1、第1页，共25页。轧轧钢钢基基础础知知识识贺昌雄第2页，共25页。轧制的定义：轧件在旋转的轧辊轧制的定义：轧件在旋转的轧辊之间受到压缩，改变尺寸和形状，之间受到压缩，改变尺寸和形状，物理机械性能发生变化压力加工物理机械性能发生变化压力加工过程叫轧制。过程叫轧制。但是要想轧制出，我们想要得但是要想轧制出，我们想要得到目标产品。我们需要系统的学到目标产品。我们需要系统的学习轧钢专业知识。习轧钢专业知识。第3页，共25页。一、轧钢定律一、轧钢定律1、体积不变定律:钢锭在头几道轧制中因其缩孔、疏松、气泡、裂纹等缺陷受压缩而致密，体积有所减小，此后各轧制道次的金属体积就不再发生变化。这种轧制前后体积不变
2、的客观事实叫做体积不变定律。(也就是说在密度不变的前提下，轧件轧前体积和轧后也就是说在密度不变的前提下，轧件轧前体积和轧后体积不变体积不变)0nF LF l0FnFLl、分别表示轧件变形前、后的横截面面积分别表示轧件变形前、后的横截面面积 、分别表示轧件变形前、后的长度分别表示轧件变形前、后的长度第4页，共25页。2、最小阻力定律：钢在塑性变形时，金属沿着变、最小阻力定律：钢在塑性变形时，金属沿着变形抵抗力最小的方向流动，这就叫做最小阻阻力定律。形抵抗力最小的方向流动，这就叫做最小阻阻力定律。3、弹塑性共存定律：金属和合金在力的作用、弹塑性共存定律：金属和合金在力的作用下发生变形时，当应力达到
3、屈服极限时，弹性下发生变形时，当应力达到屈服极限时，弹性变形和塑性变形同时发生的现象称为弹塑性共变形和塑性变形同时发生的现象称为弹塑性共存定律。存定律。4、秒流量相等原则：在连轧过程中，为实现平、秒流量相等原则：在连轧过程中，为实现平稳轧制我们必须遵循这一原则。即稳轧制我们必须遵循这一原则。即:在单位时间内在单位时间内通过各架轧机的轧件体积相等。通过各架轧机的轧件体积相等。第5页，共25页。二、名词解释：二、名词解释：1、辊径：指轧辊直径。、辊径：指轧辊直径。2、转速：单位时间内轧辊转速。一般用秒、转速：单位时间内轧辊转速。一般用秒s、分、分min、小时、小时h表示。表示。3、辊面线速度：指单
4、位时间内所旋转的线速。、辊面线速度：指单位时间内所旋转的线速。辊面线速度辊面周长辊面线速度辊面周长轧辊转速单位时间转速轧辊转速单位时间转速4、辊型：轧辊辊身表面的轮廓形状称为辊型。、辊型：轧辊辊身表面的轮廓形状称为辊型。5、轧辊的热凸度：轧制时高温轧机所传递的热量，由于变形功所转化的热、轧辊的热凸度：轧制时高温轧机所传递的热量，由于变形功所转化的热量和摩擦量和摩擦(轧机与轧辊、工作辊与支撑辊轧机与轧辊、工作辊与支撑辊)所产生的热量，都会引起轧辊受热而所产生的热量，都会引起轧辊受热而使之温度增高。相反，冷却水、周围空气介质及轧辊所接触的部件，又会散使之温度增高。相反，冷却水、周围空气介质及轧辊所
5、接触的部件，又会散失部分热量而使之温度降低。在轧制中沿辊身长度方向上，轧辊的受热和散失部分热量而使之温度降低。在轧制中沿辊身长度方向上，轧辊的受热和散热条件不同，一般是辊身中部两侧的温度高，因而辊身由于温度差产生一相热条件不同，一般是辊身中部两侧的温度高，因而辊身由于温度差产生一相对热凸度。对热凸度。6、轧辊挠度：在轧制压力的作用下，轧辊要发生弹性变形，自轧辊水平轴、轧辊挠度：在轧制压力的作用下，轧辊要发生弹性变形，自轧辊水平轴线中点至辊身边缘处轴线的弹性位移，称为轧辊的挠度。线中点至辊身边缘处轴线的弹性位移，称为轧辊的挠度。第6页，共25页。7、咬入角：轧制时轧件与轧辊表面接触的弧线称、咬入
