《材料成型工艺学》复习题

1.咬入:依靠回转的轧根和轧件之间的摩擦力,轧辐将轧件拖入轧辐之间的现象.

改善咬入条件的途径：①降低a：（1）增加轧馄直径D,（2）降低压下量AH实

际生产：（1）小头进钢，（2）强迫咬入；②提高8:（1）改变轧件或轧辐的表面状

态，以提高摩擦角；（2）清除炉生氧化铁皮；（3）合理的调节轧制速度，低速咬入,

高速轧制.

2.宽展：高向压缩下来的金属沿着横向移动引起的轧件宽度的变化成为宽展.

3.宽展分类：①自由宽展：在横向变形过程中，除受接触摩擦影响外，不受任

何其它任何阻碍和限制。②限制宽展：在横向变形过程中，除受接触摩擦影

响外，还受到孔型侧壁的阻碍作用，破坏了自由流动条件，此时宽展称为限

制宽展。③强迫宽展：在横向变形过程中，质点横向移动时，不仅不受任何

阻碍，还受到强烈的推动作用，使轧件宽展产生附加增长，此时的宽展弥为

强迫宽展。

4.影响宽展的因素：实质因素：高向移动体积和变形区内轧件变形纵横阻力比；

基本因素：变形区形状和轧辐形状。工艺因素：①相对压下量：相对压下量

越大，宽展越大。②轧制道次：道次越多，宽展越小；单道次1/b较大，宽展

大，多道次I/b较小，宽展小;③轧辐直径：轧辐直径增加，宽展增加;摩擦系

数；④摩擦系数的增加，宽展增加（轧制温度、轧制速度、轧辐材质和表面

状态，轧件的化学成分）.⑤轧件宽度的影响：假设变形区长度1一定:随轧

件宽度增加，宽展先增加后逐渐减小，最后趋于不变。

5.前滑：轧件出口速度外大于轧辐在该处的线速度v,即5>v的现象称为前

滑现象。后滑：轧件进入轧辑的速度。小于轧馄该处线速度的水平分量V-的

现象。前滑值：轧件出口速度vh与对应点的牝辐圆周速度的线速度之差与轧

辐圆周速度的线速度之比值称为前滑值。后滑值：后滑值是指轧件入口断面

轧件的速度与轧辐在该点处圆周速度的水平分量之差同轧辐圆周速度水平分

量的比值。

6.影响前滑的因素：①压下率：前滑随压下率的增加而增加;②轧件厚度：轧

后轧件厚度方减小，前滑增加;③轧件宽度：轧件宽度小于40mm时，随宽度

增加前滑亦增加；但轧件宽度大于40mm时，宽度再增加时，其前滑值则为一

定值;④轧辐直径：前滑值随辐径增加而增加:⑤摩擦系数：摩擦系数/.越大,

其前滑值越大;⑥张力：前张力增加前滑，后张力减小前滑.

