《轧制过程基本概念》课件

轧制过程基本概念轧制是一种重要的金属加工工艺，涉及到将金属材料通过轧辊施加压力，使其发生塑性变形，从而改变金属的形状、尺寸和性能轧制的定义和特点

1.定义特点轧制是一种金属塑性加工方法，通过一对或多对轧辊之间的压力轧制过程具有生产效率高、产品质量稳定、尺寸精度高、材料利，使金属材料发生塑性变形，从而改变金属材料的形状和尺寸用率高等特点轧机的组成部分轧辊机架轧辊是轧机的主要工作部件，对金属机架是轧机的骨架，支撑轧辊并承受材料进行塑性变形轧制力传动系统传动系统为轧辊提供动力，使轧辊转动并对金属材料施加压力轧机的分类按轧制材料分类按轧制产品分类按轧制工艺分类123可以分为热轧机和冷轧机可以分为薄板轧机、厚板轧机、带可以分为连续轧制和逐级轧制材轧机等冷轧和热轧的区别冷轧热轧冷轧是指在常温下进行的轧制，轧件强度高，表面光洁度好热轧是指在高温下进行的轧制，轧件强度低，表面粗糙度高轧辊的材料和作用高强度材料耐磨性轧辊需要承受巨大的压力和摩擦，因此必须使用高强度材料制造轧辊表面会受到频繁的磨损，因此需要具有良好的耐磨性，以延，例如合金钢长使用寿命耐热性尺寸稳定性在热轧过程中，轧辊会暴露在高温环境中，因此需要具有良好的轧辊的尺寸需要保持稳定，以确保轧制产品的精度和质量耐热性，以防止变形或损坏轧辊的表面加工表面光洁度表面硬度轧辊表面光洁度影响轧件表面质量表面硬度影响轧辊使用寿命表面粗糙度表面粗糙度影响轧件尺寸精度轧件的几何尺寸参数厚度宽度长度形状轧件的厚度是影响其性能的轧件的宽度是指其横向尺寸轧件的长度是指其纵向尺寸轧件可以是各种形状，如板重要参数厚度通常用毫米宽度也用毫米（mm）表示长度通常用米（m）表示材、型材、管材等（mm）表示单一轧制过程的应力分析压缩应力1轧制过程中，轧辊对轧件施加压力，产生压缩应力，导致轧件变形剪切应力2轧辊与轧件之间的摩擦力产生剪切应力，影响轧件的流动和变形拉伸应力3轧件在变形过程中，由于轧辊的拉力，在轧件内部产生拉伸应力轧件的塑性变形机理晶粒变形位错运动金属材料在轧制过程中，晶粒发轧制过程中，金属材料内部的位生形变，导致晶粒尺寸变小，晶错发生移动和增殖，导致金属材粒形状变得不规则料的强度和硬度增加孪晶再结晶在轧制过程中，金属材料内部的轧制过程中的热变形会导致金属晶粒发生孪晶，导致金属材料的材料发生再结晶，形成新的晶粒塑性变形增加，提高金属材料的塑性和韧性轧制温度对轧件性能的影响强度和硬度塑性晶粒尺寸123温度越高，轧件强度和硬度越低温度越高，轧件塑性越好温度越高，晶粒尺寸越大轧制速度对轧件性能的影响轧制速度性能影响影响变形程度和温度强度、硬度、韧性轧制力和轧制扭矩的计算轧制力轧制扭矩轧制力是指轧辊对轧件施加的压力，它是轧制过程中最重要的参轧制扭矩是指轧辊旋转所需的力矩，它是衡量轧机功率的重要指数之一轧制力的大小取决于轧件的尺寸、材料的性质、轧制速标轧制扭矩的大小取决于轧制力的大小和轧辊的半径计算轧度、轧制温度等因素计算轧制力可以使用各种公式，例如西蒙制扭矩可以使用公式T=F*R，其中T为轧制扭矩，F为轧制力，斯公式和卡拉西公式R为轧辊半径轧制功率的计算12功率计算变形阻力轧制功率是轧制过程中克服变形阻力变形阻力包括轧制力、轧制扭矩和摩所消耗的功率擦力3公式轧制功率等于轧制力乘以轧制速度轧制变形的几何关系轧制前轧制前，金属材料的横截面为矩形轧制过程轧制过程中，金属材料在轧辊的作用下发生塑性变形，横截面形状发生变化轧制后轧制后，金属材料的横截面形状根据轧辊的形状和轧制参数而变化轧制工艺参数的优化轧制温度轧制速度轧制压力优化轧制温度可提高轧制效率并改善轧件控制轧制速度可影响轧件的表面质量和尺适当的轧制压力可确保轧件的形状和尺寸性能寸精度符合要求轧制缺陷及其防治措施裂纹折迭轧制过程中，由于材料的拉伸应力过大折迭是轧制过程中常见的缺陷之一，主，可能会导致裂纹的产生可以通过控要是由于轧辊与坯料之间的摩擦力不足制轧制速度、温度和压力来防止裂纹导致的可以通过增加轧制压力、提高轧辊表面粗糙度等方法来防止折迭形状偏差轧制过程中，由于轧辊的磨损、轧制力的不均匀等因素，可能会导致轧件的形状发生偏差可以通过定期检查和更换轧辊、调整轧制力等方法来控制形状偏差轧制工艺参数对产品质量的影响厚度偏差表面质量轧制速度、轧辊温度和轧制压力轧制速度、轧辊表面状况和润滑等参数会直接影响轧件的厚度，条件等因素会影响轧件的表面光进而影响产品质量洁度和表面缺陷力学性能轧制温度、轧制速度和轧制变形量等参数会影响轧件的强度、硬度和塑性等力学性能薄板和厚板轧制工艺特点薄板轧制厚板轧制薄板轧制通常采用**冷轧工艺**，以获得更高的精度和表面质量厚板轧制通常采用**热轧工艺**，以获得更高的强度和韧性厚薄板的厚度通常在

