2025年高级轧钢工技师知识考试题库(附含答案)

2025年高级轧钢工技师知识考试题库(附含答案)一、选择题1.金属在热加工时，其塑性（），变形抗力（）。A.提高，降低B.降低，提高C.不变，不变答案：A。热加工时，金属原子的活动能力增强，位错运动更容易进行，使得金属的塑性提高；同时，由于温度升高，金属的变形抗力降低。2.钢中加入合金元素锰（Mn）主要作用是（）。A.提高钢的强度B.提高钢的韧性C.提高钢的淬透性答案：C。锰能扩大奥氏体区，降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性；同时也能在一定程度上提高钢的强度和韧性，但提高淬透性是其主要作用。3.轧制过程中，轧件的宽展量与轧辊直径（）。A.成正比B.成反比C.无关答案：A。根据宽展公式，在其他条件一定时，轧辊直径越大，轧件与轧辊的接触弧长度增加，金属横向流动的可能性增大，宽展量也就越大，所以宽展量与轧辊直径成正比。4.板带钢轧制过程中，出现边浪的原因可能是（）。A.中部压下量过大B.边部压下量过大C.轧制速度过快答案：B。当边部压下量过大时，边部金属的延伸比中部大，就会导致边浪的产生；中部压下量过大会产生中浪；轧制速度过快一般不会直接导致边浪。5.连铸坯的柱状晶组织越发达，其（）性能越差。A.塑性B.强度C.韧性答案：C。连铸坯的柱状晶组织比较粗大，晶界处杂质和缺陷相对较多，在受力时裂纹容易沿晶界扩展，导致其韧性变差。6.控制轧制中，为了细化晶粒，终轧温度一般应控制在（）。A.奥氏体再结晶区B.奥氏体未再结晶区C.两相区答案：B。在奥氏体未再结晶区轧制，变形后的奥氏体晶粒被拉长，内部产生大量的变形带和位错，随后冷却时，这些变形带和位错成为新相形核的核心，从而细化晶粒。在奥氏体再结晶区轧制，晶粒会发生再结晶长大；在两相区轧制主要是通过控制铁素体和奥氏体的比例来改善性能，但细化晶粒效果不如在奥氏体未再结晶区。7.轧机的刚度系数越大，表明轧机抵抗（）的能力越强。A.弹性变形B.塑性变形C.热变形答案：A。轧机的刚度系数是指轧机产生单位弹性变形所需的轧制力。刚度系数越大，说明在相同轧制力作用下，轧机的弹性变形越小，即轧机抵抗弹性变形的能力越强。8.钢材的表面质量缺陷“麻点”主要是由于（）造成的。A.轧辊表面粗糙B.轧制温度过高C.钢坯表面有裂纹答案：A。轧辊表面粗糙时，在轧制过程中会将粗糙的痕迹复制到钢材表面，形成麻点；轧制温度过高可能会导致钢材过热、过烧等问题，但一般不会直接形成麻点；钢坯表面有裂纹会在轧制后形成裂纹状缺陷，而不是麻点。9.轧制压力的大小与轧件的（）有关。A.宽度B.长度C.厚度答案：A。轧制压力的计算公式中包含轧件的宽度，在其他条件相同的情况下，轧件宽度越大，轧制压力越大；轧件的长度对轧制压力影响较小；轧件厚度主要影响变形程度，间接影响轧制压力，但不如宽度影响直接。10.金属的可锻性是指金属在压力加工时，能改变形状而不产生裂纹的性能，它取决于金属的（）。A.化学成分和组织B.硬度和韧性C.强度和塑性答案：A。金属的化学成分和组织对其可锻性有决定性影响。例如，纯金属的可锻性一般比合金好；单相组织的可锻性比多相组织好。硬度、韧性、强度和塑性等性能都是由化学成分和组织决定的，它们是可锻性的外在表现，而不是决定可锻性的根本因素。二、判断题1.热加工和冷加工是以再结晶温度为界限的。（）答案：正确。金属在再结晶温度以上进行的加工称为热加工，在再结晶温度以下进行的加工称为冷加工。热加工过程中，变形金属会同时发生加工硬化和再结晶软化；冷加工过程中，只有加工硬化现象。2.钢中的硫元素是有益元素，能提高钢的切削性能。（）答案：错误。硫在钢中一般是有害元素。硫与铁形成FeS，FeS与铁形成低熔点共晶体，分布在晶界上，在热加工时容易导致热脆现象，降低钢的热加工性能。虽然一定含量的硫在某些情况下可以改善钢的切削性能，但总体来说，硫对钢的性能危害较大。3.