1.什么叫鋼的塑性？

      在外力作用下，鋼能在體積不變的情況下，穩(wěn)定地改變其形狀而不破壞的能力叫鋼的塑性。但不能把塑性與柔性混為一談，因?yàn)槿彳浶员硎窘饘賹?duì)變形力的抵抗能力，即所謂變形抗力的大小。 例如鉛同時(shí)具有良好的塑性及柔軟性，鋼并不是同時(shí)具有這兩種性質(zhì)的，例如奧氏體不銹鋼在冷狀態(tài)下能經(jīng)受很大的變形而不破裂，說(shuō)明它的塑性很好。但這種鋼的變形抗力很大，所以它并不柔軟。

      一般情況下鋼在高溫的變形抗力都很小（即柔軟），但不能說(shuō)都具有良好的塑性。因?yàn)殇摰乃苄栽诟邷刈冃螘r(shí)受多種因素影響，它不僅取決于鋼的內(nèi)在因素(化學(xué)成分組織構(gòu)造、非金屬夾雜物等)，而且還取決于軋鋼時(shí)的外部條件變形溫度、變形速度、應(yīng)力狀態(tài)以及加熱介質(zhì)等。

 

2.什么叫塑性變形和彈性變形？

未超過(guò)金屬本身彈性極限的變形叫彈性變形。

當(dāng)加在晶體上的外力超過(guò)其彈性極限時(shí)，去掉外力之后歪扭的晶格和破碎的晶粒不能恢復(fù)到原始狀態(tài)，這種永久變形叫塑性變形。

 

3.什么叫應(yīng)力？什么叫應(yīng)力集中？

      塑性變形時(shí)，作用在金屬上的外力有作用力和反作用力，由于這兩種力的作用，在金屬內(nèi)部將產(chǎn)生與外力大小相平衡的內(nèi)力。單位面積上的這種內(nèi)力稱為應(yīng)力，以δ表示

δ= P/S

式中δ-物體產(chǎn)生的應(yīng)力，MPa；

P-作用于物體的外力，N；

S-承受外力作用的物體面積，㎜。

      當(dāng)金屬內(nèi)部存在應(yīng)力，其表面又有尖角、尖缺口、結(jié)疤、折疊、劃傷裂紋等缺陷存在時(shí)，應(yīng)力將在這些缺陷處集中分布，使這些缺陷部位的實(shí)際應(yīng)力比正常應(yīng)力高數(shù)倍。這種現(xiàn)象叫應(yīng)力集中。

金屬內(nèi)部氣泡、縮孔、裂紋、夾雜物及殘余應(yīng)力等對(duì)應(yīng)力的反應(yīng)與物體的表面缺陷相同，在應(yīng)力作用下，也會(huì)發(fā)生應(yīng)力集中。

      應(yīng)力集中在很大程度上提高了金屬的變形抗力，降低了金屬的塑性，金屬的破壞往往最先從應(yīng)力集中的地方開(kāi)始。

 

4.熱軋機(jī)有什么優(yōu)缺點(diǎn)？冷軋有什么優(yōu)缺點(diǎn)？

      熱軋，首先能消除鑄造金屬中的某些缺陷，如焊臺(tái)氣孔，破碎粗大晶粒以及改變夾雜物的分布等，使金屬的致密性和力學(xué)性得到改善。其次，原料（鋼錠或鋼坯）經(jīng)過(guò)加熱塑性提高，變形抗力降低，因此軋制時(shí)可增加變形量，有利于提高生產(chǎn)率。另外，由于金屬變形抗力減小，對(duì)軋制設(shè)備的要求可以相應(yīng)低些，所以能降低設(shè)備造價(jià)，并使電動(dòng)機(jī)能耗大大降低。

      熱軋的缺點(diǎn)是，高溫軋制產(chǎn)生氧化鐵皮，使金屬表面質(zhì)量不夠光澤；產(chǎn)品的尺寸不夠精確；力學(xué)性能也不如冷加工好。

      冷軋與熱軋相比它的優(yōu)點(diǎn)是，產(chǎn)品表面質(zhì)量好，尺寸厚度均勻，力學(xué)性能好，并且能生產(chǎn)薄而小的軋件。冷軋的缺點(diǎn)是軋制壓力大，要求設(shè)備強(qiáng)度高，電機(jī)功率大，能耗大，因此一般冷軋材的生產(chǎn)先用熱軋開(kāi)坯而后進(jìn)行冷軋。