6、角：轧制时轧件与轧辊表面接触的弧线称为咬入弧，咬入弧所对的圆心角叫咬入角。为咬入弧，咬入弧所对的圆心角叫咬入角。9、摩擦力：摩擦力是变形金属在变形过程中与工具、摩擦力：摩擦力是变形金属在变形过程中与工具接触表面的金属质点有相对运动或有产生运动的趋势接触表面的金属质点有相对运动或有产生运动的趋势时，其接触表面上产生的外力。时，其接触表面上产生的外力。10、加工硬化：随着变形程度的增加，变形抗力的所、加工硬化：随着变形程度的增加，变形抗力的所有指标都增大，而塑性指标降低，同时还使电阻升高，有指标都增大，而塑性指标降低，同时还使电阻升高，抗腐蚀性和导热性下降，铁磁金属的性能也发生变化等。抗腐蚀性和导
7、热性下降，铁磁金属的性能也发生变化等。金属在塑性变形过程中产生这些机械性能和物理化学性金属在塑性变形过程中产生这些机械性能和物理化学性能变化的综合现象。能变化的综合现象。第7页，共25页。11、控制轧制：控制轧制就是适当控制钢的化学成分、加、控制轧制：控制轧制就是适当控制钢的化学成分、加热温度、变形温度、变形条件及冷却速度等工艺参数，从而热温度、变形温度、变形条件及冷却速度等工艺参数，从而大幅度提高热轧钢材综合性能的一种轧制方法。大幅度提高热轧钢材综合性能的一种轧制方法。12、控制冷却：控制冷却是指通过控制热轧过程中和轧后钢、控制冷却：控制冷却是指通过控制热轧过程中和轧后钢材的冷却速度，达到改
8、善钢材的组织状态，提高钢材性能，缩材的冷却速度，达到改善钢材的组织状态，提高钢材性能，缩短钢材的冷却时间，提高轧机生产能力的冷却工艺。短钢材的冷却时间，提高轧机生产能力的冷却工艺。13、变形制度：在一定的轧制条件下，完成从坯料到成品的变、变形制度：在一定的轧制条件下，完成从坯料到成品的变形过程称为变形制度。主要内容确定总变形量和道次变形量。形过程称为变形制度。主要内容确定总变形量和道次变形量。14、塑性：是指金属材料在静载荷的作用下产生永久变、塑性：是指金属材料在静载荷的作用下产生永久变形而不破坏的能力。形而不破坏的能力。第8页，共25页。15、塑性变形：加在晶体上的外力超过其弹性极限、塑性变
9、形：加在晶体上的外力超过其弹性极限时，去掉外力之后弯扭的晶格和破碎的晶粒不能恢复时，去掉外力之后弯扭的晶格和破碎的晶粒不能恢复到原始状态，这种永久变形叫塑性变形。到原始状态，这种永久变形叫塑性变形。16、弹性变形：金属晶格在受力时发生弯扭或拉长，、弹性变形：金属晶格在受力时发生弯扭或拉长，当外力未超过原子间的结合力时，去掉外力之后晶格当外力未超过原子间的结合力时，去掉外力之后晶格便会由变形状态恢复到原始状态，这就是说，未超过便会由变形状态恢复到原始状态，这就是说，未超过金属本力弹性极限的变形叫做金属弹性变形金属本力弹性极限的变形叫做金属弹性变形17、变形抗力：指在所设定的变形条件下，变形物体、
10、变形抗力：指在所设定的变形条件下，变形物体或其单元体能够实现塑性变形的应力强度。或其单元体能够实现塑性变形的应力强度。18、辊跳：在轧制过程中，轧机的各部件受轧制力的作、辊跳：在轧制过程中，轧机的各部件受轧制力的作用发生弹性变形，这些弹性变形的总和称辊跳。用发生弹性变形，这些弹性变形的总和称辊跳。第9页，共25页。19、轧制速度：轧制速度就是与金属接触处的轧辊圆周速度。、轧制速度：轧制速度就是与金属接触处的轧辊圆周速度。20、终轧速度：最后一架轧机的速度即成品架速度称之、终轧速度：最后一架轧机的速度即成品架速度称之为终轧速度。为终轧速度。21、升速轧制：轧制带钢时，低速穿带的带钢头部被卷取机、