轧制过程中，轧件的延伸量与压下量成正比。（）答案：正确。根据体积不变定律，在轧制过程中，轧件的体积保持不变。压下量增大时，轧件的高度减小，为了保持体积不变，轧件的长度就会增加，即延伸量增大，所以轧件的延伸量与压下量成正比。4.板带钢的凸度是指板带钢中部厚度与边部厚度之差。（）答案：正确。板带钢的凸度是衡量板带钢横向厚度均匀性的一个重要指标，它反映了板带钢中部和边部厚度的差异。5.连铸坯的中心疏松和缩孔缺陷可以通过轧制完全消除。（）答案：错误。轧制可以在一定程度上改善连铸坯的中心疏松和缩孔缺陷，但不能完全消除。对于严重的中心疏松和缩孔，即使经过轧制，仍可能在钢材中留下残余缺陷，影响钢材的质量。6.控制冷却的目的是为了获得良好的组织和性能。（）答案：正确。控制冷却通过控制钢材轧后的冷却速度、冷却时间等参数，使钢材获得不同的组织转变，从而改善钢材的强度、韧性、硬度等性能。7.轧机的轧制力越大，轧机的产量就越高。（）答案：错误。轧机的产量不仅与轧制力有关，还与轧制速度、轧制节奏、轧件尺寸等因素有关。轧制力过大可能会导致设备负荷增加、能耗增大，甚至影响设备的使用寿命，不一定能提高产量。8.钢材的表面脱碳会降低钢材的硬度和耐磨性。（）答案：正确。钢材表面脱碳是指钢材表面的碳元素在高温下与周围介质发生反应而被烧掉的现象。碳是提高钢材硬度和耐磨性的重要元素，表面脱碳后，表面碳含量降低，导致钢材的硬度和耐磨性下降。9.金属的变形抗力越大，其塑性就越差。（）答案：错误。变形抗力和塑性是两个不同的概念。变形抗力是指金属在变形过程中抵抗变形的能力；塑性是指金属在受力时产生塑性变形而不破坏的能力。一般来说，金属的变形抗力与化学成分、组织结构、变形温度、变形速度等因素有关，而塑性主要取决于金属的原子结构、晶体结构和组织状态等。有些金属可能变形抗力较大，但塑性并不一定差。10.轧制过程中，张力的作用可以降低轧制压力。（）答案：正确。在轧制过程中，施加张力可以使金属内部的应力状态发生改变，减小金属的变形抗力，从而降低轧制压力。同时，张力还可以改善板形、提高轧制的稳定性。三、简答题1.简述控制轧制的优点。控制轧制是指在热轧过程中，通过对金属加热制度、变形制度和冷却制度的合理控制，使热塑性变形与固态相变结合，以获得细小晶粒组织，从而提高钢材的强度、韧性等综合性能的轧制方法。其优点主要有以下几点：-提高钢材性能：通过细化晶粒，显著提高钢材的强度和韧性。细化的晶粒可以增加晶界面积，晶界能够阻碍位错运动，从而提高钢材的强度；同时，晶界对裂纹扩展有阻碍作用，使钢材的韧性得到改善。-节约合金元素：利用控制轧制可以在不添加或少添加合金元素的情况下，达到甚至超过添加合金元素的钢材性能。这样可以降低钢材的生产成本，减少对稀缺合金资源的依赖。-简化生产工艺：控制轧制可以替代一些传统的热处理工艺，如正火、调质等。通过轧制过程中的控制冷却，直接获得所需的组织和性能，缩短了生产周期，提高了生产效率。-改善钢材的焊接性能：细小的晶粒组织可以降低钢材的焊接热影响区的硬度和脆性，减少焊接裂纹的产生，提高钢材的焊接质量。2.分析板带钢轧制过程中出现中浪的原因及解决措施。原因-辊型不合理：如果轧辊的凸度太大，中部的压下量相对边部就会过大，导致中部金属的延伸比边部大，从而产生中浪。-轧制力分布不均：在轧制过程中，由于轧机的机械结构、液压系统等原因，可能导致轧制力在横向分布不均匀，中部轧制力过大，造成中浪。-轧制温度不均：板带钢中部和边部的温度差异过大，中部温度高，金属的变形抗力小，延伸率大，容易产生中浪。解决措施-调整辊型：根据板带钢的规格和轧制工艺要求，合理选择轧辊的凸度。可以采用磨辊技术，精确控制轧辊的辊型曲线，使轧制过程中轧件的横向变形均匀。-优化轧制力分布：检查轧机的机械结构和液压系统，确保轧制力在横向均匀分布。可以通过调整轧机的压下装置、液压平衡系统等，来改善轧制力的分布情况。-控制轧制温度：采用有效的加热和冷却措施，保证板带钢中部和边部的温度均匀。