《材料成型工程学(轧制理论)第一讲》精选课件.ppt

第一讲 序论 1、 材料成型的方式 2 、轧制理论的重要性 3、轧制理论发展的历史回顾 4 、21世纪轧制技术研究的展望 5 . 塑性加工工程录像 1、 材料成型的方式 铸造 锻造 焊接 冲压 拉、拔、挤压 爆破成型 离心浇铸 轧制：最主要 、效率高、生产成本低。？ 轧制 :两个或两个以上的旋转工具间靠摩擦拉入工具间变形。 锻压 自由锻成形过程的流程 数模图片 板料成型方法— 冲压设备 辊轧成形 几种辊轧图示 铸造成形 汽车配件系列 塑性成型的特点 优点： 1．组织、性能都能得到改善和提高。 2．可以节省金属材料,材料利用率高。 3．工件可以达到较高的精度，提高制件的强度。 4．塑性成型方法具有很高的生产率。 缺点： 1．投资大，经费多，制约新产品迅速投产的瓶颈。 2．一定程度的环境污染 2 、轧制理论的重要性 材料成型的主要专业课： （宏观）塑性加工力学 （微观）塑性加工金属学 工艺学 ⑴拉、拔、挤压 ⑵板、管、型 轧制设备 说明：轧制理论是学习工艺、设备的基础，工艺与设备结合是解决工程问题的条件；是创新 工艺和研究制造高效轧制的科学基础。 3、轧制理论发展的历史回顾 轧制理论的发展是以生产实践为基础的，反过来又指导和推动着生产的发展，而且生产技术愈发展，生产对理论的依赖性愈高，对生产也愈有指导意义。 纵观轧制理论的发展大致经历了三个阶段： 1）萌芽阶段 这一阶段可以说一直延续到第一次世界大战前夕，或者说到出现卡尔门方程为止。缺乏理论根据，对轧制过程的实质还很不了解，因此当时流行着一种说法叫做“轧制是一门艺术”。 2）发展阶段 1925年T·Karman用数学近似解法建立了压力方程， 1933年E.SIebl借助测压仪实测单位压力分布成功，标志着这一阶段的开始，然而由于战争的破坏，实验及理论的发展受到阻碍，轧制理论实际上在第二次世界大战后才获得迅速地发展。 这一阶段的特点是轧钢技术工作者利用实验和基础科学的知识来解决工程实际问题，形成了百花齐放、百家争鸣的发展局面。 战后的三十年可以概括地分为三段 1）战后的头十年(1945一1955) 轧制参数前滑、宽展、力能分别地进行了大量研究，使计算精确或者更完美的阐明轧制过程的一些现象，而且对前滑、宽展、力能进行了较系统的研究。 这一段使理论研究深化了，进步了一大步。 （2）战后第二个十年(1955－1965)，这一阶段有如下特点 A 为了进行深入研究，在实验技术上有较大的突破，特别是在摩擦力、运动学参数、纯轧力矩等的直接测量方面，这些工作使辨别上面假说的真伪提供了可能。 B 进行了系统的综合研究。因而使着对轧制过程实质的认识上有了一个新的飞跃。 C 开始了连轧过程的综合研究。提出厚度计式厚控原理，现已广为采用，是轧制理论走在生产前面并用以来指导和控制生产的开端。 （3）战后第三个十年（1965－1975） 它是以计算机应用于轧钢生产(1965)开始的，轧制生产向: 高速、 自动化、 连续化的方向发展，这必然引起轧制理论研究的深刻变化。 3 ）逐渐向形成技木学科发展 轧制理论已大为发展，但仍存在不少问题。例如： 1)对物质给定性质的假设过于简单，仅作为刚塑性体和各向同性体来研究轧件是不够的。 2)缺乏研究轧件与工具的关系，过去重点放在研究轧件上， 3)动态过程的研究不足。 4)塑性的变形过程及运动学过程研究不够。 4. 21世纪轧制技术研究的展望 1）材料塑性加工过程中的微观结构演变计算机模拟行了深入的研究 2）使用现代高新技术改善传统加工过程 ：如研究金属加工过程的过程控制和工艺优化 ,这一方面有助于压力加工过程的自动化和现代化 ,同时也有助于充分提高金属材料的成形极限 3）理论与生产实践的结合日渐紧密 ,现代塑性加工理论与材料科学进展用于材料加工生产 ,材料学理论、力学理论和实际加工生产技术的界限逐渐消失 。 例如通过建立大量材料本构关系模型和材料损伤模型 ,研制计算机模拟软件 ,把这些理论方法用于计算机模拟或加工过程控制。 4）对传统塑性加工技术进行有意义的改进和创新 5）进行大量的实验研究和理论分析 ,对材料加工科学的基础问题不断有新的发现的运行、生产过程和加工工艺参数都可以实现计算机控制 ,塑性加工生产在工业发达国家基本实现了自动化 ,甚至智能化。 5 . 塑性加工工程录像 初轧工艺 初轧工艺 连铸过程 连铸过程 * 内蒙古科技大学 材料与冶金学院 金自力 * 下砥铁 上砥铁 自 由 锻 原 理 空 气 锤 压力加工锻造设备欣赏 自由锻作业进行曲