金属材料工程实训报告

1、HUNIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY专业实训报告业:金属材料工程级:金属材料1104名:周子恒口号:11495100425指导教师:范才河成 绩:冶金工程学院2014-2015学年第1学期实训要求与报告撰写说明1. 实训期间学生须遵守有关的规章制度和实训纪律， 树立安全第一的思想， 要经常与指导老师交流，按时完成本报告。2. 指导老师由系安排，负责学生实训期间及报告填写过程中的专业指导， 并根据实训报告、实训表现、实训操作等对学生进行综合鉴定和评分。3. 本报告为学生专业实训总结，请认真如实填写。4. 本报告作为学生综合实践环节基本材料， 必须在指定时间内交系办公室。

2、5. 实训报告完成所涉及的部分内容要求：实训目的：实验最重要的做法与目标简述。实训背景：原理文字叙述、公式、实验装置示意图、原理图等。3）实训方案：结合实验设备，方案设计合理、新颖。4）实训步骤：实训进行的步骤、过程，用自己思考的方式给予整理叙述，画出流程图。5）实训数据和数据处理：纪录实训结果，并加以分析，作图并计算出所有可能经计算的数据（可以怀疑实训数据重做实验，千万不可攥改数据）。6）实训结论：经过数据处理后得出的实验结果或结论。7）意见和建议：改进实训建议、实训成功或失败的经验教训总结，并讨论可能改进实训正确性的方式与实验装置。6. 特殊情况可附加说明。7. 实验报告版面按 A4 纸打

3、印，但内容要求手写，绝不能抄袭！图用坐标纸 画出后及表格用尺子画出或打印后粘贴在实训报告内。冶金工程学院实训一 中厚板轧制过程模拟实训型钢轧制过程模拟2 1实训中厚板轧制过程模拟实训目的:1通过中厚板轧制工艺参数设计模拟使学生掌握中厚板生产过程中工艺参数设计。2、通过中厚板轧制工艺参数设计模拟为学生提供一个轧钢工艺参数设计的实例，演示中 厚板轧制过程的基本原理和理论，对专业知识加深理解。实训内容:中厚板轧制模拟生产三种规格的钢板分别是塔锥、过渡段和水下圆柱部分，每个部 分需单独设计，设计分四个部分当每部分的详细内容都设定后 （板坯，钢板和轧制过程）， 一个轧制程序即被完成并呈现给你然后你可以进

4、行轧制模拟。如果你完成了轧制模拟， 将产生一份试验报告，显示所生产的钢板性能是否符合要求，你还会收到一份生产报告 显示此部分所用的成本。成本为每小时$ 60，000。如果轧制产品的性能不符合要求你要分析失败的原因，并修改设计数据重新轧制直 到生产出合格的产品，报告显示成功为止。实训时间安排:20142015上学期 18周一19周实训报告一、相关理论知识背景中厚板的原料通常是连铸板坯。加热板坯在加热炉里通常加热到11501270 ° C （根据钢种不同，加热制度亦有所不同）。加热过程充分降低了钢的变形力以允许轧制和确保合金兀素完全固溶。板坯通过运送设备送入加热炉，加热炉通常使用燃烧煤气

5、加热板坯。除磷前道工序和加热过程会在板坯的表面上产生氧化铁皮，如不去除，将在钢板表面形成缺陷，通常用高压水（约200bar, 1bar=0.1MPa）除去氧化铁皮。轧制中厚板轧机机架通常是按4辊设计。因为中厚板轧机是在高扭矩条件下轧制超宽的产品，因此是最大型号的轧机。中厚板轧制最简单配置是单机架，但是双机架配置可提高产量。所有的中厚板轧机都是可逆式轧机（通过每道次减小辊缝降低坯料的厚度）.与其他扁平材轧制方式不同，中厚板轧制是两个方向进行。首先米用垂直于连铸坯长度的方向进行轧制，延展板坯的宽度，生产中称之为横轧。然后将板坯平转90°轧制到要求的成品厚度。中厚板轧制过程的一系列设计方案