例如，在加热炉中采用合理的加热制度，在轧制过程中采用边部加热或喷水冷却等方式，减小温度差异。3.简述连铸坯质量对轧制生产的影响。连铸坯质量的好坏直接影响到轧制生产的顺利进行和钢材的最终质量，主要体现在以下几个方面：-表面质量：连铸坯表面存在裂纹、夹渣、气孔等缺陷时，在轧制过程中这些缺陷会进一步扩展和恶化，导致钢材表面出现裂纹、麻点、结疤等质量问题，降低钢材的表面质量和外观质量。-内部质量：连铸坯的内部缺陷如中心疏松、缩孔、偏析等，会影响钢材的力学性能和内部组织均匀性。中心疏松和缩孔在轧制过程中可能无法完全消除，会导致钢材的强度和韧性下降；偏析会使钢材不同部位的化学成分和组织性能不一致，影响钢材的使用性能。-形状尺寸：连铸坯的形状尺寸偏差过大，如边长偏差、对角线偏差、厚度偏差等，会给轧制过程带来困难。可能导致轧制过程中轧件跑偏、卡钢等事故，影响轧制的稳定性和生产效率；同时，也会影响钢材的最终尺寸精度。-温度均匀性：连铸坯的温度不均匀会导致轧制过程中金属的变形抗力不一致，从而影响轧制力的分布和轧件的变形均匀性。温度低的部位变形抗力大，容易出现轧制缺陷；温度高的部位变形抗力小，可能导致过度变形。4.说明轧制过程中张力的作用。在轧制过程中，张力具有以下重要作用：-降低轧制压力：张力可以使金属内部的应力状态发生改变，减小金属的变形抗力。当施加张力时，金属在轧制方向上受到拉力作用，相当于减小了轧制力的有效作用，从而降低了轧制压力。这有助于减少轧机的负荷，提高设备的使用寿命，同时也可以降低能耗。-改善板形：合理的张力分布可以调整板带钢的横向应力分布，使板带钢在轧制过程中保持良好的板形。例如，通过调整边部和中部的张力大小，可以抑制边浪或中浪的产生，提高板带钢的平整度。-稳定轧制过程：张力可以使轧件在轧制过程中保持稳定的运行状态，防止轧件跑偏和抖动。它能够增强轧件与轧辊之间的摩擦力，使轧件更好地跟随轧辊运动，提高轧制的稳定性和生产效率。-细化晶粒：张力作用下的轧制可以促进金属的动态再结晶过程，使晶粒得到细化。细化的晶粒可以提高钢材的强度和韧性等性能。5.分析钢材表面产生裂纹的原因及预防措施。原因-钢坯质量问题：钢坯本身存在裂纹、皮下气泡等缺陷，在轧制过程中这些缺陷会进一步扩展，导致钢材表面出现裂纹。-轧制工艺不当：轧制温度过低，金属的塑性变差，变形抗力增大，容易产生裂纹；轧制速度过快，可能导致金属来不及充分变形，产生应力集中，引发裂纹；压下量过大，也会使金属内部应力过大，产生裂纹。-轧辊表面缺陷：轧辊表面存在裂纹、磨损等缺陷，在轧制过程中会将这些缺陷复制到钢材表面，形成裂纹。-冷却不当：钢材轧后冷却速度过快，会使表面和内部产生较大的温差，导致热应力过大，从而产生裂纹。预防措施-严格控制钢坯质量：加强对钢坯的检验，避免有缺陷的钢坯进入轧制工序。对钢坯进行适当的预处理，如表面清理、探伤等，消除潜在的缺陷。-优化轧制工艺：合理控制轧制温度、轧制速度和压下量。根据钢材的材质和规格，制定合适的轧制工艺参数，确保金属在良好的塑性状态下进行轧制。-保证轧辊质量：定期检查和维护轧辊，及时修复或更换有缺陷的轧辊。采用优质的轧辊材料，提高轧辊的表面质量和耐磨性。-合理控制冷却制度：根据钢材的种类和规格，制定合理的冷却制度。采用缓冷、分段冷却等方式，减小钢材表面和内部的温差，降低热应力。四、计算题1.已知某轧机的轧辊直径为φ800mm，轧件的原始厚度为H=30mm，轧后厚度为h=20mm，计算该道次的压下率和延伸系数。-压下率计算：压下率计算公式为：\(\varepsilon=\frac{H-h}{H}\times100\%\)将\(H=30mm\)，\(h=20mm\)代入公式可得：\(\varepsilon=\frac{30-20}{30}\times100\%=\frac{10}{30}\times100\%\approx33.3\%\)-延伸系数计算：根据体积不变定律\(H\timesB\timesL=h\timesb\timesl\)（假设宽度不变\(B=b\)），延伸系数\(\mu=\frac{l}{L}\)，又因为\(\mu=\frac{H}{h}\)将\(H=30mm\)，\(h=20mm\)代入可得：\(\mu=\frac{30}{20}=1.5\)2.