《型、棒、管》复习资料

《型、棒、管》复习资料型材定义：经过塑性加工成形的具有一定断面形状和尺寸的直条实心金属材。通常将复杂断面型材和棒线材统称型材。按断面特点分类：复杂断面型材和简单断面型材。简单断面型材的横断面对称、外形比较均匀、简单，如方钢、圆钢、扁钢等。复杂断面型材又叫异型断面型材，可分成凸缘型材、多台阶型材、宽薄型材、局部特殊加工型材、不规则曲线型材、复合型材、周期断面型材和金属丝材等等。3、型材的生产特点:（1）品种多;（2）断面形状差异大;（3）不均匀变形严重;（4）轧机结构和轧机布置形式多种多样4、型材轧制的咬入条件:(1)轧件与孔型顶部先接触(即与平辊轧制相类似):咬入角α＜摩擦角β;(2)轧件与孔型侧壁先接触:①当θ＝900时，β≧α，即与平辊上轧制矩形轧件时的咬入条件相同；②θ＜900时，极限咬入角增大了1/sinθ倍，θ越小对咬入越有利；5、型材轧机按其用途和轧辊名义直径不同可分为：轨梁轧机、大型型材轧机、中型型材轧机、小型型材轧机、线材轧机等。6、型材轧机的典型布置形式：横列式、顺列式、棋盘式、半连续式及连续式布置等。1）横列式：大多数轧机用一台交流电动机同时传动数架三辊式轧机,在一列轧机上进行多道次轧制，优点：设备简单、造价低、建厂快、产品品种灵活、可生产复杂断面产品、操作简单、小批量多品种适应性强等。缺点：1）产品尺寸精度不高，品种规格受限制。2）轧件需要横移和翻钢，故长度不能长。间隙时间长，轧件温降大，因而轧件长度和壁厚均受限制。3）不便于实现自动化。2）连续式：各架轧机纵向紧密排列成连轧机组，每架轧机可以单独传动或集体传动，每架只轧一道，轧制速度快，产量高；轧机紧密排列,间隙时间短，轧件温降小，对轧制小规格和轻型薄壁产品有利,由于轧件长度不受机架间距限制,故在保证轧件首尾温差不超过允许值的前提下,可尽量增大坯料重量，以提高轧机产量和金属收得率。缺点是机械和电气设备比较复杂，投资大，并且生产品种规格受限制7、开坯机改造方案:①改造为棒材轧机,在原始的初轧机后增设一组紧凑式连轧机组,可生产棒材；②改造为中厚板轧机,增设一架四辊精轧机,同时进行必要改造;③改造为H型钢轧机,继续建设万能粗轧机和万能精轧机即可。8、H型钢的特点：边部内侧和外侧平行，边端呈直角。便于拼装组合各种构件，还可节约焊接和铆接工作，加大工程建设，缩短工期。9、H型钢的生产方式：热轧和焊接。焊接法的优点：可以生产各种断面形状难以轧制的H型钢，生产操作灵活，适合小批量、多品种的市场需求。缺点：金属消耗大，经济效益低，不易保证产品性能均匀。因此H型钢多用轧制生产。10、H型钢轧制方法：①在二辊式轧机上轧出异形坯，在四辊万能轧机上精轧；②用连铸异形坯，在二辊开坯机和四辊万能轧机上进行精轧。11、H型钢孔型设计特点:辊型设计包括以下内容：（1）水平辊直径与立辊直径的选择。水平辊直径取决于所轧H型钢的边宽度b。b值大，水平辊直径大，立辊辊身也长。立辊直径的大小取决于轧辊强度。2）水平辊和立辊辊身长度设计。水平辊辊身取决于产品的腰高，立辊辊身长取决于产品的边宽。（3）水平辊侧面斜度和立辊辊面锥度的确定。水平辊侧面斜度和立辊辊面锥度是一致的，成品前的万能孔型通常为4～8°，成品孔型一般取0～15′。压下规程设计：原则：各道次轧件腰部和边部的延伸相等或接近相等。“对称轧制原则”：使轧件的断面对称轴和轧辊孔型的对称轴一致。12、钢轨的横截面积可分为轨头、轨腰和轨底。