6、称 为轧制工艺。二、实训内容及过程1、实训方案 1.1成品尺寸计算(1) 塔锥部分的尺寸宽度和长度计算塔锥部分的顶部与底部直径不同，展开后为扇形平面，而此扇形平面必须由矩形钢板剪切而成(为制造方便，每一边需留出 20 mm的余量)，计算矩形钢板的宽度和长度 如下图L=nX D+20X 2=3.14 X 2900+20X2B=H+20X 2=2500+20 >2卫SOD nmll2S0LImm-I2CnO ninUJE SS4000 mm4000 mmE-E Das的20(2) 过渡段部分的尺寸宽度为和长度计算过渡段和水下圆柱部分都是矩形。圆柱部分的高度即为钢板剪切后的宽度，钢板剪切后的长

7、度可由nD换算(截面尺寸如下，单位mm)L1=L2=12560 B1=4100 B2=3100祥尺弓b«£EK服，尾srttrt+：D sr.ffl上邨凹存査直囲庚咱心羸当ma询丰iff擁都设宦总翎，舷和皂肯了启璇丰订单-iE制牡允汗隨肛鉀S 疋的彌（W.三M甲SKI号一则薙kus恆y »耳« *Tt»t萍册55背皿嚨亞h击氏（5 旨崙昭计尸井ITb寸取Oil利&KE；X liHr 划 讷Jid占哥feibfti!札 BLLS幸倆廿a-JiTT - -I0 RAi omCmj mm如異ff宅Ftj札申JftH.捋产生一 显灵帝i产弗阿壘

8、还署ijB出尉tt芯恂诃'r-tABi. fl初E谿阳ffl«尺*.雀（3）钢板尺寸及偏差设计轧后钢板需四面切边有两个原因：钢板的头、尾和边部在轧制和冷却过轧制状态钢板的边部不规整，切后变得平直。程中冷却速度快，所以此部分的性能与钢板的其余部分有明显不同，因此应切掉。如果预留的剪切量过小， 你可能冒着成品钢板性能不合或轧后钢板无法剪切的风险。如果你预留的剪切量过大，意味着你浪费了资源，因此总成本增加。设定适宜的剪切余量需要根据经验和实际情况而定。但每次结果不总是完全相同。如果因为剪切余量过小而导致钢板废品，你将在试验报告中得到通知。铜檢尺寸勇切«破尺寸雲切银IR可鹑

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10、（网西知站T （臓一共1<00申.tSUu.:新寸点击J；幫蓍菲网刊低1严屮 ri 川胡诳11 .早切迪1.2轧制工艺和板坯化学成分设计（1）板坯化学成分设计如图所示，有6个钢种可供选择。一些微合金化钢种可进行控制轧制，来生产高强度 钢。其它无微合金不适于控制轧制的钢种只能进行正常轧制。有多个钢种可达到要求的性 能；但应选择成本最低的钢种。+珠光体的显微组织。轧制过程除了随着板（2）轧制工艺普通轧制生产的钢材具有粗大的铁素体 坯厚度的减少，铸态的晶粒被破碎。在轧制道次间组织内部产生静态再结晶，使奥氏体晶 粒细化到4050 m。轧制后，奥氏体再一次完全再结晶成等轴晶粒，随后进行冷却。控制轧

11、制工艺用来生产象管线钢这种在低温下具有高强度高韧性的钢材。生产过程 中，在初轧阶段后，坯料要经过一段时间待温。随着温度的降低，钢中铌的碳化物或铌的 氮化物析出，阻碍精轧阶段的再结晶，在精轧阶段晶粒被压扁拉长。精轧阶段可以在再结 晶温度以下进行，以获得更加细化的铁素体 +珠光体的显微组织。用尿1as"g|E(roD caw*<coM.1.6SKMLSr w»财 awM»jMfUMSOaUttA Ta*l 1MM2»芳«tf仪学« 盹a,7UF帧述4财U*钳”. anSIM iWXctMBAQ*.K6t«e<MWWK

