金属轧制工高级工理论知识练习题及答案

金属轧制工高级工理论知识练习题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.某轧机来料厚度为40mm，轧后厚度为20mm，其压下率为（）。A.25%B.50%C.75%D.100%答案：B（压下率=（来料厚度轧后厚度）/来料厚度×100%=（4020）/40×100%=50%）2.热轧时，金属的再结晶温度通常（）其回复温度。A.低于B.等于C.高于D.无关答案：C（再结晶需要更高的温度激活原子扩散，故再结晶温度高于回复温度）3.四辊轧机中，支撑辊的主要作用是（）。A.直接接触轧件B.提高轧机刚度C.调整辊缝D.冷却轧辊答案：B（支撑辊通过支撑工作辊，减少工作辊挠曲，提高轧机整体刚度）4.轧制过程中，宽展系数δ的定义是（）。A.轧后宽度/来料宽度B.（轧后宽度来料宽度）/来料宽度C.轧后长度/来料长度D.（轧后长度来料长度）/来料长度答案：A（宽展系数δ=B/b，其中B为轧后宽度，b为来料宽度）5.冷轧带钢时，为避免加工硬化导致的断带，通常需要（）。A.提高轧制速度B.增加压下量C.中间退火D.降低轧辊表面粗糙度答案：C（中间退火可消除加工硬化，恢复材料塑性）6.轧制力的计算公式P=K·b·(h₀+h₁)/2·Δh·Qp中，K代表（）。A.轧件宽度B.平均变形抗力C.压下量D.形状系数答案：B（K为考虑温度、应变速率等因素的平均变形抗力）7.热轧时，终轧温度过低会导致（）。A.氧化铁皮过薄B.晶粒粗大C.变形抗力增大D.宽展减小答案：C（终轧温度低，金属变形抗力增加，轧制能耗升高）8.轧辊磨损最严重的区域通常是（）。A.辊身中部B.辊身两端C.辊颈D.辊面与轧件接触区答案：B（辊身两端因边部金属流动和接触应力集中，磨损更严重）9.轧制过程中，前滑值的大小与（）无关。A.轧辊直径B.压下量C.摩擦系数D.轧件宽度答案：D（前滑主要受轧辊直径、压下量、摩擦系数影响，与宽度无直接关系）10.用于生产硅钢片的轧制工艺通常为（）。A.热轧厚板B.冷轧薄板C.热轧带钢D.冷轧无缝管答案：B（硅钢片需高精度薄板，通常通过冷轧获得）11.轧制时，轧件咬入条件为摩擦角（）咬入角。A.大于B.小于C.等于D.无关答案：A（摩擦角大于咬入角时，轧辊才能“咬住”轧件）12.连轧机中，秒流量相等原则是指（）。A.各架轧机的轧制速度相等B.各架轧机的轧件长度相等C.各架轧机的轧件体积流量相等D.各架轧机的压下量相等答案：C（连轧时，单位时间内通过各架轧机的金属体积相等）13.轧机主电机的功率主要取决于（）。A.轧制速度B.轧制力和轧制力矩C.轧辊直径D.轧件宽度答案：B（主电机功率需满足轧制力矩和速度需求，核心由轧制力和力矩决定）14.冷轧带钢的板形缺陷“中间浪”通常是由于（）。A.轧辊凸度过大B.轧辊凸度过小C.压下量过小D.张力过大答案：A（轧辊凸度过大导致中间延伸大于边部，形成中间浪）15.衡量轧机刚度的指标是（）。A.轧机弹性变形量与轧制力的比值B.轧制力与轧机弹性变形量的比值C.轧辊直径与轧件厚度的比值D.压下量与来料厚度的比值答案：B（刚度K=ΔP/ΔS，即轧制力变化量与轧机弹性变形量变化量的比值）二、多项选择题（每题3分，共30分）1.影响金属变形抗力的主要因素包括（）。A.变形温度B.应变速率C.金属化学成分D.轧辊材质答案：ABC（变形温度越低、应变速率越高、合金元素越多，变形抗力越大）2.热轧时，控制终轧温度的主要目的是（）。A.控制晶粒尺寸B.减少氧化铁皮C.降低变形抗力D.提高表面质量答案：ABCD（终轧温度影响相变、晶粒大小、氧化程度及后续加工性能）3.四辊轧机相比二辊轧机的优点有（）。A.可使用更小直径的工作辊B.轧机刚度更高C.适合轧制薄规格产品D.设备成本更低答案：ABC（四辊轧机通过支撑辊提高刚度，允许使用小工作辊轧制薄板，但设备更复杂）4.