13、重轨的轧制方法：两辊轧制法（采用箱形－帽形－轨形孔型系统）直轧法斜轧法。万能孔型法（采用万能轧机轧制）上下对称轧制。轧件尺寸精确，轧件内部残余应力小，轨底加工好，轧机调整灵活）。轧后冷却-自然空冷：无氢冶炼，冷床上冷却。缓冷：除此之外，为了去氢，避免白点发生。14、、二辊孔型轧法轧制凸缘型钢的轧法及轧不出凸缘型钢的原因？困难在于轧出薄而且高的边部，只有采用带开闭口边的孔型，这种孔型存在的问题如下：（1）除腰部外，孔型横断面上各处变形程度不同；（2）轧件的边部必须带有一定的斜度，不能轧出内外侧均无斜度的平行边；（3）轧辊消耗大，其原因一是辊环直径大，二是斜度小时轧辊的车削量大，三是辊面上线速度差大；（4）动力消耗大；（5）产品尺寸精度低；（6）轧制效率低，对轧边部来说，两道才能顶一道；（7）闭口边的楔卡使轧件边宽拉缩严重。15、难以轧出平行边、宽边的薄腰H型钢的原因：

（1）由于孔型的侧壁不能无斜度－－轧不出平行边；（2）辊径差太大－－轧不出宽边；（3）二辊轧机总是要多配几个孔型，辊身长度大，弹跳大－－不能轧薄腰。16、万能孔型轧制凸缘型钢的优点：(1)立辊直接压下，可直接轧制薄而高的平行边。(2)轧制过程中轧件的边高拉缩小，要求的坯料高度小，因此可以不用或少用异形坯，减少总道次数。(3)改变辊缝，就可以轧出厚度不同的产品。另外通过轧边端孔型的调整，可以改变边部的宽度。(4)孔型中的辊面线速度差小，轧辊的磨损较小并且均匀。另外轧辊的几何形状简单，容易使用具有高耐磨性能的轧辊。轧辊的加工和组装也比较简单。（5）轧制过程一般是在对称压下的情况下进行，变形相对比较均匀。（6）不依靠孔型的侧压和楔卡使轧件变形，因此轧件的表面划伤较小，轧制动力消耗小。17、轧件在万能孔型中的变形特点：①腰部和边部的变形区形状近似于平辊轧板。②边部和腰部的变形互相影响。③腰部全后滑。④边部的变形区长，立辊先接触轧件。⑤轧制后边端不齐，外侧宽展大。18、轧件在轧边端孔型中的变形特点：①轧边端过程是典型的高件轧制。②轧边端时变形区内轧件的断面形状是窄而高，压下量一旦过大，轧件边部会出现塑性失稳而弯曲，将达不到轧边端的目的。③轧边端时轧件与轧辊的接触面很窄，压下量小，接触面积很小，在万能—轧边端往复可逆轧制时存在着张力饱和现象。19、大、中型型钢生产技术：①连铸异型坯及连铸坯直接热装轧制。（缓解开坯机的压力；减少开坯机的异型孔型数量，减少轧制道次；节能；降低轧辊消耗；缩短轧制周期；减少轧腰、腿的不均匀变形）②在线控轧控冷和余热淬火（目的：提高钢材的使用性能；减少氧化；防止和减轻型钢的翘曲和变形，降低残余应力；实例：重轨轧后余热淬火；H型钢的控制冷却）③长尺冷却和长尺矫直（优点：提高轧件的平直度；减少矫直盲区；提高产品定尺率；减少矫直辊消耗；提高矫直速度和生产率）④热弯型钢（优点：可以生产出热轧方法无法生产的型钢；可以生产出冷弯法不能生产的型钢；利用余热成型，能耗少，材料塑性好，其面机械性能均匀，避免了冷弯加工硬化和弯曲处的微裂纹等；减少矫直辊消耗；提高矫直速度和生产率。）20、棒材生产工艺①坯料：连铸坯为主，少量初轧坯，方坯：120－150mm检查与清理。②加热和轧制，冷坯加热（连铸坯热装加热）粗轧中轧精轧③冷却和精整精轧飞剪控制冷却（余热淬火）冷床定尺切断检查（探伤）包装。21、棒材轧制新技术:直接使用连铸坯、连铸坯热装热送和直接轧制技术、柔性轧制新技术、高精度轧制技术、低温轧制技术、无头轧制、切分轧制。