7.轧制生产工艺：由锭或坯轧制成符合技术要求的轧件的一系列加工工序组合。

8.金属与合金的加工特性：1）塑性：纯金属》单相》多相，同时和组织性能有关；

根据塑性可确定合理的加工温度范围；2）变形抗力：有色金属〈钢；碳钢<

合金钢；碳化物形成元素强化效果大；3）导热系数：合金钢〈碳钢；温度升

高而增大但碳钢800C以下随温度升高而降低;加热或冷却工艺4）摩擦系数：

合金钢》碳钢，Cr、Al、Si使氧化皮变粘，摩擦系数增加；影响轧制过程宽

展；5）相图状态：影响到组织结构，无相变钢不能用淬火方式强化；相图形

态是制定某钢种生产工艺过程及规程的基砒I。6）淬硬性：裂纹敏感性7）

对某些缺陷的敏感性：碳钢比合金钢更容易过热，高碳钢易脱碳。

9.连铸坯热送热装和直接轧制工艺主要优点：①利用铸坯冶金热能，节约能源

消耗；②提高成材率，节约金属消耗：一烧损减少；③简化生产工艺流程，

节约投资及生产费用：设备及厂房投资、生产维护；④生产周期大大缩；⑤

提高产品质量：加热时间缩短、碳氮化物固溶利于组织控轧及性能提高。

10.连铸坯热送热装和直接轧制工艺关键技术：高温无缺陷铸坯生产技术；铸坯

温度保证与输送技术；自由程序轧制技术；生产计划管理技术；保证工艺行

设备可靠性的技术等。

11.加热目的：提高钢的塑性，降低变形抗力及改善金属内部组织和性能，便于

轧制加工。

12.过热：加热温度偏高，时间偏长，会使奥氏体晶粒过分长大，引起晶粒之间

的结合力减弱，钢的机械性能变坏而产生的缺陷。（热处理方式消除缺陷）

13.过烧：加热温度过高或在高温时间过长，晶粒边界发生氧化或熔化，在轧制

时金属经受不住变形，发生碎裂或崩裂。（无法补救，报废）

14.脱碳：加热时钢的表层含碳量被氧化而减少的现象。

15.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..

16.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

17.型材轧制的咬入条件：（1）轧件与孔型顶部先接触（即与平轴轧制相类似）：咬

入角Q＜摩擦角B;（2）轧件与孑L型侧壁先接触：•一之山①

当8=90°时，B二a,即与平辐上轧制矩形轧件时的咬入条件相同；②ev

90。时，极限咬入角增大了1/sin。倍，0越小对咬入越有利；

18.型材轧机分类：①一般用轧辑名义直径（或传动轧程的人字齿轮节圆直径）

命名;②若干架轧机通常以最后一架精轧机的轧辑名义直径作为轧钢机的标

称。

19.型材轧机的典型布置形式：1）横列式：大多数轧机用一台交流电动机同时传

动数架三辐式轧机，在一列轧机上进行多道次轧制，变形灵活、适应性强、品

种范围广、控制操作容易。设备简单、造价低、建厂快等优点。缺点为产品

尺寸精度不高，品种规格受限制，轧件需要横移和翻钢，所以长度受限制，间

隙时间过长，轧件温降大，因而轧件长度和壁厚均受限制，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

20.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，增设一架四辐精轧机,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.

21.H型钢孔型设计特点：（1）二辑式轧机开坯时的孔型设计与工字钢孔型设计

相同；（2）万能轧机孔型设计，包括辐型设计和压下规程设计：①辑型设计：

a水平辐直径与立辑直径的选择：H型钢边宽b越大，水平辐越大；立轻直

径取决于轧辐强度；b水平短与立辑辐身长度设计：水平辐转身取决于所轧

产品腰高，立辐限身取决于产品变宽°c水平辐侧面锥度和立根根面锥度确

定：锥度抑制，成品孔型约约0—15',成品前的万能孔型约4。一8°②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。③“对称轧

制原则”：使轧件的断面对称轴和轧辑孔型的对称轴一致。

22.万能孔型轧制凸缘型钢的优点：（1）立辐直接压下，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

或少用异形坏，减少总道次数。（3）改变混缝，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）孔型中的辐面线速度

差小，轧辐的磨损较小并且均匀。另外轧辐的几何形状简单，容易使用具有

高耐磨性能的轧辑。轧辐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。

23.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辐轧板。

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，立掘先

接触轧件。⑤轧制后边端不齐，外侧宽展大。

24.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轧边端时轧件与轧辐的接触面

很窄，压下量小，接触面积很小，在万能一轧边端往复可逆轧制时存在着张

力饱和现象。

25.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。

26.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

种成分的坏料来牛产不同性能的产品，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J。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。

27.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，。

28.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，在一个换辐周期内，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机④对导卫和

孔型无冲击，不缠琨；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。

29.切分轧制技术：指在型钢轧机上利用特殊轧轮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、辑切法和圆盘剪切法。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。