11、升速轧制：轧制带钢时，低速穿带的带钢头部被卷取机咬住之后，带钢与卷取机同步升速进行高速轧制的方法。咬住之后，带钢与卷取机同步升速进行高速轧制的方法。22、连轧和连轧常数：一根轧件同时在几架轧机上轧制并保、连轧和连轧常数：一根轧件同时在几架轧机上轧制并保持在单位时间内轧件通过各轧机的体积相等的轧制叫连轧。单持在单位时间内轧件通过各轧机的体积相等的轧制叫连轧。单位时间内通过每架轧机的金属体积等于一个常数，这个常数就位时间内通过每架轧机的金属体积等于一个常数，这个常数就叫连轧常数。叫连轧常数。23、张力：在连轧过程中，前后两架轧机存在金属秒流、张力：在连轧过程中，前后两架轧机存在金属秒流量差，当后架
12、的秒流量大于前架时，造成前、后架之间的量差，当后架的秒流量大于前架时，造成前、后架之间的轧件受到前架轧机的拉力作用，此力通常称为张力。轧件受到前架轧机的拉力作用，此力通常称为张力。第10页，共25页。24、应力集中：当金属内部存在应力，其表面又有尖角、尖缺、应力集中：当金属内部存在应力，其表面又有尖角、尖缺口、结疤、折叠、划伤、裂纹等缺陷时，应力将在此处集中分布，口、结疤、折叠、划伤、裂纹等缺陷时，应力将在此处集中分布，使这些缺陷部位的实际应力是正常应力的数倍，这种现象称应力集使这些缺陷部位的实际应力是正常应力的数倍，这种现象称应力集中。中。25残余应力：金属在加热和冷却过程中通常会产生内应力
13、，残余应力：金属在加热和冷却过程中通常会产生内应力，若在热处理后仍有部分应力留在金属中，这种应力称为残余应力。若在热处理后仍有部分应力留在金属中，这种应力称为残余应力。26、热处理：将钢坯或钢材加热到给定的温度并保持一定、热处理：将钢坯或钢材加热到给定的温度并保持一定的时间，然后选定的冷却速度和冷却方法进行冷却，从而得的时间，然后选定的冷却速度和冷却方法进行冷却，从而得到需要的显微组织和性能的操作工艺叫做热处理。到需要的显微组织和性能的操作工艺叫做热处理。27负公差轧制：公差分正公差与负公差，使成品钢材尺寸负公差轧制：公差分正公差与负公差，使成品钢材尺寸波动在负公差允许的范围内称负偏差轧制。波
14、动在负公差允许的范围内称负偏差轧制。第11页，共25页。宽展的种类宽展的种类 自由宽展：坯料轧制过程中，被压下的金属体积其金属质点横向移动时，具自由宽展：坯料轧制过程中，被压下的金属体积其金属质点横向移动时，具有垂直于轧制方向两侧自由移动的可能性，金属流动除受接触摩擦影响外，不受有垂直于轧制方向两侧自由移动的可能性，金属流动除受接触摩擦影响外，不受其它任何的阻碍和限制。其它任何的阻碍和限制。限制宽展：坯料轧制过程中，金属质点横向移动时，除受接触摩擦影响限制宽展：坯料轧制过程中，金属质点横向移动时，除受接触摩擦影响外，还承受孔型侧壁的限制作用，因而破坏了自然流动条件。外，还承受孔型侧壁的限制作用
15、，因而破坏了自然流动条件。强迫宽展：坯料在轧制过程中，金属质点横向移动时，不受任何阻碍，且受强迫宽展：坯料在轧制过程中，金属质点横向移动时，不受任何阻碍，且受强烈的推动作用，使轧件宽度产生附加的增长。强迫宽展要大于自由宽展。强烈的推动作用，使轧件宽度产生附加的增长。强迫宽展要大于自由宽展。第12页，共25页。影响宽展的因素影响宽展的因素 A A、压下量的影响、压下量的影响压下量是影响宽展的主要因素之一，没有压下量就无从谈及宽展。实验表明，随压下量是影响宽展的主要因素之一，没有压下量就无从谈及宽展。实验表明，随着压下量的增加，宽展也增加。这是因为一方面随高向移位体积加大，宽度方向着压下量的增加，