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13、;S8!»R0粗憔的佚索体«s?& -公概的铁索C-Mriffl札伏态C-M(rNbWSfim制时间（3）待温厚度比率冷却速率，即待温时控制轧制时，选择合适的待温厚度比率非常重要，它涉及到: 间；这又与轧制程序有关晶粒的数量，与成品性能有关钢板在待温厚度与成品的比率在1.5-2.5时性能如下厚度再结晶后应变钢檢待遷障度与战品厚度比率=待溫厚度/战品障庫钢板在待温厚度与成品的比率在2.5-4.0时性能如下钢板在待温厚度与成品的比率在4.0-5.0时性能如下疳稠吋S厚誉司曲犀罠r佯=伟逞耳養/成A耳K(4) 板坯尺寸和坯料计划确定了钢板剪切后的尺寸，你需要考虑如何用现有

14、板坯将它们轧制而成。有时由一块 板坯轧后切成两块或多块钢板可能更加节省(见图)。有时一块板坯则只能生产一块钢板。 因为你要为塔筒的三个组成部分的每一处生产 25块钢板，你必须考虑为实现这一目标进 行最佳的组合方式。例如，假设生产8mm厚钢板的订单部分需5块钢坯，每一块钢坯轧后切成5块钢板，则(5 >5 = 25)实现目标。如果此方案无法实现，则需考虑其它组合方 式(例如1X25或(6 >) + (1 >等)。1 .211111111111p?511111111111 1111111的111!斗刚11111#111111111Jl注意以下的生产现场的限制条件I-定形道次后最大的

15、板坯长度为4.2 m。I-最小的板坯长度应为1.4 m。I-生产线上可停放的最大母板长度为48 m。在计算时钢的密度为 7.85 t/m3。樹K嵐寸政氓垒隔it学鹿分&轧i柳工isnu 划1卡«»程岸喪11 LTdc tgjBr coneT©恤&光聊冷民好单碑宅:；®寸.星下規羊°辭阳神岚和两曲厚曳9?寂込.事址畏盛m熠烦Ui(?a .炸J»aa眶宜的«址尺寸2.计3±缽圧我*环曼忑壬尺寸启蚤.M为了弼*亦曹旳HJtt驱，省澤會迪脱旺良寸.趾:怛崟敗卷峯你可El彌=种不同FT械蚌，忡陌+忡ffl宜义

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17、ttL4Kts. I 850 °假设条件及简化过程 模拟轧制中采用了一些简化 过程和近似值。包括：:!-Itt;钿抵5aimI热膨胀忽略不计。-控制轧制中的展宽厚度必须大于待温厚度。I-控制轧制中的出炉温度为1200 C,而目标待温终了温度为 I-除了轧机的极限条件必须考虑外，其它的影响条件可忽略。I -假设电机存在瞬间的温度回升。I-你看到的板坯/钢板的尺寸比例可能与实际不同。I-各个阶段的温降速率是一个平均值，且此值保持不变。I-试验报告给出的是一个近似值，并不十分精确。根据前面的选择，计算机如果全部正确就会自动生成轧制程序 塔锥的轧制程序图如下：轧艺钊轧宅I;詢孜律芒旱芟与戎矣

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20、线模拟轧制过程完成上述步骤后，就可以开始轧制了，先从加热炉中送出钢坯，经过高压水除鳞机除磷， 在到中厚板轧机进行轧制，粗轧精轧(中间待温温度为850度)后轧边，再加速淬火，经过平整后再到冷床上去冷却，冷却完后再经过切头剪，最后轧制出钢板。轧制过程如下图 所示：戎fSk*方兀冲T« i<上ccrr autiziiin i尊a :号？撞a：|°«十1% mu聲兀7弋:益车.*弓才廿案t岂酩：i -tclOni X L(Je凸三=引SB卫5生去h%-丘- 尊-5CG rr"|*匡*时京3-R A-二工_荀£:去咅MS rar - m-、3.原始