30.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决速

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。

31.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。

32.珠光体型控制冷却（弱冷）：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。

33.马氏体型冷却（强冷）：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。

34.板带材技术要求：尺寸精确板形好，表面光洁性能高。

35.试着从围绕降低外阻的角度分析板带轧机的演变和发展：通常降低外阻的主

要技术措施就是减小工作辐直径，采取优质轧制润滑和采取张力轧制以及减

小应力状态影响系数。其中最主要最活跃的是减小工作辐直径，由此而出现

了从二辐到多根的各种形式的板、带轧机,。板带牛产最初都是采用的二粒轧

机，为了能以较少的道次轧制更薄更宽的钢板，必须加大轧辑的直径，才能

有足够的强度和刚度去承受更大的压力，但这样使轧制压力急剧增大，从而

使轧机弹性变形增大。为了解决这个矛盾就出现了三辑劳特轧机和四辑轧机,

它采用了小直径的工作辐以降低压力和增加延伸，采取大直径的支承辑以提

高轧机的刚度和强度。但是四辐轧机的工作里不能太小，因为当直径小到一

定程度时，其水平方向的刚度不足，轧辐会产生水平弯曲，使板形和尺寸精

度变坏，甚至使轧制工程无法进行，为了更进一步的减小工作较直径，随后

又出现了12,20辑的轧机。在轧制技术上出现了不对称轧机和异步轧机。热

轧润滑的发展降低了外摩擦的影响

36.平面形状控制轧法（MAS轧制法、狗骨头轧制DBR）：根据每种尺寸的钢板,

在终轧后桶形平面形状的变化量，计算出粗轧阶段坯料厚度的变化量，以求

最终轧出的钢板的平面形状矩形化。

37.整形MAS轧制法：轧制过程中为了控制切边损失，在整形轧制的最后•道中

通过抬、压水平辐沿轧制方向给予预定的厚度变化，然后转钢横轧，利用宽

展不均匀延伸，减少横轧时的平面桶形，最终纵轧时便可以使平面板型矩形

化，得到侧面平整的矩形"

38.宽展MAS轧制法：轧制过程中为了控制头尾切损，在展宽轧制（横轧）的最

后道次上沿轧制方向对未来的延伸面给予预定的厚度变化，旋转90度后进行

延伸轧制，就可以控制头尾切损。

39.热装：将连铸坯或初轧坯在热状态下装入加热炉，热装温度越高，则节能越

多。热装对板坯的温度要求不如直接轧制严格。直接轧制：板坯在连铸或初

轧之后，不再入加热炉加热而只略经边部补偿加热，即直接进行的轧制。

40.Encopanels保温罩的应用效果：1）降低出炉温度75℃,成材率提高0.15%,

节约燃料14%；2）增加生产品种，如不锈钢等;3）可轧温度范围扩大了35%,

尾部轧制温度可提高近100℃,首尾温差几乎完全消除;4）厚度规格减薄35%,

厚度精度提高，可扎出更宽更薄，重量更大的板卷；5）带坏在中间短道停留

达8min仍保持可轧温度，便于处理事故，减少废品及提高产品质量。

41.热卷取箱的主要作用：（1）保温：当坯厚为25mm时一般温降速率可达100℃

/min,而采用热卷箱时则只有3.6℃/min；（2）均温：带坯头尾交换，使尾

部处于板卷中心，可保持儿乎恒定的温度分布；（3）提高成材率：可使处理事

故时间增长到8〜9min,并可增大卷重；（4）改善产品质量，扩大可轧品种范

围；（5）可缩短车间长度，节省输送辑道，减少投资等。效果：降低开轧温

度，精轧机组不用升速轧制，降低电能约10%,降低精轧机组功率约15%,大

大减少了设备投资。

42.无头轧制：将粗轧后的中间坯进行热卷、开卷、剪切头尾、焊接及刮削毛刺，

然后进行精轧，精轧后再经飞剪切断最后卷取。优点：1）不受传统轧法速

度限制，牛产率提高15%,成材率提高0.5%〜1.0%：2）无穿带、甩尾、漂浮

等问题，带钢运行稳定；3）有利于润滑轧制、大压下量轧制及进行强力冷却；

4）减少轧辑冲击和粘车昆，延长轧短寿命。

43.热连轧使用活套支持器的作用：①缓冲金属流量变化，给控制调整以时'日J,

并防止成叠进钢造成事故；②调节各架速度以保持连轧常数；③保持恒定的

小张力，防止因张力过大引起带钢拉缩；④最