某轧机轧制力为\(P=5000kN\)，轧机的刚度系数\(K=1000kN/mm\)，求轧机的弹性变形量\(\DeltaS\)。根据轧机刚度系数的定义\(K=\frac{P}{\DeltaS}\)，可得弹性变形量\(\DeltaS=\frac{P}{K}\)将\(P=5000kN\)，\(K=1000kN/mm\)代入公式可得：\(\DeltaS=\frac{5000}{1000}=5mm\)3.已知某板带钢的宽度\(B=1200mm\)，轧制前厚度\(H=40mm\)，轧制后厚度\(h=30mm\)，宽展量\(\Deltab=10mm\)，求该板带钢的延伸系数和宽展率。-延伸系数计算：根据体积不变定律\(H\timesB\timesL=h\times(B+\Deltab)\timesl\)，延伸系数\(\mu=\frac{l}{L}\)，又因为\(\mu=\frac{H\timesB}{h\times(B+\Deltab)}\)将\(H=40mm\)，\(B=1200mm\)，\(h=30mm\)，\(\Deltab=10mm\)代入可得：\(\mu=\frac{40\times1200}{30\times(1200+10)}=\frac{48000}{30\times1210}=\frac{48000}{36300}\approx1.32\)-宽展率计算：宽展率计算公式为：\(\beta=\frac{\Deltab}{B}\times100\%\)将\(B=1200mm\)，\(\Deltab=10mm\)代入公式可得：\(\beta=\frac{10}{1200}\times100\%\approx0.83\%\)五、论述题1.论述提高钢材强度和韧性的途径及原理。提高钢材强度的途径及原理-细晶强化：通过细化晶粒可以提高钢材的强度。原理是晶界能够阻碍位错的运动，晶粒越细小，晶界面积越大，位错运动的阻力就越大，从而提高了钢材的强度。例如，在控制轧制过程中，通过在奥氏体未再结晶区轧制和控制冷却速度，可以使奥氏体晶粒细化，随后在相变过程中得到细小的铁素体和珠光体组织，显著提高钢材的强度。-固溶强化：向钢中加入合金元素，使合金元素溶解在铁素体中形成固溶体，从而提高钢材的强度。合金元素的原子半径与铁原子不同，会引起晶格畸变，阻碍位错的运动，增加变形抗力，提高强度。如钢中加入锰、硅等元素，能起到固溶强化的作用。-沉淀强化：在钢中形成细小弥散的第二相粒子，这些粒子可以阻碍位错的运动，提高钢材的强度。例如，在微合金钢中加入铌、钒、钛等微合金元素，在轧制和冷却过程中，这些元素会形成碳化物、氮化物等细小的析出相，钉扎位错，提高钢材的强度。-加工硬化：通过冷加工使钢材产生塑性变形，位错密度增加，位错之间相互作用和缠结，阻碍位错的进一步运动，从而提高钢材的强度。但加工硬化会使钢材的塑性降低。提高钢材韧性的途径及原理-细化晶粒：细化晶粒不仅可以提高钢材的强度，还能提高韧性。细小的晶粒可以使裂纹扩展路径更加曲折，增加裂纹扩展的阻力，同时晶界能够吸收和分散能量，使裂纹不易扩展，从而提高钢材的韧性。-控制化学成分：降低钢中的有害元素含量，如硫、磷等，这些元素会降低钢材的韧性，形成脆性相。同时，适当加入一些有益元素，如镍、钼等，可以提高钢材的韧性。镍可以降低钢的韧脆转变温度，提高低温韧性；钼可以细化晶粒，改善钢材的韧性。-改善组织形态：获得均匀细小的组织可以提高钢材的韧性。例如，通过控制轧制和控制冷却，使钢材获得贝氏体组织或细小的铁素体-珠光体组织，这些组织具有良好的韧性。-消除残余应力：残余应力会降低钢材的韧性，容易导致裂纹的产生和扩