軋制理论基础.docVIP

轧制理论基础 第一节 轧制的基本概念 1、轧制 金属通过两个旋转方向相反的轧辊时，在轧辊压力作用下，使金属生产塑性变形。从而改变其断面的形状和尺寸，这种工艺过程称为轧制，被轧制的金属称为轧件。 轧制按轧制时的温度不同，分为冷轧和热轧。在金属再结晶温度以下进行轧制叫冷轧，在金属再结晶温度以上轧制叫热轧。 2、变形区 以平辊轧制矩形轧件为例，轧辊直径为D，辊身长度为B，轧制前的轧件厚度为ho，轧制后的轧件厚度为h1，轧制前的轧件宽度为bo，轧制后的轧件宽度为b1，轧件的入口速度为vo，轧件的出口速度为v1，如图2-1所示。 轧件开始与轧辊接触的平面AA’，称入口平面，轧件从轧辊离开的平面BB’，称出口平面。入口平面AA’，出口平面BB’，轧辊与轧件的接触弧面AB和A’B’构成轧件在轧制时的变形区.轧件在变性区内发生塑性变形。 3、变形量 轧件轧制前和轧制后的厚度之差称为绝对压下值，用△h表示△h =ho-h1：绝对压下量△h与轧前厚度的比值称为相对压下量，常用Y表示。即：Y=△h/ho 相对压下量可用小数和百分数来表示。 轧件轧制后与轧制前的宽度之差称为绝对宽展量，用△b表示。△b=b1-bo。 绝对压下量与绝对宽展量是经常使用的两个变形参数。 轧件轧制前的长度为1o，轧制后的长度为11，轧制后与轧制前的轧件长度之差称为绝对延展量，用△1表示。故有△1=11-1o。 轧前厚度与轧后厚度之比，称为压下系数，通常用η表示。即η=ho/h1； 轧后宽度与轧前宽度之比，称为侧压系数，通常用k表示。即 k=b1/b0； 轧后长度与轧前长度之比，称为延伸系数，通常用μ表示。即μ=l1/l0。 4、咬入弧与咬入角 轧辊与轧件接触部分的A⌒B和A’⌒B’弧称为咬入弧（又称接触弧）。与咬入弧 A⌒B和A’⌒B’所对应的圆心角α称为咬入角。 由图2-1中的几何关系可知，△ABC∽△EBA，由此可得： AB2=BEBC 式中 BE=2R BC=（ho-h1）/2=△h/2 所以咬入弧所对的弦长AB=。咬入弧的水平投影AC=，即 AC=。 由于△h的值与R的值相比很小，故可近似取 ld=AC≈ 压下量△h、轧辊直径D与咬入角α的关系为 △h=D（1-cosα） 5、体积不变定律 体积不变定律是指轧件通过轧制后，轧件的体积保持不变为一定值。 轧件通过轧制变形后，横断面面积减缩、长度增加，但轧件的体积仍保持不变，假设轧前轧件的体积为hobo1o 则有 hobo1o= h1b111 由上式可得 式中F0、F1-----为轧件轧制前后的断面面积。 因此,延伸系数也可等于轧件轧前断面面积与轧后断面面积之比。由于轧件在轧制时，横断面是逐渐减小的，所以延伸系数是大于1的。 6、最小阻力定律 最小阻力定律是指轧件在变形过程中，当其质点有向各方向移动的可能时，轧制的质点将向阻力最小的方向移动。 根据这个定律在自由变形的情况下，金属的流动总是取最短路线。因为最短路线的抵抗变形的抗力最小，这个最短路线即是从该动点到断面周界的垂线。 第二节 轧件的咬入 轧辊把轧件拉入旋转方向相反的两个轧辊辊缝之中叫轧件的咬入,轧辊能顺利的将轧件咬入是轧制的必要条件。在轧钢生产中，轧件是否能顺利地实现咬入很重要。它关系到轧钢生产能是否正常进行，也关系到轧钢产量的提高。 1、轧辊咬入轧件的条件 当轧件与轧辊接触时，轧件能否顺利进入辊缝，要从轧件与轧辊接触时的受力情况进行分析。轧件与轧辊接触时，轧辊对轧件的作用力和摩擦力如图2-2所示。 由图2-2可知，轧件和轧辊刚刚接触时，轧辊对轧件的作用力为N，该作用力的方向为轧辊中心与接触点连线方向。由于轧辊不断的旋转，在接触点还产生摩擦力T。N可分解为Nx和Ny，T也可分解为Tx和Ty。 图2-2轧辊对轧件的作用力与摩擦力 N和T分解成的水平力为 Nx=Nsinα 轧辊对轧件的向外推力 Tx=Tcosα=Nfcosα 轧辊对轧件的向内拉力 式中f－－为轧辊和轧件之间的摩擦系数。 轧件能否咬入关键在Nx和Tx这两个水平分立的关系。Nx和Tx只能有如下三种关系： NXTX NX=TX NXTX 当NXTX时,说明轧辊对轧件的向外推力大与轧辊对轧件的向内拉力,轧件不能咬入; 当NX=TX时,是一种临界状态;当NXTX时,说明轧辊对轧件的向外推力小于轧辊对轧件的向内拉力，轧件能咬入。轧件实现咬入的另一个条件是，N和T的垂直力之和，必须使轧件产生塑性变形，否则也不能咬入。 由临界条件NX=TX可得，Nsinα=Nfcosα，即f=tgα。根据物理概念，摩擦系数可以用摩擦角β表示，即摩擦角的正切就是摩擦系数f，故有tg β=f。 由以上分析可知，临界条件下咬入角和摩擦系数角的关