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26、、钢坯化在轧制过程中，很容易出问题，会使两半相撞，过长则会降低产量；学成分，控制好待温终了温度，贝U会影响钢板的屈服强度，极限抗拉强度及伸长率。6.实训体会实训是把四年所积累的专业知识运用到实际的操作，能为以后的工作做好 准备。7.实训意见和建议在电脑上模拟，缺乏实际操作，不能身临其境地感受。实训型钢轧制过程模拟实训目的：1、通过型钢轧制过程模拟研究型钢生产过程中的原理，掌握型钢生产工艺过程2、通过型钢轧制过程模拟为学生提供一个轧钢生产的实例，演示型钢轧制过程的基本原 理和理论，对专业知识加深理解。实训内容简要:一对型钢和钢轨属于热轧长材。轧制是在刻有孔型的轧辊间进行的。轧辊上的上下相对的轧槽

27、形成一个道次的孔型，此孔型与被加工件通过此道 次后的断面形状相对应。经过每一个道次加工后，断面减小并且钢材型状接近 于最终产品型状。孔型及其在轧辊上准确位置的研发叫做孔型设计。实训时间安排:2014-2015学年 第一学期18周一19周一、相关理论知识背景下图说明了一个现代钢轨制造过程。大方坯原料在步进式加热炉中重新加热至变形温 度。加热过程中，大方坯表面坚硬的氧化铁皮可能造成轧制表面的永久缺陷。为了防止缺 陷发生，需用高压水进行除鳞。轧制的进行至少需要两台二辊可逆式轧机。 首先，初轧机将连铸大方坯开坯以备后序 成品轧制。接下来的精轧机则完成钢轨成品的轧制。为使产品表面光滑，轧制时产生的氧化铁

28、皮要定时清理。轧制过后，成品钢轨被切成定尺，然后置于步进式冷床冷却。有些 种类的钢轨可能会经过轨头全长淬火。这一过程是为了增强钢轨头部硬度和耐磨性。然后对钢轨进行垂直和水平矫直。矫直的钢轨将进行质量检查，包括超声波探伤（内部缺陷检测）和尺寸精度检查（特 别应注意钢轨高度，对称性和表面平直度的测量）。需要时 ，可用压力矫直机对钢轨进行 额外矫直，以确保两轨端部连接或焊接良好。最后，钢轨被精确切成定尺。精整工序还可 能包括钻孔（用于钢轨的鱼尾板连接）和钢轨端部淬火（为了增加鱼尾板连接处的耐磨性）。现代轧钢生产线可以轧制长度超过 100米的钢轨。型钢和钢轨制造的最新发展与集连 铸连轧于一体的短流程生

29、产线应用有很大关系。这样的方法最有益之处就是：节能、降成 本、减员并且节约从炼钢到轧钢的时间约 2-4小时。型钢和钢轨制造的最新发展与集连铸连轧于一体的短流程生产线应用有很大关系二、实训内容及过程1实训方案当轧件接近粗轧机时此视图出现。此视图大小、位置固定，不需调整。操作者可以前 后左右运送轧件进行轧制，也可根据需要对轧件进行翻转。粗轧机使用说明1.2.3.4.5.6.7.根据屏幕所给的轧制程序表，操作者可使用粗轧视图对轧件进行轧制。使用"左"和"右”控制键或键盘上的方向键将轧件对准孔型（当轧件位置正确时， 孔型上的标记变成绿色）。可使用"翻钢"控制键或空格键对轧件进行翻转。当孔型标记态，当孔型标记"