16、宽展也增加。这是因为一方面随高向移位体积加大，宽度方向和纵向移位体积都相应增大，宽展也自然加大。另一方面，当压下量增大时，变和纵向移位体积都相应增大，宽展也自然加大。另一方面，当压下量增大时，变形区长度增加，变形区形状参数增大，使纵向金属流动阻力增加，根据最小阻力形区长度增加，变形区形状参数增大，使纵向金属流动阻力增加，根据最小阻力定律，金属质点沿流动阻力较小的横向流动变得更加容易，因而宽展也应加大。定律，金属质点沿流动阻力较小的横向流动变得更加容易，因而宽展也应加大。如图如图 所示所示B B、轧辊直径的影响、轧辊直径的影响实验曲线表明，随轧辊直径增大，宽展量增大。原因是随轧辊直径增大，变形区
17、长度增实验曲线表明，随轧辊直径增大，宽展量增大。原因是随轧辊直径增大，变形区长度增大，由接触面摩擦力所引起的纵向流动阻力增大，根据最小阻力定律可知，金属在变形大，由接触面摩擦力所引起的纵向流动阻力增大，根据最小阻力定律可知，金属在变形过程中，随着纵向流动阻力的增大迫使高向压下来的金属易于横向流动，从而使宽展增过程中，随着纵向流动阻力的增大迫使高向压下来的金属易于横向流动，从而使宽展增大。大。第13页，共25页。C C、摩擦系数的影响、摩擦系数的影响摩擦系数和宽展成正比，这是因为摩擦系数增加时，金属纵向流动所受的阻力比横摩擦系数和宽展成正比，这是因为摩擦系数增加时，金属纵向流动所受的阻力比横向流
18、动所受到的阻力增加得快，这就是说，凡是影响摩擦系数的因素对宽展都有影向流动所受到的阻力增加得快，这就是说，凡是影响摩擦系数的因素对宽展都有影响。生产过程中，钢种的更换对摩擦系数响。生产过程中，钢种的更换对摩擦系数 值影响很大。在编制作业计划时应尽量避值影响很大。在编制作业计划时应尽量避免频繁调换钢种。免频繁调换钢种。D D、轧制速度的影响、轧制速度的影响当轧制速度超过当轧制速度超过2-3m/s2-3m/s时，摩擦系数值随着速度增加而急剧下降，这就影响时，摩擦系数值随着速度增加而急剧下降，这就影响到宽展，因摩擦系数到宽展，因摩擦系数 减小，宽展亦随之减小。减小，宽展亦随之减小。E E、轧制道次的
19、影响、轧制道次的影响实验证明，在总压下量相同的条件下，轧制道次越多，总的宽展量越小。实验证明，在总压下量相同的条件下，轧制道次越多，总的宽展量越小。F F、张力对宽展的影响、张力对宽展的影响实验证明，后张力对宽展有很大影响，而前张力对宽展影响很小。原因是轧实验证明，后张力对宽展有很大影响，而前张力对宽展影响很小。原因是轧件变形主要产生在后滑区。在后滑区内随着后张力的增大，宽展减小，这是件变形主要产生在后滑区。在后滑区内随着后张力的增大，宽展减小，这是因为在后张力作用下使金属质点纵向流动阻力减小，必然使延伸加大、宽展因为在后张力作用下使金属质点纵向流动阻力减小，必然使延伸加大、宽展减小。减小。G