冷轧带钢表面出现“麻点”缺陷的可能原因有（）。A.轧辊表面有凹坑B.乳化液清洁度差C.轧制速度过高D.来料氧化铁皮未除尽答案：ABD（轧辊缺陷、乳化液杂质、来料氧化皮残留均会导致麻点）5.连轧机中，堆钢事故的常见原因包括（）。A.前架轧机速度过快B.后架轧机速度过慢C.来料温度不均D.导卫装置故障答案：ABCD（速度匹配失调、温度不均导致秒流量不等，导卫故障导致轧件跑偏）6.轧制过程中，宽展的类型包括（）。A.自由宽展B.限制宽展C.强制宽展D.弹性宽展答案：ABC（宽展分为自由、限制、强制三种，弹性宽展属于弹性变形范畴）7.轧辊冷却的主要作用是（）。A.控制轧辊温度B.减少轧辊磨损C.改善轧件表面质量D.提高轧制速度答案：ABCD（冷却可防止轧辊过热变形，延长寿命，同时影响轧件表面温度分布）8.影响前滑值的因素有（）。A.轧辊直径增大B.压下量增大C.摩擦系数降低D.轧件厚度减小答案：ABD（轧辊直径、压下量、轧件厚度减小均会增加前滑；摩擦系数降低会减小前滑）9.金属轧制时的主要变形区域包括（）。A.咬入区B.变形区C.稳定轧制区D.抛钢区答案：ABCD（轧制过程分为咬入、稳定变形、抛钢三个阶段，对应不同区域）10.提高轧机生产效率的措施有（）。A.缩短换辊时间B.提高轧制速度C.减少轧制道次D.降低卷重答案：ABC（缩短换辊、提高速度、优化道次可提升效率；降低卷重会减少单卷产量）三、填空题（每题2分，共20分）1.轧制过程中，金属的变形可分为______变形和______变形，其中______变形是不可逆的。答案：弹性；塑性；塑性2.热轧时，金属的再结晶温度一般为其熔点的______（以绝对温度表示）。答案：0.4倍3.轧机的刚性系数越大，轧机在轧制力作用下的弹性变形越______，越有利于控制______。答案：小；板形4.冷轧带钢的主要工艺特点是存在______，因此需要通过______恢复塑性。答案：加工硬化；中间退火5.连轧机中，各架轧机的秒流量应满足______原则，否则会出现______或______事故。答案：相等；堆钢；拉钢6.轧辊的主要失效形式包括______、______和______。答案：磨损；断裂；剥落7.衡量轧件塑性的指标通常有______和______（任写两种）。答案：延伸率；断面收缩率8.轧制力的方向垂直于______，其作用点称为______。答案：轧辊与轧件接触表面；轧制力作用点9.热轧带钢的冷却方式主要有______和______，其中______可通过控制冷却速度改善组织性能。答案：自然冷却；强制冷却（或层流冷却）；强制冷却10.冷轧时，乳化液的主要作用是______和______。答案：润滑；冷却四、简答题（共40分）1.（封闭型，8分）简述四辊轧机的结构组成及主要优势。答案：四辊轧机由两个工作辊和两个支撑辊组成，工作辊直径较小（直接接触轧件），支撑辊直径较大（安装在工作辊外侧）。主要优势：①支撑辊通过支撑工作辊，显著提高轧机刚度，减少工作辊挠曲；②允许使用小直径工作辊轧制更薄的带钢；③轧制压力由支撑辊承担，降低工作辊负荷，延长其寿命；④适用于高精度薄板轧制，板形控制能力更强。2.（封闭型，8分）说明热轧与冷轧的主要区别（从温度、变形特点、产品性能三方面）。答案：①温度：热轧在金属再结晶温度以上进行（通常高于800℃），冷轧在再结晶温度以下（通常室温）；②变形特点：热轧时金属发生动态再结晶，无加工硬化；冷轧时发生加工硬化，需中间退火；③产品性能：热轧产品表面氧化铁皮较厚，尺寸精度较低，但塑性、韧性较好；冷轧产品表面光洁，尺寸精度高，强度、硬度高，但塑性较低。3.（开放型，8分）分析冷轧带钢出现“边裂”缺陷的可能原因及解决措施。