轧钢理论--第二讲

1、2.1 体积不变定律 弹塑性共存定律2.2 最小阻力定律2.3 移位体积与变形速度2.4 不均匀变形1 体积不变定律及其方程 V0=VnV0 变形前金属的体积Vn变形后金属的体积 HBL=hbl F0L=Fnl2 体积不变定律的应用：用于工程设计和生产计算，如计算轧机间距及轧件尺寸(P139例题) ：弹塑性共存定律1、什么叫最小阻力定律？金属在塑性变形过程中，其每一质点将沿着阻力最小的方向移动。即做最少的功，走最短的路。 2、最小阻力定律的实验证明（见图101）3、最小阻力的方向：离截面周边最近的方向，即最短法线法则正方形断面变形模式正方形断面变形模式 （a）（b）B-B剖面（c）用来分析压力

2、加工中金属质点的流动规律流动方向）及掌握质点流动对产品和设备的影响例：为什么轧制时延伸大于宽展(图10-3)为什么轧辊D增大，宽展会增大，延伸会减小(见下图)轨辊直径不同时轧件变形区纵横方向阻力图 （DD，B2B2） 一、移位体积1、移位体积概念：金属塑性变形就是通过金属的某一部分体积的位置转移实现的，这种位置转移部分的金属体积叫移位体积。由HBL=hbl得3、应用实例(P142例题)和宽度方向的。位体积如何分配到长度上式表明高度方向的移整理得：可近一步得到：由为零向的体积位移的代数和表示：沿三个主变形方所以经证明：10)-(10 1lnlnlnln lnlnln4)-(104)-(10Vln

3、 Vln Vln4)-(10 0lnlnlnVLlVBbVHhLlBbHhlbh1、概念：变形速度是变形程度对时间的变化率，它表示单位时间内产生的相对变形(应变)。注：工具的运动速度与变形速度是不同的概念。秒单位： / 1 ddt dd1/ddddxzxxxxhvthhthht 各种压力加工的变形速度计算不同。 轧制时平均变形速度公式有艾克隆德公式和采利柯夫公式，前者简便且计算精度较高，最常用。 (公式及推导)3、例题14)-(10 2hHRhHv1、不均匀变形的概念物体在高度和宽度方向上的变形都均匀，才能称为均匀变形。否则，就是不均匀变形。镦粗圆柱体所产生单鼓形和双鼓形，都是不均匀变形的外在

4、表现。2、基本应力、附加应力及残余应力基本应力：由于外力作用而产生的应力。附加应力：由于物体内的不均匀变形受到物体整体性的限制，在其内部各部分之间产生的相互作用的应力称为附加应力。(图10-8)例：凸形辊轧制矩形断面轧件的附加应力。工作应力：是基本应力与附加应力的代数和。残余应力：塑性变形结束后，仍保留在变形物体内的附加应力。残余应力的危害：a降低金属的塑性、冲击韧性、疲劳强度等机械性能。b降低耐蚀性、导热导电性等物理化学性能。c使产品产生外观缺陷。热处理消除图10-8 在凸形轧辊上轧制矩形坯产生的附加应力la若边缘部分自成一体时轧制后的可能长度 lb若中间部分自成一体时轧制后的可能长度l 整

5、个轧制后的实际长度l1) 接触面外摩擦的影响2) 变形区几何因素的影响3)工具和变形体的轮廓形状影响 4)变形体温度分布不均的影响5)变形金属性质不均的影响6)变形体外端的影响(见图10-9) 摩擦影响的实质摩擦影响的实质：由于摩擦力的作用，在一定程度上改变了金属的流动特性并使应力分布受到影响。 图10-9 圆柱体镦粗时摩擦力 对变形及应力分布影响 变形区的几何因子（如H/D、H/B等）是影响变形和应力分布很重要的因素。如镦粗或轧制时， H/D2时出现单鼓形、H/B2时出现双鼓形。 工具（或坯料）形状是影响金属塑性流动方向的重要因素。工具与金属形状的差异，会造成金属沿某一方向出现变形和应力分布不匀。(见下图及图10-11) 沿孔型宽度上延伸分布图 在同一变形物体中高温部分的变形抗力小，低温部分的变形抗力 大。因此变形物体温度不均匀，必然引起变形的不同及附加应力的产生。(图10-12) 图10-121高温部分；2低温部分 变形金属中的化学成分、组织结构、夹杂物、相的形态等分布不均会造成金属各部分的变形和应力分布差异。 外端（未变形的金属）对变形区金属的影响主要是阻碍变形区金属流动。 拔长时外端的影响 （a）（b）1)单位变形力增大2)金属塑性降低3)产品质量