《轧钢工艺学》课程PPT教学课件（轧制原理）概述

轧制原理主讲：张荣华Emai:zrh1980@126.com金属材料与加工工程系

轧制原理 主讲：张荣华 Emai:zrh1980@126.com 金属材料与加工工程系

概述轧制是一种应用最为广泛的金属压力加工方法，世界上大约有90%以上的金属（包括黑色金属和有色金属）是经轧制成材的。轧制是将金属材料置于两个反向旋转的轧辊中，使之得到压缩变形。其结果是轧件在高度方向上尺寸减小，而宽度和长度方向上尺寸增加（就一般情况而言），从而得到我们所需要的尺寸和形状

概 述 轧制是一种应用最为广泛的金属压力加工方法，世界上 大约有90％以上的金属（包括黑色金属和有色金属）是经轧 制成材的。 轧制是将金属材料置于两个反向旋转的轧辊中，使之得 到压缩变形。其结果是轧件在高度方向上尺寸减小，而宽度 和长度方向上尺寸增加（就一般情况而言），从而得到我们 所需要的尺寸和形状

一、轧制理论的特点1．《轧制理论》是一门具有”实用技术”性质的学科。2.《轧制理论》的任务是试图通过实际中的轧制生产以及实验室的科学实验来寻求金属在轧制过程中的变形规律。3.《轧制理论》来源于生产实践，同时又指导生产实际二、轧制理论所研究的问题1.产生塑性变形：2.形状和尺寸发生变化：3.组织和性能的改变

一、轧制理论的特点 1.《轧制理论》是一门具有”实用技术”性质的学科。 2.《轧制理论》的任务是试图通过实际中的轧制生产以及实 验室的科学实验来寻求金属在轧制过程中的变形规律。 3.《轧制理论》来源于生产实践，同时又指导生产实际。 二、轧制理论所研究的问题 1. 产生塑性变形； 2. 形状和尺寸发生变化； 3. 组织和性能的改变

三、关于简单轧制过程满足如下四条者称为简单轧制过程：1.两都传动，两辊径相等，圆周速度相同：2.轧件匀速运动，即无加、减速的变化；3.轧件材料各向同性、均质；4轧件除受轧制压力外，无其他外力作用

三、关于简单轧制过程 满足如下四条者称为简单轧制过程： 1. 两辊都传动，两辊径相等，圆周速度相同； 2. 轧件匀速运动，即无加、减速的变化； 3. 轧件材料各向同性、均质； 4. 轧件除受轧制压力外，无其他外力作用

第一章轧制过程基本概念1.1轧制过程三阶段及变形基本参数计算1.1.1轧制过程三阶段1）咬入阶段一般将轧件的前端与轧辊相接触到轧件被咬入轧辊称为咬入阶段。此时的主要问题是轧辊能否把轧件拽入轧辊中进行塑性变形-即能否咬入。图1(α)中的角为轧件与轧辊相接触的圆弧所对应的圆心角，称之为咬入角。2）充满变形区阶段轧件被咬入后，随着轧的转动，轧件前端AB由入口断面向出口断面运动，直至充满变形区，此阶段称为”充满变形区阶段”，见图1(b)

第一章 轧制过程基本概念 1.1 轧制过程三阶段及变形区基本参数计算 1.1.1 轧制过程三阶段 1) 咬入阶段 一般将轧件的前端与轧辊相接触到轧件被咬入轧辊称为咬入阶 段。此时的主要问题是轧辊能否把轧件拽入轧辊中进行塑性 变形-即能否咬入。图1(a)中的角为轧件与轧辊相接触的圆弧 所对应的圆心角，称之为咬入角。 2) 充满变形区阶段 轧件被咬入后，随着轧辊的转动，轧件前端AB由入口断面向 出口断面运动，直至充满变形区，此阶段称为”充满变形区 阶段”，见图1(b)