 

5.影響金屬熱塑性變形的因素有哪些？

      影響金屬熱塑性變形的因素很多，熱軋生產(chǎn)中除了孔型設(shè)計(jì)等條件外，就熱軋工藝本身來(lái)說(shuō)，影響金屬熱塑性變形的因素有金屬本身內(nèi)部因素和加熱等外部條件。

      理論和實(shí)踐都確認(rèn)純金屬及其固溶體的塑性較好，而金屬化合物的塑性很低。例如純鐵有很高的塑性碳在鋼中的固溶體-奧氏體，也有很高的塑性；而化合物Fe3C 卻很脆。鋼中存在碳及其他合金元素，使鋼的高溫組織，除有奧氏體外，還有其他過(guò)剩相。這些過(guò)剩相（例如某些奧氏體不銹鋼中的鐵素體，高速工具鋼的共晶碳化物等）降低鋼的高溫塑性。鋼中的雜質(zhì)也是影響金屬熱塑性變形的內(nèi)在因素，鋼中的硫能使鋼產(chǎn)生熱脆。

      影響熱軋時(shí)塑性變形的外部條件有加熱介質(zhì)和加熱工藝，對(duì)合金鋼來(lái)說(shuō)，加熱介質(zhì)尤為重要。鎳含量達(dá)2~3%以上的合金鋼，在含硫氣氛中加熱時(shí)，硫會(huì)擴(kuò)散到金屬中，并在晶界上形成低熔點(diǎn)的Ni3S2化合物，因而降低了金屬的塑性。含銅的表面氧化鐵皮下會(huì)富集一薄層熔點(diǎn)低于1100℃,時(shí)熔化并侵蝕鋼的表面層，使鋼在熱鍛、軋加工時(shí)開(kāi)裂。

      熱軋溫度選擇不合適，也會(huì)給金屬帶來(lái)不良的影響。當(dāng)終軋溫度過(guò)高時(shí)，往往會(huì)造成金屬的晶粒粗大：若終軋溫度過(guò)低時(shí)，又會(huì)造成晶粒沿加工方向伸長(zhǎng)的組織，并有一定的加工硬化。在這兩種情況下，金屬的性能都會(huì)變壞。所以，合理控制金屬的熱軋溫度范圍，對(duì)獲得所需要的金屬組織和性能，具有重要的意義。

 

6.什么叫體積不變定律？

      鋼坯在頭幾道軋制中因其縮孔、疏松、氣泡、裂紋等缺陷受壓縮而致密，體積有所減小，此后個(gè)軋制道次的金屬體積不再發(fā)生變化。這種軋制前后體積不變的客觀事實(shí)叫做體積不變定律。它是計(jì)算軋制變形前后的軋件尺寸的基本依據(jù)。H、B、L^-表示軋制前軋件的高、寬、長(zhǎng);h 、b、l^-軋制后的軋件的高、寬、長(zhǎng)

     軋前的軋件體積以V₁表示，軋后的軋件體積以V₂表示，因?yàn)榫匦误w積等于軋件的高X寬X長(zhǎng) ,

所以V₁=HBL

V₂=hbl

根據(jù)體積不變定律，軋件軋制前后體積相等，即

V₁=V₂

故 HBL=hbl

根據(jù)上式可計(jì)算軋制前后軋件的尺寸變化。

 

7.什么是最小阻力定律？

      鋼在塑性變形時(shí)，金屬沿著變形抵抗力最小的方向流動(dòng)，這就叫最小阻力定律。

 

8.什么叫咬入？什么叫咬入角？

      軋鋼是利用兩個(gè)旋轉(zhuǎn)著的軋輥將軋件拉入輥縫進(jìn)行壓力加工，軋輥把軋件拉入輥縫叫咬入，軋輥咬入金屬是實(shí)現(xiàn)軋制所必須的條件。在實(shí)際生產(chǎn)中咬入是否順利對(duì)軋鋼機(jī)的正常操作和產(chǎn)量有直接影響。壓下量大不易咬入。壓下量小易咬入，但又降低了軋制效率。