20、 G、孔型形状对宽展的影响、孔型形状对宽展的影响孔型形状对宽展量孔型形状对宽展量 影响也是很大的。型钢轧制时，经常利用孔型形状达到强迫影响也是很大的。型钢轧制时，经常利用孔型形状达到强迫宽展和限制宽展的目的。宽展和限制宽展的目的。第14页，共25页。轧制过程中的前滑和后滑现象轧制过程中的前滑和后滑现象 轧制过程中轧件在高度方向受到压缩的金属，一部分纵向流动，使轧件轧制过程中轧件在高度方向受到压缩的金属，一部分纵向流动，使轧件形成延伸，而另一部分金属向横向移动，使轧件形成宽展。形成延伸，而另一部分金属向横向移动，使轧件形成宽展。轧件的延伸是由于被压下金属向轧辊入口和出口两个方向流动的结果。在轧制
21、过程轧件的延伸是由于被压下金属向轧辊入口和出口两个方向流动的结果。在轧制过程中轧件出口速度中轧件出口速度VhVh大于轧辊在该处单位线速度大于轧辊在该处单位线速度V V，即，即VhVhV V的现象称为前滑现象；而轧件的现象称为前滑现象；而轧件进入轧辊的速度进入轧辊的速度VHVH小于轧辊在该处的线速度小于轧辊在该处的线速度V V的水平分量现象叫后滑现象。的水平分量现象叫后滑现象。前滑值：通常把轧件出口速度前滑值：通常把轧件出口速度VhVh与对应点的轧辊圆周速度的线速度之差与轧与对应点的轧辊圆周速度的线速度之差与轧辊圆周速度的线速度的比值称为前滑值。辊圆周速度的线速度的比值称为前滑值。后滑值：指轧件
22、入口断面轧件的速度与轧辊在该点处的圆周速度的水平分速度后滑值：指轧件入口断面轧件的速度与轧辊在该点处的圆周速度的水平分速度之差同轧辊圆周速度的水平分速度之比值来表示。之差同轧辊圆周速度的水平分速度之比值来表示。第15页，共25页。影响前滑的因素影响前滑的因素 A A、压下率对前滑的影响、压下率对前滑的影响 前滑随压下率的增加而增加，其原因是由于高向压缩变形增加，纵向和横向变形都前滑随压下率的增加而增加，其原因是由于高向压缩变形增加，纵向和横向变形都增加，因而前滑值增加，因而前滑值ShSh增加。增加。B B、轧辊直径对前滑的影响、轧辊直径对前滑的影响 前滑值是随轧辊直径的增加而增加的。因为在其它
23、条件相同的情况下，当轧辊直径前滑值是随轧辊直径的增加而增加的。因为在其它条件相同的情况下，当轧辊直径增加时，咬入角就要降低，而摩擦角增加时，咬入角就要降低，而摩擦角保持常数，所以稳定轧制阶段的剩余摩擦力相应保持常数，所以稳定轧制阶段的剩余摩擦力相应地就增加，由此将导致金属的塑性流动速度的增加，也就是前滑的增加。地就增加，由此将导致金属的塑性流动速度的增加，也就是前滑的增加。当辊径当辊径D D400mm400mm时，前滑值随辊径的增加而增加的较快。时，前滑值随辊径的增加而增加的较快。当辊径当辊径D D400mm400mm时时,前滑增加的较慢。前滑增加的较慢。C C、张力对前滑的影响、张力对前滑的
24、影响 有张力存在时，前滑显著的增加。前张力增加时，使金属向前流动的有张力存在时，前滑显著的增加。前张力增加时，使金属向前流动的阻力减少，从而增加前滑区；反之，后张力增加时，则后滑区增加。阻力减少，从而增加前滑区；反之，后张力增加时，则后滑区增加。第16页，共25页。轧制压力轧制压力 轧制过程中通常金属给轧辊的总压力的垂直分量称为轧制压力或轧制力。轧制过程中通常金属给轧辊的总压力的垂直分量称为轧制压力或轧制力。轧制压力是解决轧钢设备的强度校核，主电机容量选择或校核，制订合轧制压力是解决轧钢设备的强度校核，主电机容量选择或校核，制订合理的轧制工艺规程等方面问题时必不可缺少的基本参数。轧制压力可以通
