2025年金属轧制工特殊工艺考核试卷及答案

2025年金属轧制工特殊工艺考核试卷及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.异步轧制过程中，上下工作辊线速度差的主要作用是（）A.降低轧制力B.提高轧制温度C.增加轧件宽度D.减少边部减薄答案：A2.温轧工艺中，中碳钢（含碳量0.3%）的合理开轧温度范围通常为（）A.300-400℃B.500-650℃C.750-850℃D.900-1000℃答案：B3.多辊轧机（如20辊森吉米尔轧机）的核心设计目的是（）A.提高轧制速度B.减小工作辊直径C.增加支撑辊数量D.简化辊系调整答案：B4.张力轧制时，前张力与后张力的差值对板形的影响表现为（）A.前张力大于后张力时易产生边浪B.后张力大于前张力时易产生中浪C.张力差过大易导致纵向厚度不均D.张力差过小会增大轧制力矩答案：C5.在线固溶热处理与离线热处理相比，关键优势在于（）A.设备投资更低B.温度控制精度更高C.可实现轧制-热处理连续化D.适用于厚规格产品答案：C6.双辊铸轧铝带坯时，铸轧区长度主要由（）决定A.铸辊直径与浇铸速度B.铝合金成分与厚度C.冷却水量与辊面粗糙度D.前箱温度与铸嘴间隙答案：A7.不锈钢冷轧过程中，采用乳化液润滑的主要目的是（）A.提高表面光洁度B.降低轧制温度C.增加摩擦系数D.减少辊耗答案：A8.异步轧制的速比（上辊速度/下辊速度）通常控制在（）A.0.8-0.95B.1.0-1.05C.1.1-1.3D.1.5-2.0答案：C9.温轧工艺中，若轧件温降过快，可能导致的主要问题是（）A.氧化铁皮增厚B.轧制力异常升高C.宽展量过大D.表面出现麻点答案：B10.多辊轧机轧制极薄带材（厚度＜0.05mm）时，最关键的工艺控制参数是（）A.轧制速度B.辊缝形状C.张力制度D.润滑介质答案：C二、判断题（每题2分，共20分。正确打“√”，错误打“×”）1.异步轧制会导致轧件产生附加剪切变形，因此不利于提高产品精度（）答案：×（异步轧制通过剪切变形降低轧制力，可提高薄带轧制精度）2.温轧的温度范围需避开金属的蓝脆区（400-500℃），防止塑性下降（）答案：√3.张力轧制时，增大后张力会使前滑值减小，轧制力矩降低（）答案：√4.20辊轧机的中间辊既起支撑作用又可轴向移动，用于板形控制（）答案：√5.双辊铸轧的铸轧速度越高，铸坯内部组织越致密（）答案：×（速度过高会导致冷却不足，组织疏松）6.在线淬火工艺要求轧件终轧温度高于奥氏体化温度（）答案：√7.不锈钢冷轧时，乳化液浓度过高会导致润滑不足，增加辊面磨损（）答案：×（浓度过高会降低冷却效果，浓度过低才会润滑不足）8.异步轧制的速比越大，轧制力降低效果越显著，但易引发轧件跑偏（）答案：√9.温轧过程中，轧件表面氧化铁皮厚度与轧制温度呈线性正相关（）答案：×（氧化速率随温度升高呈指数增长，非简单线性）10.多辊轧机轧制极薄带时，工作辊直径越小，越有利于减小轧制力（）答案：√三、简答题（每题8分，共40分）1.简述异步轧制的主要工艺特点及其适用场景。答案：异步轧制特点：上下工作辊线速度不同，产生附加剪切变形；降低轧制力和能耗；改善金属流动性。适用场景：超薄带材轧制（如0.01-0.1mm铝箔、不锈钢箔）；难变形材料（如钛合金、高合金钢）的薄规格加工；需要控制板形的精密轧制。2.温轧工艺中，如何确定合理的开轧温度和终轧温度？需考虑哪些关键因素？答案：确定原则：开轧温度应高于金属的回复温度，低于再结晶温度（避免完全再结晶导致晶粒粗大）；终轧温度需保证足够塑性，避免轧制力剧增。关键因素：金属的化学成分（如碳含量、合金元素）；目标厚度与变形量；设备能力（轧机功率、冷却系统）；后续加工要求（如冷轧前的组织状态）。3.张力轧制对轧件的力学行为有哪些影响？列举3项主要作用。答案：主要作用：①降低轧制力（张力使金属内部应力状态改变，等效变形抗力减小）；②改善板形（通过调整前后张力分布抑制边浪、中浪）；③稳定轧制过程（张力可抵消轧件跑偏趋势，减少甩尾、叠轧）；④控制带材厚度（张力变化影响前滑值，间接调控出口厚度）。4.多辊轧机（如20辊）的辊系配置有何特点？说明其对轧制极薄带的意义。答案：辊系特点：采用“工作辊-中间辊-支撑辊”多层嵌套结构，工作辊直径极小（通常≤20mm）；中间辊可轴向移动或弯辊，用于板形调控；支撑辊数量多（如20辊轧机含4组支撑辊），提高刚度。