（1棒材柔性化轧制是指将组织性能在线优化控制技术应用于轧制过程，用同一种成分的坯料来生产不同性能的产品，简化炼钢和连铸的操作和管理，利用对钢材性能柔性的控制实现轧制生产的大规模定制。措施：利用无孔型轧制、共用孔型轧制等手段，改变轧制规程，改变产品规格。（2棒材低温轧制定义：低于常规温度下的轧制，低温轧制不仅可以降低能耗，减少金属烧损，还可以提高产品质量，。（3棒材无头轧制技术:连铸连轧或采用焊接方法将铸坯首尾焊接在一起，连续供坯，不断轧制，在一个换辊周期内，轧件长度可无限延长的轧制工艺.优点：①减少切损；②棒材定尺率接近100%；③生产率提高12－16%；④对导卫和孔型无冲击，不缠辊；⑤生产成本（能耗和设备维护）降低了2.5%－3%；⑥尺寸精度高，能明显减少轧件纵向尺寸和性能不均现象。（4切分轧制技术：指在型钢轧机上利用特殊轧辊孔型和导卫装置将一根轧件沿纵向切除两根（或多根）轧件，进而轧出两根（或多根）成品轧材的轧制工艺。切分轧制方法：轮切法、辊切法和圆盘剪切法。切分轧制优点：①显著提高生产效率；②产品尺寸精度提高；③可以扩大产品规格范围；④降低能耗和成本；⑤减少机架数目，节省投资。22、余热淬火原理：轧件离开终轧机后进入冷却水箱。利用轧件的余热通过快速冷却进行淬火，使钢筋表面具有一定厚度的淬火马氏体，而心部仍为奥氏体，当钢筋离开冷却水箱，缓慢的自然冷却，心部余热向表面扩散，是马氏体自回火。当钢筋在表床上缓慢的自然冷却，心部的奥氏体发生相变，形成铁素体和珠光体或铁素体、奥氏体，进而提高强度与塑性，改善韧性，从而得到良好的综合力学性能。23、余热淬火工艺过程：首先在表面生成一定量的马氏体,然后利用心部余热和相变使轧材表面形成的马氏体自回火，可分为三个阶段：1）表面淬火阶段，钢筋离开精轧机后以终轧温度尽快进入高效冷却装置，进行快速冷却2）自回火阶段，钢筋通过快速冷却装置机后，在空气中冷却3）心部组织转变阶段，在冷床上完成。24、线材生产工艺：（1）坯料：连铸坯为主，初轧坯方坯：120－150mm，坯料长Max:22M检查与清理严格（2）加热和轧制：冷坯加热（连铸坯热装加热）、粗轧、中轧、（线材预精轧）、精轧。（3）冷却和精整：精轧、水冷、吐丝机、散卷控制冷却、集卷、检查、包装。线材控制冷却的优点：1提高了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，使晶粒细化；3减少氧化损失，缩短酸洗时间；4降低线材轧后温度，改善劳动条件；5提高了产品质量，有利于线材二次加工。材控制冷却两个类型珠光体型控制冷却：在冷却过程中使钢材获得索氏体组织。马氏体型控制冷却：通过轧后淬火回火处理，得到中心索氏体，表面是回火马氏体的组织。26、珠光体型控制冷却（弱冷）原理：为了获得有利于拉拔的索氏体组织，线材轧后应由奥氏体化温度急冷至索氏体相变温度下进行等温转变，其组织可得到索氏体组织。27、马氏体型冷却（强冷）原理：线材轧后以很短的时间进行强烈冷却，使线材表面温度急剧降至马氏体开始转变温度以下，使钢的表面层产生马氏体，在线材出冷却段以后，利用中心部分残留的热量以及由相变释放出来的热量使线材表面层的温度上升，达到一个平衡温度，使表面马氏体回火。最终得到中心为索氏体，表面为回火马氏体的组织。28、钢管按生产方法分类：热轧（挤压）、焊接、冷加工。29、冷轧钢管优点：冷加工是获得高精度、高表面光洁度、高性能管材的重要方法，包括有冷轧、冷拔、冷张力减径和冷旋压等。