25、过理的轧制工艺规程等方面问题时必不可缺少的基本参数。轧制压力可以通过直接测量法或计算法获得。直接测量法或计算法获得。影响轧制压力的因素影响轧制压力的因素A A、轧件材质的影响、轧件材质的影响：含碳量高或合金成分高的材料，因其变形抗力：含碳量高或合金成分高的材料，因其变形抗力 大，轧制时单位压力也大，所以轧制力也就大。大，轧制时单位压力也大，所以轧制力也就大。B B、变形温度的影响、变形温度的影响：随着温度的增加，钢的变形抗力降低，所以轧制压力降低。：随着温度的增加，钢的变形抗力降低，所以轧制压力降低。C C、变形速度的影响、变形速度的影响：热轧时，随着轧制速度的增加，变形抗力有所增加，：热轧时
26、，随着轧制速度的增加，变形抗力有所增加，平均单位压力将增加，故轧制压力增加。平均单位压力将增加，故轧制压力增加。第17页，共25页。D、外摩擦的影响：、外摩擦的影响：轧辊与轧件间的摩擦力越大，轧制时金属轧辊与轧件间的摩擦力越大，轧制时金属流动阻力愈大，单位压力愈大，需要的轧制力也愈大。在光滑流动阻力愈大，单位压力愈大，需要的轧制力也愈大。在光滑的轧辊上轧制比在表面粗糙的轧辊上轧制时所需要的轧制力小。的轧辊上轧制比在表面粗糙的轧辊上轧制时所需要的轧制力小。E、轧辊直径的影响：、轧辊直径的影响：轧辊直径对轧制压力的影响通过两方面起轧辊直径对轧制压力的影响通过两方面起作用，当轧辊直径增大，变形区长度
27、增长，使得接触面积增大，作用，当轧辊直径增大，变形区长度增长，使得接触面积增大，导致轧制力增大。另一方面，由于变形区长度增大，金属流动摩导致轧制力增大。另一方面，由于变形区长度增大，金属流动摩擦阻力增大，则单位压力增大，所以轧制力也增大。擦阻力增大，则单位压力增大，所以轧制力也增大。F、轧件宽度的影响：、轧件宽度的影响：轧件越宽，接触面积增加，轧制力增加；轧件越宽，接触面积增加，轧制力增加；轧件宽度对单位压力的影响一般是宽度增大，单位压力增大。轧件宽度对单位压力的影响一般是宽度增大，单位压力增大。G、压下率的影响：、压下率的影响：压下率愈大，轧辊与轧件接触面积愈大，轧压下率愈大，轧辊与轧件接触
28、面积愈大，轧制力增大；同时随着压下量的增加，平均单位压力也增大。制力增大；同时随着压下量的增加，平均单位压力也增大。第18页，共25页。变形抗力的概念变形抗力的概念v金属是由原予组成的质点系统在原子间除有引力外，还有斥力金属是由原予组成的质点系统在原子间除有引力外，还有斥力存在当原子间的距离较大时，原子间的相互作用表现为引力；存在当原子间的距离较大时，原子间的相互作用表现为引力；随着距离的减小，斥力比引力增大的快，因此在距离较小时斥力随着距离的减小，斥力比引力增大的快，因此在距离较小时斥力将超过引力，原子间的作用将表现为斥力。当原子间的吸引力和将超过引力，原子间的作用将表现为斥力。当原子间的吸
29、引力和斥力相互平衡时，原子的势能最低，原子所处的位置将是稳定平斥力相互平衡时，原子的势能最低，原子所处的位置将是稳定平衡位置，此时我们称物体处于自由状态。衡位置，此时我们称物体处于自由状态。v 当有外力作用于物体上时，原子将离开其稳定平衡位置而被激当有外力作用于物体上时，原子将离开其稳定平衡位置而被激发。结果物体的势能增高并且产生尺寸和形状的弹性改变。被激发。结果物体的势能增高并且产生尺寸和形状的弹性改变。被激发的原子力图回到其稳定平衡位置上去，原子偏离离稳定平衡位发的原子力图回到其稳定平衡位置上去，原子偏离离稳定平衡位置愈严重力图回到稳太平衡放置的趋向愈大。置愈严重力图回到稳太平衡放置的趋向