3）稳定轧制阶段轧件前端运行出轧辊后，一般情况下就不存在咬入问题了故此时为稳定轧制阶段，见图1(c)。万a图1轧制过程三阶段示意

3) 稳定轧制阶段 轧件前端运行出轧辊后，一般情况下就不存在咬入问题了， 故此时为稳定轧制阶段,见图1(c)。 图1 轧制过程三阶段示意 (a) (b) (c) a

1.1.2变形区基本参数计算1.压下，宽展及延伸变形设工件在轧制前的尺寸为及（断面积），轧制后变为及（断面积），则变形区内的高度、宽度及长度方向的变形参数可列为下表1-1表1-1各种变形参数的表示相对变形绝对变形变形系数对数变形系数压下Nh= H- hIn(H/h)e = Nh/Hn= H/h宽展In(b/ B)の= b/Bez = △b/B△b= b- B延伸e, = N/LIn(l/L)μ= l/ LN= -L

1.1.2 变形区基本参数计算 1. 压下,宽展及延伸变形 设工件在轧制前的尺寸为及（断面积），轧制后变为及 （断面积），则变形区内的高度、宽度及长度方向的变形 参数可列为下表1-1 表1-1 各种变形参数的表示 绝对变形 相对变形 变形系数 对数变形系数 压下 宽展 延伸 h = H − h e1 = h H  = H h ln(H h) b = b − B e2 = b B  = b B ln(b B) l = l − L e3 = l L  = l L ln(l L)

说明：1）若已知产品的尺寸，利用上述参数可推算出所需的坏料大小;为计算方便，定义压下系数n=H/h，而非n=h/H;延伸系数=l/L=F/F;高度方向的相对变形也称”压下率”，此为工程术语。2.各参数之间的关系①变形系数之间的关系：根据体积不变条件，有H·B·L/h·b·l=1h.b.l二·の·μ=l，也即lIn=+In の+ In μ= 01H.B·Lnn可见变形系数之间满足体积不变条件

2. 各参数之间的关系 ① 变形系数之间的关系： 根据体积不变条件，有 可见变形系数之间满足体积不变条件。 说明： ① 若已知产品的尺寸，利用上述参数可推算出所需的坯料 大小； ② 为计算方便，定义压下系数 ，而非 ； ③ 延伸系数 ； ④ 高度方向的相对变形也称”压下率”，此为工程术语。  = H h  = h H L F0 F1  = l = H  B L hbl =1 ln ln 0 1 1, ln 1 = 1,   = + + =           也即 H B L h b l

②延伸系数之间的关系这里指总延伸系数、道次延伸系数、平均延伸系数，即三者之间的关系。根据定义，有F=μF, F=μ,F2,F=μ,F,....., Fn--=μnF而 = Fo/F, = 2s-μn =IIu, = u"i=l有up=u

② 延伸系数之间的关系 这里指总延伸系数、道次延伸系数、平均延伸系数，即三者 之间的关系。根据定义，有 而 有 F0 = 1 F1，F1 = 2 F2，F2 = 3 F3 ，Fn−1 = n Fn n p n i  = F Fn =     n = i =  =  1 0 1 2 3 n  p =  

③压下率之间的关系这里指积累压下率与道次压下率（与)之间的关系，根据定义，积累压下率为ho -hn:ho道次压下率为ho -hh, -h,hn-1 -h,8, =6n62=hihn-1ho即hzhnhi1-61-8,1-62h-lhiho则有h3hnh,Wh, :(1-82)(1-63)(1-cn)

③ 压下率之间的关系 这里指积累压下率与道次压下率（与)之间的关系，根据定 义，积累压下率为 道次压下率为 即 则有 0 0 h h − hn   = 1 1 1 1 2 2 0 0 1 1 − − − = − = − = n n n n h h h h h h h h h     1 1 2 2 0 1 1 1 1 1 − − = − = − = n n n h h h h h h     (1 ) (1 ) (1 ) 1 3 3 2 2 2 1 n n n h h h h h h   − = − = − =  −