30、热轧无缝管的加工基本工序？（1）穿孔：将实心管坯穿制成空心毛管。（毛管内外表面质量和壁厚不均匀性）（2）轧管：将空心毛管减壁延伸达到成品管所要求的热尺寸和均匀性。主要延伸工序。→荒管。（3）定（减）径。定径：是毛管获得成品管所要求的外径热尺寸和精度，提高管外表质量；减径：大管径减缩到所要求的外径热尺寸和精度；张力减径：在前后张力作用下，减径同时减壁。31、壁厚系数（D／S）:外径与壁厚之比。32、穿孔方法：斜轧穿孔和压力挤孔33、锥辊式穿孔机（菌式）优点：1）锥形辊的直径沿穿孔变形区是逐渐增加的，轧件前进和轧辊配合好，减少滑动，促进纵向延伸，减轻扭转变形和横锻效应，可穿塑性较差的高合金管坯2）主动大导盘，穿孔效率高；3）延伸系数=6；4）咬入条件好5）大送进角，提高生产能力。缺点：更换规格不便。34、穿孔比:空心坯长度与内径比.（毛管长度/内径）35、轧管方法四大类:纵轧、斜轧、周期、顶管。36、连轧管机组按芯棒远动特点分为：全浮动（MM）、半浮动（Neuval）、限动（MPM）芯棒连轧管机。37、限动芯棒连轧管机结构：在轧制过程中芯棒均以设定的恒定速度进行，在轧制快结束时，钢管从脱管机拖出。芯棒由限动机构带动而快速返回。在轧制过程中均以低于第一架金属轧出速度的恒定速度前进，实践证明：芯棒速度应大于第一机架的咬入速度，而低于第一机架的轧出速度。优点（与全浮动相比）①芯棒短，每组芯棒少4～5根；②不需设脱棒机；③无“竹节膨胀”；④尺寸精度高，长度长；⑤延伸系数大m=6～10；⑥力能消耗只是全浮动1/3。缺点:回退芯棒时间长,影响生产率.38、减径机的作用：①无张力减径机：减径、延伸、扩大规格②张力减径机：减径、减壁、大大扩大规格、大延伸、且加大来料的重量、轧制更长的产品。39、张力减径机对前部工序的影响：减少前部工序的变形量；减少前部工序规格数；减少工具储备。41、定形与定心：为保证钢管壁厚均匀，穿孔时必须对准坯料轴心，因此，压力加工前，锭或方坯需定形，斜轧穿孔前圆坯需定心。定形：就是用定形机压缩方坯或锭的角部，使对角线相等。定心：在圆坯的端头轴心位置打一圆孔，确保穿孔时准确对心。42、送进角：轧辊轴线与轧制线在主垂直面上投影的夹角。(轧辊轴线和轧制线两者在包含轧制线并以轧辊调整回转中心到轧制线的垂直距离为法线的平面上投影的夹角。)43、辗轧角：轧辊轴线与轧制线在轧制主平面上的投影的夹角。(轧辊轴线和轧制线两者在包含轧制线和轧辊调整回转中心到轧制线的垂直距离在内的平面上投影的夹角。)44、为什么运动特点螺旋前进？（1）、俩棍同向旋转，（2）、轧辊轴线相对轧制线倾斜一送进角（Ɓ）45、单位螺距：轧件每被加工一次前进的距离（x轴方向）46、滑动系数：变形区金属不可能与接触点等速运动，存在一定相对滑动，用金属运动速度和辊面相应接触点的运动速度比表示滑动系数。47、斜轧轴向滑动系数的提高办法：加大送进角；降低轧辊转速；加大辊径；减小入口辊面对轧制线的张角；降低延伸系数；增加顶头前径缩率；采用顶头润滑剂；以主动旋转导盘代替导板。48、斜轧变形区及其作用（图）①穿孔准备期：实现一次咬入；增加接触面积，增加摩擦力，提高曳入力为二次咬入创造条件；压缩管坯直径；②穿孔区：穿孔；压缩管坯壁厚；扩大内径；二次咬入；延伸。③均整区:均匀壁厚；平整毛管内外表面；④规圆区：规圆毛管。