答案：可能原因：①来料边部存在微裂纹或折叠；②冷轧过程中边部减薄量过大（边部压下率过高）；③轧制张力分布不均（边部张力过大）；④轧辊边部磨损严重，导致边部接触应力集中；⑤原料成分偏析（如硫、磷含量过高，降低边部塑性）。解决措施：①加强来料质量检验，切除边部缺陷；②优化压下制度，减少边部压下率（如采用边部加热或调整辊型）；③调整张力分布，降低边部张力；④定期修磨轧辊，保证辊型均匀；⑤控制原料化学成分，减少有害元素偏析。4.（开放型，8分）如何通过调整轧制工艺参数提高板材的板形质量？（至少列出4种参数及调整方法）答案：①轧辊凸度：增大凸度可改善中间浪（适用于中间延伸过大的情况），减小凸度可改善边浪（适用于边部延伸过大的情况）；②轧制压力：降低轧制压力可减少轧辊弹性变形，避免因挠曲导致的板形缺陷；③张力：增大张力可抑制局部延伸不均，尤其是边部张力调整可改善边浪；④轧辊冷却：调整各段冷却水量（如加强中间或边部冷却），控制轧辊热凸度，补偿轧制过程中的温度分布不均；⑤压下率分配：合理分配各道次压下率（如首道次压下率不宜过大），避免局部变形不均。5.（封闭型，8分）简述轧制过程中“宽展”的定义及影响宽展的主要因素。答案：宽展是指轧制时轧件宽度方向的变形，即轧后宽度与来料宽度的差值。影响因素：①压下量：压下量越大，宽展越大；②轧辊直径：轧辊直径越大，接触弧越长，宽展越大；③摩擦系数：摩擦系数增大（如热轧时表面粗糙），宽展增大；④轧件宽度：来料宽度越窄，宽展占比越大（宽展量随宽度增加而减小）；⑤轧制温度：温度升高（变形抗力降低），宽展减小（因更多变形向长度方向延伸）。五、应用题（共50分）1.（计算类，10分）某轧机轧制带钢，来料尺寸为：厚度h₀=5mm，宽度b₀=1000mm，长度l₀=20m；轧后尺寸为：厚度h₁=2mm，宽度b₁=1010mm。计算：（1）压下率；（2）延伸系数；（3）宽展量。答案：（1）压下率ε=(h₀h₁)/h₀×100%=(52)/5×100%=60%；（2）延伸系数μ=l₁/l₀=（h₀b₀l₀）/(h₁b₁l₀)=(h₀b₀)/(h₁b₁)=(5×1000)/(2×1010)=2500/2020≈1.238；（3）宽展量Δb=b₁b₀=10101000=10mm。2.（分析类，10分）某热轧厂生产Q235钢卷时，发现成品卷取后出现“层间滑动”（钢卷层与层之间因摩擦力不足导致松散），请分析可能原因及解决措施。答案：可能原因：①卷取温度过高（表面氧化铁皮过厚，降低层间摩擦系数）；②卷取张力不足（无法提供足够的径向压力）；③带钢表面粗糙度不足（冷轧后表面过于光滑）；④钢卷内径或外径尺寸偏差大（导致层间接触不均匀）。解决措施：①降低卷取温度（控制在600~700℃，减少氧化铁皮厚度）；②提高卷取张力（根据带钢厚度和强度调整，一般为屈服强度的8%~12%）；③优化轧辊表面粗糙度（增加轧辊刻痕或毛化处理，提高带钢表面摩擦系数）；④调整卷取机参数（如夹送辊压力、助卷辊位置），保证钢卷内径和外径尺寸精度。3.（计算类，10分）已知某轧机轧制力P=5000kN，轧机刚性系数K=2000kN/mm，初始辊缝S₀=3mm（无轧制力时）。求：（1）轧制时轧机的弹性变形量ΔS；（2）轧后带钢实际厚度h₁（忽略轧件塑性变形的弹性回复）。答案：（1）弹性变形量ΔS=P/K=5000/2000=2.5mm；（2）轧后厚度h₁=S₀+ΔS=3+2.5=5.5mm（因轧机弹性变形会使实际辊缝增大，导致轧后厚度大于初始辊缝）。4.（综合类，10分）某冷轧厂生产0.5mm厚的不锈钢带，发现成品存在“横向厚差”（宽度方向厚度不均），请结合轧机调整、工艺参数、设备状态三方面分析原因，并提出改进方案。答案：原因分析：轧机调整：轧辊原始凸度与轧制规程不匹配（如凸度过小导致边部厚、中间薄）；轧辊两侧压下量不一致（液压AGC系统偏差）。工艺参数：轧制张力分布不均（边部张力低于中间，导致边部延伸不足）；乳化液冷却不均