30、愈大。v 随着外力的增大，原子相对其本身稳定平衡位置的偏离将增大，当超随着外力的增大，原子相对其本身稳定平衡位置的偏离将增大，当超过一定数值时，原子即转向新的稳定平衡位置，结果物体开始产生塑性过一定数值时，原子即转向新的稳定平衡位置，结果物体开始产生塑性变形。可见塑性变形的单元过程乃是大量原子定向地由一些稳定平衡位变形。可见塑性变形的单元过程乃是大量原子定向地由一些稳定平衡位置向另一些稳定平衡体置的非同步地移动。这种过程的多次重演，将使置向另一些稳定平衡体置的非同步地移动。这种过程的多次重演，将使物体的尺寸和形状产生可觉察的塑性改变。物体的尺寸和形状产生可觉察的塑性改变。第19页，共25页。v
31、 在原子离开原来的稳定平衡位置之前，必首先在原子离开原来的稳定平衡位置之前，必首先相对稳定平衡位置产生偏离，故塑性变形只能产相对稳定平衡位置产生偏离，故塑性变形只能产生在呈现弹性变形的介质中。生在呈现弹性变形的介质中。v 欲使大量的原子定向地由原来的稳定平衡位置欲使大量的原子定向地由原来的稳定平衡位置移向新的稳定平衡位置，必须在物体内引起一定移向新的稳定平衡位置，必须在物体内引起一定的应力场，以克服力图使原子回到原来平衡位置的应力场，以克服力图使原子回到原来平衡位置上去的弹性力。上去的弹性力。v 可见，物体有保持其原有形状而抵抗变形的能可见，物体有保持其原有形状而抵抗变形的能力。度量物体的这种
32、抵抗变形的能力的力学指标，力。度量物体的这种抵抗变形的能力的力学指标，我们定义为塑性变形抗力我们定义为塑性变形抗力(或简称为或简称为变形抗力变形抗力)。第20页，共25页。v温度对变形抗力的影响温度对变形抗力的影响v 温度是对变形抗力影响最大的一个因素。温度是对变形抗力影响最大的一个因素。随着温度的提高各种金属和合金的所有强随着温度的提高各种金属和合金的所有强度指标度指标(屈服极限、强度极限及硬度等屈服极限、强度极限及硬度等)均均降低。这是因为随着温度的提高，金属原降低。这是因为随着温度的提高，金属原子热振动的振幅增大，原子问的键力减弱，子热振动的振幅增大，原子问的键力减弱，从而金属产生塑性变
33、形所需要的能量减小，从而金属产生塑性变形所需要的能量减小，变形抗力降低。变形抗力降低。第21页，共25页。v 变形程度是影响变形抗力的一个重要的因素。在冷状态下由于金属的强化变形程度是影响变形抗力的一个重要的因素。在冷状态下由于金属的强化(或或称加工硬化称加工硬化)随变形程度的增大变形抗力显著地提高。加工硬化是金属随变形程随变形程度的增大变形抗力显著地提高。加工硬化是金属随变形程度的增大所呈现的强度指标度的增大所呈现的强度指标(屈服极限、强度极限及硬度等屈服极限、强度极限及硬度等)增大、塑性指标增大、塑性指标(相相对延伸率、断面收缩率及冲击韧性等对延伸率、断面收缩率及冲击韧性等)降低、物理及化
34、学性能发生变化降低、物理及化学性能发生变化(电阻增大、电阻增大、抗腐蚀性及导热性降低、导磁率改变抗腐蚀性及导热性降低、导磁率改变)等现象的总称。等现象的总称。v 由于金属的基本变形机理是滑移，金属的加工硬化通常认为是由于在塑性变形过由于金属的基本变形机理是滑移，金属的加工硬化通常认为是由于在塑性变形过程中空间晶格产生弹性畸变所引起。金属空间晶格的畸变会阻碍沿移的进行，畸变程中空间晶格产生弹性畸变所引起。金属空间晶格的畸变会阻碍沿移的进行，畸变的愈严重塑性变形愈难于产生，金属的变形抗力愈大，塑性愈低。随着变形程度的的愈严重塑性变形愈难于产生，金属的变形抗力愈大，塑性愈低。随着变形程度的增大，晶格