意义：小直径工作辊可显著降低轧制力，突破常规轧机的厚度极限；多层支撑结构提高辊系刚度，防止工作辊挠曲，保证极薄带的厚度均匀性；中间辊调控功能可补偿薄带轧制时的板形缺陷。5.双辊铸轧铝带坯时，铸轧区冷却强度对产品质量的影响机制是什么？如何控制？答案：影响机制：冷却强度过低（如辊面水量不足）→铸坯凝固速度慢→晶粒粗大→力学性能下降；冷却强度过高（水量过大）→表面急冷形成冷隔、裂纹→铸坯表面质量恶化。控制方法：根据铸轧速度调整冷却水量（速度↑则水量↑）；优化辊面冷却水分布（均匀覆盖铸轧区）；定期清理辊面水垢，保证热传导效率；监测铸辊温度（出口侧温度控制在80-120℃），避免局部过热或过冷。四、计算题（每题10分，共20分）1.某异步轧机上工作辊直径φ150mm，转速200r/min；下工作辊直径φ160mm，转速180r/min。计算该轧机的速比，并判断是否符合常规异步轧制范围（常规速比1.1-1.3）。解：上辊线速度v上=πD上n上/60=3.14×150×200/60=1570mm/s下辊线速度v下=πD下n下/60=3.14×160×180/60=1507.2mm/s速比=v上/v下=1570/1507.2≈1.04结论：计算速比1.04，略低于常规范围（1.1-1.3），需调整上下辊转速或直径以增大速比。2.某厂采用温轧工艺生产304不锈钢带，初始厚度8mm，终轧厚度2mm，开轧温度600℃，轧制道次4道，平均道次压下率35%。已知不锈钢温轧时的温降系数为0.5℃/(s·mm)（与轧件厚度成反比），轧制节奏时间（每道次时间）为12s。计算终轧温度（忽略变形热影响）。解：平均轧件厚度h平均=(初始厚度+终轧厚度)/2=(8+2)/2=5mm总温降=温降系数×总时间×(1/h平均)×总道次？更正：温降公式通常为ΔT=K×t×(1/h)，其中K为温降系数，t为时间，h为当前厚度。但更准确的计算需逐道次计算：第1道次：入口厚度8mm，出口厚度8×(1-0.35)=5.2mm，时间12s温降ΔT1=0.5×12×(1/8)=0.75℃第2道次：入口厚度5.2mm，出口厚度5.2×0.65=3.38mm，时间12s温降ΔT2=0.5×12×(1/5.2)≈1.15℃第3道次：入口厚度3.38mm，出口厚度3.38×0.65≈2.197mm，时间12s温降ΔT3=0.5×12×(1/3.38)≈1.78℃第4道次：入口厚度2.197mm，出口厚度2mm（实际压下率≈9%，题目假设平均35%可能为简化）温降ΔT4=0.5×12×(1/2.197)≈2.73℃总温降=0.75+1.15+1.78+2.73≈6.41℃终轧温度=600-6.41≈593.59℃（注：实际生产中需考虑变形热补偿，本题假设忽略，故终轧温度约为594℃）五、综合分析题（20分）某冷轧厂采用12辊轧机生产0.08mm厚的304不锈钢精密带材，近期出现批量产品边部减薄超标的问题（标准要求边部50mm内厚度偏差≤±3μm，实测达±8μm）。结合特殊轧制工艺知识，分析可能的原因及解决措施。答案：可能原因分析：1.辊系配置问题：工作辊凸度不足，无法补偿边部金属的横向流动，导致边部减薄；中间辊轴向移动量不合适，未有效调整边部接触应力分布。2.张力制度不合理：前张力过大（或后张力过小），使边部金属在轧制过程中被过度拉伸，厚度减薄；张力横向分布不均（如边部张力高于中部），加剧边部变形。3.润滑条件差异：边部润滑不足（乳化液喷射覆盖不全），摩擦系数增大，边部金属流动阻力增加，变形量集中；或边部润滑过量，导致接触弧长度缩短，局部压下率增大。4.轧辊磨损：工作辊边部磨损严重（如长期轧制同宽度带材），形成“凹形”辊型，轧制时边部压下量大于中部。5.来料板形不良：原料带钢边部存在“翘曲”或“浪形”，轧制时边部接触辊面更早，承受更大变形量。解决措施：1.优化辊系参数：增加工作辊凸度（如0.02-0.04mm），或调整中间辊轴向移动量（向边部偏移5-10mm），增强边部支撑；定期检测辊型，及时修磨或更换磨损超限的轧辊。2.调整张力制度：降低前张力（如从120MPa降至100MPa），适当提高后张力（如从80MPa升至90MPa），平衡前后张力差；检查张力辊表面状态，确保张力横向分布均匀。3.改善润滑控制：调整乳化液喷射系统，增加边部喷嘴流量（如中部流量100L/min，边部120