      軋制時(shí)軋件與軋輥表面接觸的弧線叫咬入弧。咬入弧所對(duì)的圓心角稱作咬入角。咬入角由壓下量決定。在實(shí)際生產(chǎn)中不同條件下允許的最大咬入角不同。咬入角的大小與軋輥表面和軋件的表面狀態(tài)、軋制溫度以及軋輥轉(zhuǎn)速等因素有關(guān)，即與軋輥、軋件間的摩擦系數(shù)有關(guān)。當(dāng)咬入角大于允許的最大咬入角時(shí)，軋件不能咬入。當(dāng)咬入角小于或等于最大咬入角時(shí)，軋件才能咬入。當(dāng)軋輥的線速度在1.5-2.5m/s 時(shí)，各種不同軋制條件下的允許最大咬入角如下：

軋制條件 咬入角

在有表面刻痕或堆焊的軋輥上熱軋 α=27-34

在型鋼軋機(jī)上熱軋 α=22-24

在鋼板軋機(jī)上熱軋 α=15-24

在表面粗糙的軋輥上冷軋 α=5-6

在表面光滑帶潤(rùn)滑的軋輥上冷軋 α=3-4

 

9.怎樣實(shí)現(xiàn)正常咬入？

      當(dāng)軋件與軋輥接觸時(shí)，軋件以力P作用在軋輥上，而每個(gè)軋輥運(yùn)動(dòng)時(shí)相互接觸，所以在軋件與軋輥之間產(chǎn)生摩擦力F。F在水平方向有一分力Fx，靠水平分力Fx將軋件拉入軋輥，稱Fx為拉入力。軋輥對(duì)軋件的壓力P的水平分力為Px ，其方向與Fx相反，阻礙軋件進(jìn)入軋輥，稱Px 為推出力。當(dāng)Fx等于或小于Px 時(shí)，軋件不能進(jìn)入軋輥，只有在Fx＞Px，軋件才能被拉入軋輥，實(shí)現(xiàn)正常咬入。

 

10.什么叫壓下量？什么叫壓下率？

      在軋制過(guò)程中軋件的高寬長(zhǎng)尺寸都發(fā)生變化。軋制后軋件高度的減少量叫做壓下量。即

△h=H-h

式中△h-壓下量，㎜；

H - 軋件在軋制前的高度，㎜；

h - 軋件在軋制后的高度，㎜；

 

11.怎么改善咬入條件？

      咬入角和摩擦系數(shù)是影響軋輥咬入軋件的兩個(gè)因素。當(dāng)摩擦系數(shù)一定時(shí)，為使軋件順利咬入，必須減小咬入角。減小咬入角的方法有以下兩種：

1） 當(dāng)壓下量一定時(shí)，增加輥的直徑；

2） 當(dāng)軋輥直徑一定時(shí)，減小壓下量。但是軋機(jī)確定后，軋輥直徑一般改變不大，而減小壓下量又對(duì)提高生產(chǎn)率不利，為了解決這一矛盾，采用以下幾種措施

（1當(dāng)壓下量超過(guò)允許數(shù)值時(shí)，把軋件端部加工成截錐形，以減小咬入角。初軋機(jī)軋制鋼錠時(shí)采用小頭（即厚度較小的一端）進(jìn)剛就是一例。

（2降低咬入時(shí)的軋制速度，增加摩擦系數(shù)。改變軋制速度，在直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的軋機(jī)上，是容易做到的，而對(duì)大多數(shù)不可調(diào)速的軋鋼機(jī)來(lái)說(shuō)幾乎是不可能的。

（3應(yīng)用刻痕和堆焊的軋輥，增加軋輥的摩擦系數(shù)。但刻痕對(duì)軋件表面質(zhì)量產(chǎn)生有害影響，所以此法通常僅在粗軋前幾道次使用。

（4利用沖擊改善咬入條件即通常所說(shuō)的強(qiáng)迫喂鋼，實(shí)際上是在沖擊力作用下軋件前端撞成錐形，從而減小了咬入角的結(jié)果。

 

12.什么叫延伸量? 什么叫延伸系數(shù)？

      根據(jù)體積不變定律，軋制時(shí)軋件的橫斷面減小，其長(zhǎng)度一定相應(yīng)地增加。軋件長(zhǎng)度的增加量就叫延伸量，可用下式表達(dá)：