35、的畸变增大，滑移带将产生严重的弯曲，在滑移带中晶体将碎化为微晶增大，晶格的畸变增大，滑移带将产生严重的弯曲，在滑移带中晶体将碎化为微晶块同时产生微观裂纹，这就进一步使金属的变形抗力增大，塑性降低。块同时产生微观裂纹，这就进一步使金属的变形抗力增大，塑性降低。v 变形抗力随变形程度增大而增大的速度，一般用强化强度来度量。强化强度变形抗力随变形程度增大而增大的速度，一般用强化强度来度量。强化强度可用强化曲线可用强化曲线(真实应力曲线真实应力曲线)在相应点上的切线的率来表示。在相应点上的切线的率来表示。第22页，共25页。v相对变形对于时间的导数称为变形速度。相对变形对于时间的导数称为变形速度。v
36、变形速度对变形抗力有很大影响，通常随变形速度的提高变形抗变形速度对变形抗力有很大影响，通常随变形速度的提高变形抗力增大。关于变形速度对变形抗力的影响的物理本质研究的还很不力增大。关于变形速度对变形抗力的影响的物理本质研究的还很不够。根据强化够。根据强化-恢复理论，认为在塑性变形过程中在变形金属内有两恢复理论，认为在塑性变形过程中在变形金属内有两个相反的过程个相反的过程强比过程和软化过程强比过程和软化过程(恢复和再结晶恢复和再结晶)同时存在。同时存在。由于软化过程是以一定速度在进行的，变形速度愈大软化过程越来由于软化过程是以一定速度在进行的，变形速度愈大软化过程越来不及充分进行，金属强化的越严重
37、，因此随变形速度的提高变形抗不及充分进行，金属强化的越严重，因此随变形速度的提高变形抗力增大。在变形速度较小时，强化强度随变形速度的提高而增大，力增大。在变形速度较小时，强化强度随变形速度的提高而增大，在一定的变形速度下强化强度达最大值，此后变形速度再增大强化在一定的变形速度下强化强度达最大值，此后变形速度再增大强化强度将不再增大或者有所减小。这是因为变形速度较高时温度效应强度将不再增大或者有所减小。这是因为变形速度较高时温度效应较为显著。较为显著。第23页，共25页。连连 轧轧 所谓连轧所谓连轧是指轧件同时通过数架顺序排列的轧机进行的轧制，各轧机通过轧件而相互联系、相是指轧件同时通过数架顺序
38、排列的轧机进行的轧制，各轧机通过轧件而相互联系、相互影响、相互制约。从而使轧制的变形条件、连轧的运动学条件和连轧的力学条件具有一系列的特互影响、相互制约。从而使轧制的变形条件、连轧的运动学条件和连轧的力学条件具有一系列的特点。点。连轧的变形条件连轧的变形条件A A、金属秒流量相等、金属秒流量相等单位时间内通过轧辊的金属流量叫做金属秒流量。单位时间内通过轧辊的金属流量叫做金属秒流量。为保证连轧过程的正常进行，必须使通过连轧机组各架轧机的金属秒流量保持相等，此为保证连轧过程的正常进行，必须使通过连轧机组各架轧机的金属秒流量保持相等，此即所谓连轧过程秒流量相等原则。秒流量相等的条件一旦破坏就会造成拉钢或堆钢，从即所谓连轧过程秒流量相等原则。秒流量相等的条件一旦破坏就会造成拉钢或堆钢，从而破坏了变形的平衡状态。拉钢可使轧件横断面收缩，严重时造成轧件断裂；堆钢可造而破坏了变形的平衡状态。拉钢可使轧件横断面收缩，严重时造成轧件断裂；堆钢可造成轧件引起设备事故。成轧件引起设备事故。B B、连轧的运动学条件、连轧的运动学条件前一机架轧件的出辊速度等于后一机架的入辊速度前一机架轧件的出辊速度等于后一机架的入辊速度C C、连轧的力学条件、连轧的力学条件前一机架的前张力等于后一机架的后张力前一机架的前张力等于后一机架的后张力第24页，共25页。第25页，共25页。
