轧制在轧制过程中使用轧辊或其他方法将轧件沿纵向剖分 成两条或多条轧件 变单条轧制为多条轧制 主要方法有切分轮发 和滚切法 8 棒材轧后热心回火工艺轧件离开终轧机后进入冷却水箱 对轧 件进行淬火 使钢筋表面形成一定厚度的淬火马氏体 而心部仍为 奥氏体 轧件离开水箱后 心部余热向表面扩散 表层马氏体自回 火 钢筋再冷床上缓慢自然冷却时 心部奥氏体发生相变形成铁素 体和珠光体 使其屈服强度提高150 230Mpa 12 高速线材提高产品断面尺寸精度的措施有哪些 1 精确的孔型设计 2 合理的张力计活套控制5 9xx年冶金0803班金属材料成型加工 复习资料 3 单线无扭高速连续轧制方式 4 足够的轧机刚性结构 5 耐磨的轧辊材质13 线材控温轧制的优点有哪些 答1 减少脱 碳2 控制晶粒尺寸3 改善钢的冷变形性能4 控制抗拉强度及显微 组织5 取消热处理及控制氧化铁皮 14 线材控制冷却的主要优点及斯太尔摩控制冷却工艺 答主要优点 1 提高线材的综合机械性能 并大大改善了其在长度方向上的均 匀性 2 改善了金相组织 使晶粒优化 3 减少氧化损失 缩短酸洗时间 4 降低线材轧后温度 提高产品质量 有利于线材二次加工 斯太尔摩控制冷却工艺是将热轧后的线材经两种不同冷却介质进行 不同冷却速度的两次冷却 即一次水冷 一次风冷 终轧温度为1040 C 1080 C的线材从精轧机组出来后 立即进入由多段水箱组成的水冷 段进行强制水冷至750 C 850 C 水冷时间控制在0 6s 线材水冷后经夹送棍夹送进入吐丝机成圈 并呈散卷状布放在连续 运行的斯太尔摩运输机上 运输机下方设有风机可以进行鼓风冷却 经风冷后线材温度约为350 C 400 C 然后进入集卷筒集卷收集 依据运输机的结构和状态不同标准型冷却 缓慢型冷却和延迟型冷 却 15 现代高速线材轧制使用的新技术 答1 连铸坯热装热送和连铸直接轧制2 采用控温轧制和低温轧制3 继续提高轧制速度4 高精度轧制设备开发的减定径机 RSM 技术 复式组合机组 TBM 新技术 Y型三辊减径定径机组 RSB 5 粗 轧机组的改进粗轧机组在提高轧机精度 控制张力 减少扭转和减 少扭转刮伤方面做了许多工作 如使用大棍径轧机 6 无头轧制 16 冷轧板带钢与热轧板带钢工艺上的主要差别是什么 答冷轧使用 热轧的产品进行轧制 轧制温度低 热轧使用铸锭或连铸坯进行轧 制 轧制温度高 冷轧工艺特点是 加工温度低 轧制中产生不同程度的加工硬化 6 9xx年冶金0803班金属材料成型加工复习资料 冷轧过程中采用工艺 润滑和冷却 张力轧制 防止跑偏 保持板形 降低抗力 调整电 机负荷 冷轧产品须产品退火或中间退火 另外 冷轧的主要工艺流程是酸洗 冷轧 工艺润滑 退火 平整 涂镀层剪切和包装 热轧主要有热轧中厚板和热轧薄板带生产 热轧中厚板的轧制工艺可分为三个阶段成型轧制 展宽轧制和精扎 热轧薄板带的生产方式大致有以下四种单或双机架叠轧薄板 窄带 钢连轧 宽带钢连轧 宽带钢可逆式炉卷轧机 17 板带钢的分类 如何标示板带钢品种 板带钢产品的技术要求 答板带钢的分类按规格可分为厚板 薄板 极薄带等 有时又把厚 板细分为特厚板 厚板 中板 按用途可分为汽车用板 压力容器用板 造船用板 锅炉用板 桥 梁用板 电工用板 深冲用板 航空结构钢板 屋面钢板 及特殊 用途钢板等 按钢种可分为普通碳素钢板 优质碳素钢板 低合金结构钢板 碳 素工具钢板 合金工具钢板 不锈钢板 耐热及耐酸钢板 高温合 金钢板 板带钢品种的标示通常是要用钢板的钢种 规格 用途等来表示 板带钢产品的技术要求板带钢的用途非常广泛 用途不同对板带钢 的技术要求也就不同 对板带钢产品的基本要求包括化学成分 几何尺寸 板形 表面 性能等几个方面 18 叙述冷轧宽带钢的工艺流程 答因为原料和产品的品种 规格 工艺各有差异 冷轧宽带钢的工 艺流程也不同 主要工艺流程如下1 酸洗用连续酸洗机组去除热轧 带钢的表面氧化铁鳞 酸液过去用硫酸 现多用盐酸 酸洗前先行焊接并卷 酸洗后进行清洗 烘干和剪边 分卷 现焊接多采用激光焊接 酸洗采用浅槽湍流或喷流式 以减少酸液蒸发和提高酸液效率 2 冷轧酸洗后的带坯在冷轧机上轧制到成品厚度 一般不经过中间 退火 3 工艺润滑在冷轧时为了轧辊的润滑和冷却 一般喷射润滑和冷却 的乳液 轧制硬或薄的钢时 要用润滑性能好的纯油润滑剂 如轧 制不锈钢薄板时 要使用棕榈油等 4 退火目的在于消除冷轧加工硬化 使钢板再结晶软化 具有良好 的塑性 退火方式有用罩式炉成卷退货和用连续炉退火 7 9xx年冶金0803班金属材料成型加工复习资料5 平整目前在于避 免退火后钢板在冲压时产生塑性失稳和提高钢板的质量 平直度和 表面光洁度 6 涂镀层 剪切和包装将需要涂镀层的钢板卷送镀锌 镀锡或有机 涂层机组加工 19 产生板厚波动的原因是什么 答1 轧机的机械及液压装置轧机 的机械及液压装置本身的原因和某些参数的变化将会使轧机的刚度 和空载辊缝产生非预定的变化 2 轧机的控制系统系统本身不完善 或发生变化引起轧件厚度的变化 这包括轧制速度 辊缝 轧制力 弯辊等多项的控制 3 入口轧件尺寸与性能轧件在厚度 宽度 版型 硬度 温度等方面的变化也会导致扎后轧件厚度的波动 4