△l=l-L

式中△l-延伸量，㎜；

l-軋件變形后的長(zhǎng)度，㎜；

L-軋件變形前的長(zhǎng)度，㎜；

軋制后的軋件長(zhǎng)度與軋制前的軋件長(zhǎng)度之比叫延伸系數(shù)：

Ц = l/L

Ц為延伸系數(shù)。

延伸系數(shù)也可以用軋制前、后軋件的橫截面面積之比表示，有時(shí)把這個(gè)面積之比叫做壓縮比，用它來(lái)衡量軋件的變形程度。

Ц=S1/SO

式中SO -軋制前軋件的斷面面積，㎜2；

S1 -軋制后軋件的斷面面積，㎜2；

當(dāng)軋制寬帶材和板材時(shí)，寬展量中略去不計(jì)，即軋制前后軋件的寬度相等（B=b）。這時(shí)的延伸系數(shù)就等于軋制前后軋件高度的比值（壓下系數(shù)）：

Ц總=H/h

 

13.什么叫平均延伸系數(shù)？什么叫總延伸系數(shù)?

      總延伸系數(shù)的物理意義是軋件最終長(zhǎng)度與原始長(zhǎng)度之比：

Ц總 =Lx/Lo

式中Ц總-總延伸系數(shù);

Lx -軋件最終長(zhǎng)度，㎜；

Lo -軋件原始長(zhǎng)度，㎜；

軋制型材時(shí)也常以軋件原始橫截面面積與最終橫截面積之比來(lái)表示總延伸系數(shù)，即

Ц總 = SO /S1

式中SO-軋件原始橫截面面積，㎜2；

S1-軋件最終橫截面面積，㎜2；

總延伸系數(shù)等于各道次延伸系數(shù)的乘積，即

Ц總 =Ц1Ц2Ц3……. Цx

 

14.為什么壓下量是影響寬展的主要原因？

      軋制時(shí)軋件的高度方向受壓，金屬向長(zhǎng)度和寬度方向流動(dòng)，即產(chǎn)生延伸和寬展。壓下力愈大，相應(yīng)的延伸和寬展也愈大。實(shí)踐證明，壓下量是影響寬展的主要因素，當(dāng)軋前高度H不變時(shí)，寬展量與壓下率（相應(yīng)壓下量）關(guān)系如圖所示。

 

15.什么叫連軋和連軋常數(shù)？

      一根軋件同時(shí)在幾架軋機(jī)上軋制并保持在單位時(shí)間內(nèi)軋件通過(guò)各軋機(jī)的體積相等的軋制叫連軋。單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)金屬體積（如果是一秒內(nèi)通過(guò)的金屬體積，就稱為金屬秒流量）。用下式計(jì)算： V=πDn/60 .S

式中V-單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)軋機(jī)的金屬體積，㎜3；

D-軋輥工作直徑，㎜2；

n-軋輥轉(zhuǎn)速，r/min；

S-軋件斷面面積，㎜2；

在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)每架軋機(jī)的金屬體積等于一個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)叫連軋常數(shù)。可用下式表示：

K連=S1D1n1=S2D2n2 =S3D3n3=………SnDnnn

      在實(shí)際生產(chǎn)中，由于前滑的影響以及孔型等因素的不斷變化，連軋常數(shù)也是不斷變化的。所以連軋常數(shù)必須經(jīng)常相應(yīng)的調(diào)整和修正。

 

16.什么叫張力和張力軋制？

      在連軋過(guò)程中，前后兩架軋機(jī)存在金屬秒流量差，當(dāng)后架的秒流量大于前架時(shí)，造成前后架之間的軋件受到前軋機(jī)的拉力作用，此力通常稱為張力。存在張力的軋制過(guò)程稱為張力軋制。

張力不僅廣泛存在與冷、熱連軋生產(chǎn)的軋機(jī)之前，而且存在于卷筒和軋機(jī)之間，因?yàn)榫硗灿谲垯C(jī)之間也存在速度差，也能使帶鋼在軋制過(guò)程中產(chǎn)生張力。利用調(diào)節(jié)卷筒與軋機(jī)的速度關(guān)系，就可能獲得所需要的前張力或后張力。