49、单位压下量：轧件螺旋前进，每接触一次承受一次加工变形，命每次加工变形为单位50、孔腔形成：指斜轧（横轧、横锻）实心工件过程中，金属内部产生的纵向内撕裂（或称旋转横锻效应）。51、实际形成孔腔的原因：①外端的影响：②表面变形：52、临界径缩率：斜轧穿孔时刚刚出现撕裂时的压下率。影响因素:送进角、单位压下量、椭圆度。提高临界径缩率的方法：增大送进角；增大单位压下率；增加顶头前伸量，增加轴向阻力；减小椭圆度；减小变形区长度。53、附加变形的4个类型：（1）纵向剪切变形：指内外层金属沿轴向产生附加的相互剪切变形。（2）、横向剪切变形：指内外层金属沿横向产生附加的相互剪切变形。（3）扭转变形：指在变形区中，管坯－毛管各截面间产生相对角位移；（4）塑性弯曲变形：在变形中毛管管壁反复弯曲。54、斜轧穿孔时咬入特点：①轧件必须旋转和前进；②有两次咬入；③实现咬入必需满足纵向力平衡条件和切向力矩平衡条件55、改善第一次咬入条件方法：增加摩擦力；减小轧辊入口锥辊面锥角；增大轧辊直径；增加轧辊数目；轧件与轧辊接触宽度要适当；56、第二次咬入条件57、斜轧穿孔的最佳工艺条件：应使顶头前实际径缩率满足以下条件，做到既顺利咬入，又保证穿孔件不过早出现孔腔：58、斜轧穿孔机轧辊组成及其作用：①曳入锥：咬入管坯，并实现管坯穿孔；②辗轧锥：实现毛管减壁、平整毛管表面、均匀壁厚、规圆毛管；③压缩带：从曳入锥到辗轧锥的过渡作用。59、斜轧穿孔顶头组成及其作用：①鼻尖：穿孔时对准管坯定心孔，防止穿偏、给管坯中心施加一个轴向压力，防止过早形成孔腔；②穿孔锥：穿孔、减壁；③平整段（均壁锥）：均壁、平整毛管内表面；④反锥：防止毛管脱出顶头时产生内滑伤；平衡作用。60、管材纵轧三个类型：空心管轧制(定、减径机）；长芯棒轧制（连轧管机）；短芯头轧制（自动轧管机）。60、管材纵轧变形区:①带顶头－芯棒轧制:减径区:减壁区：②无顶头－芯棒轧制:变形区由两个或三个轧辊孔槽组成，仅有一个减径区(一般减径：张力减径：)61、管材纵轧孔型形状：椭圆孔型、圆孔型（弧边圆、切边圆、正圆孔型）。孔型严密性：椭圆<切边圆<弧边圆<正圆。严密性：指孔型的封闭状态程度.影响孔型严密性的因素①孔型宽高比：即孔型椭圆度系数，宽高比越小，严密性越好。②孔型开口角：开口角角度越小，严密性越好。62、管材纵轧的变形参数:纵向：延伸率;横向：减径率;径向：减壁率.原因：因为管体纵轧有相当一部分压扁存在，所以单纯的“压下”已不能完全反映实际变形，而改用平均直径减缩率表示。孔型的宽度也不取决于金属的宽展，而完全取决于管体的压扁扩展程度。因为这时实际的金属宽展值与压扁的扩展值相比太小了，可以略而不计。所以纵轧的基本变形参数是延伸率、减径率和减壁率。63、轧制直径：轧件出口断面轧槽上某点的线速度与轧件出口速度相等，该点称为中性点。中性点对应的轧辊直径叫轧制直径。影响轧制直径的因素：轧件的相对壁厚；辊径大小；孔型的宽高比；顶头或芯棒的形状和使用方法；工具接触表面的摩擦系数；变形区的前后张力；变形程度；沿孔型宽度的均匀性。64、条件滑动系数：轧件出口速度与轧槽的平均切线速度之比。65动态张力系数：衡量机架间秒流量不等的程度的系数66、浮动芯棒连轧管机的毛管“竹节鼓胀”定义：浮动芯棒连续轧管机轧制的毛管首尾，无论是直径、壁厚还是横截面积都偏大，形状类似竹节，叫竹节性鼓胀现象。产生原因：产生在轧件逐渐充满连轧机组和最后逐渐离开连轧机组的过程中，此时变形条件不稳定，尺寸波动较大。（芯