      軋制過(guò)程中可以用張力有效得改善板形，明顯地降低軋制壓力。帶張力的軋制能使帶鋼（或板筒）軋得更薄。

 

17.什么叫微張力軋制？

      微張力軋制是不用活套支撐器，而且主電機(jī)的傳動(dòng)矩隨張力的變化直接控制軋件在機(jī)架間張力的一種軋制方法，微張力軋制通常用在線棒材軋機(jī)的中軋機(jī)組，以及熱軋帶鋼粗軋機(jī)機(jī)組的串列機(jī)架和精軋機(jī)組的前3架。

      與活套支撐器相比，微張力控制可以提高機(jī)架間張力的控制精度和響應(yīng)性，滿足軋機(jī)多品種、多規(guī)格的需要，還可以減少維修工作量和降低生產(chǎn)成本。

 

18.什么叫軋制壓力？什么叫單位壓力？

      軋制壓力是軋件變形時(shí)金屬作用在軋輥上的垂直于接觸面積水平投影的力。它是制訂軋制工藝規(guī)程和進(jìn)行軋機(jī)設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。

軋制壓力一般用下式計(jì)算：

P總=P平均S接觸

式中P總-軋制總壓力，N；

P平均 -平均單位壓力，MPa;

S接觸 -接觸面積，㎜2。

變形區(qū)間內(nèi)單位面積上的軋制壓力稱為單位壓力。

      單位壓力由兩部分組成，一部分是克服軋件內(nèi)部滑移阻力所需要的力，以K表示，稱為鋼的變形抗力（即軋制條件下的平面變形抗力，K=1.15O，O取決于金屬的化學(xué)成分和組織狀態(tài)、變形溫度、變形速度及變形量，在這些條件一定時(shí)，O可通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定，目前人們已把許多實(shí)驗(yàn)結(jié)果制成了曲線，O中由曲線查出）；另一部分是克服金屬塑性變形時(shí)產(chǎn)生的附加抗力，以K附加表示，K附加隨著摩擦系數(shù)的增加而增加。所以單位壓力又可用下式表示：

p=K+K附加

      實(shí)驗(yàn)證明，單位壓力在變形區(qū)內(nèi)的分布是不均勻的。一般在變形區(qū)進(jìn)出口處的單位壓力較小，在變形區(qū)內(nèi)某一中間位置的單位壓力最大。單位壓力在變形區(qū)內(nèi)的這種分布不均勻，造成軋制壓力計(jì)算十分困難。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中常用平均單位壓力進(jìn)行計(jì)算。

由于上述計(jì)算方法有一定的局限性，所以為了得到較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，就需要利用測(cè)定的辦法得到軋制壓力。

 

19.影響軋制壓力的主要因素有那些？

影響軋制壓力的因素有：

1）絕對(duì)壓下量 在軋輥直徑和摩擦系數(shù)相同的條件下隨著絕對(duì)壓下量的增加，軋件于軋輥的接觸面積加大，軋制壓力增加。同時(shí)接觸弧長(zhǎng)增加，軋件與軋輥的接觸面積加大，軋制壓力增加。同時(shí)接觸弧長(zhǎng)增加，外摩擦的影響加劇，平均單位壓力增加，軋制壓力也隨之增大。

2）軋輥直徑 在其他條件一定時(shí)，隨著軋輥直徑的加大，接觸面積增加，同時(shí)接觸弧長(zhǎng)增加，外摩擦的影響加劇。因而，軋制壓力增大。

3）軋制寬度 隨著軋件寬度的增加，接觸面積增加，軋制壓力增大。

4）軋制厚度 隨著軋件厚度的增加，軋制壓力減?。环粗?，軋件愈薄，軋制壓力愈大。

5）軋制溫度 隨著軋制溫度的升高，變形抗力降低，平均單位壓力降低，軋制壓力減小。

6）摩擦系數(shù) 隨著摩擦系數(shù)的增加，外摩擦影響加大，平均單位壓力增加，軋制壓力增大。

7）軋件的化學(xué)成分 在相同條件下，軋件的化學(xué)成分不同，金屬的內(nèi)部組織和性能不同，軋制壓力也不同。

8）軋制速度 熱軋時(shí)隨著軋制速度的增加，變形抗力增加。冷軋時(shí)隨著變形速度的增大、軋件溫度的升高變形抗力有所降低。