0.5-

5.0毫米之间，主要用于汽车、家电、板的厚度通常在

5.0-

200.0毫米之间，主要用于桥梁、船舶、建建筑等行业筑等行业不同材料的轧制工艺特点钢铝12钢材的轧制工艺通常需要更高铝的轧制温度相对较低，并且的温度和压力，以确保金属的在轧制过程中需要控制温度和塑性变形轧制过程也会影响压力，以避免铝的过早硬化钢材的机械性能，如强度、韧性和硬度铜3铜的轧制工艺需要考虑铜的易氧化性和导电性，因此需要采取特殊的工艺措施，以防止铜在轧制过程中发生氧化或产生裂纹热轧和冷轧的工艺特点热轧冷轧高温下进行，材料韧性高，变形常温下进行，材料硬度高，变形容易，轧制力小，生产效率高，困难，轧制力大，生产效率低，但尺寸精度低，表面质量差但尺寸精度高，表面质量好连续轧制和逐级轧制的区别连续轧制逐级轧制轧件在轧机上连续不断地通过，并在每个机架上进行轧制，以实轧件在每个机架上经过一次轧制，然后从一个机架转移到下一个现最终的尺寸和形状机架，以实现最终的尺寸和形状轧制工艺参数的控制方法传感器反馈控制监测轧制过程中的关键参数，例如温将传感器数据反馈给控制系统，进行度、压力、速度等实时调整和优化自动化控制利用计算机系统自动控制轧制过程，提高效率和精度轧制工艺的数学模型轧制工艺的数学模型是通过数学方法描述轧制过程的物理现象和规律，它可以用来预测和分析轧制过程中的各种参数，如轧制力、轧制扭矩、轧制变形等数学模型的建立需要考虑各种因素，包括材料特性、轧机参数、轧制工艺参数等常见的轧制工艺数学模型包括•塑性变形模型•热传导模型•轧制力模型•轧制扭矩模型•轧制变形模型通过建立数学模型，可以对轧制过程进行仿真和优化，提高轧制效率和产品质量轧制工艺模拟分析轧制工艺模拟分析是利用计算机技术对轧制过程进行仿真，预测轧制过程中的各种参数，并评估工艺参数对产品质量的影响，从而优化轧制工艺，提高产品质量，降低生产成本常见的轧制工艺模拟软件包括Deform、QForm、Simufact、Marc等这些软件可以模拟轧制过程中的各种物理现象，例如金属塑性变形、热传导、应力应变分析等轧制工艺优化设计工艺参数设备维护控制系统轧制温度、速度、轧制力等参数对产品定期维护和保养轧机设备，确保其稳定采用先进的控制系统，对轧制过程进行质量和生产效率有重大影响，需要进行运行和最佳性能，提高生产效率和产品实时监控和优化，实现精准控制和高效优化调整质量生产轧制工艺的发展趋势自动化数字化12自动化和智能化，提高生产效数字孪生技术，优化轧制参数率和产品质量，提高生产效率绿色化3节能减排，降低生产成本，减少环境污染轧制工艺的应用实例汽车制造航空航天12轧制工艺用于生产汽车车身、制造飞机机身、机翼、发动机底盘、轮毂等部件部件等铁路运输3生产铁路轨道、车厢、车轮等部件轧制工艺的行业应用金属制品能源从汽车、飞机到电子产品和建筑轧制工艺用于制造管道、压力容材料，轧制工艺在各个领域发挥器、涡轮机叶片等，为能源产业着重要作用提供关键材料机械制造轧制工艺生产的金属板材和型材，是机械制造和装备制造的基础材料轧制工艺的研究现状材料与工艺模拟与优化智能化与自动化对不同材料的轧制工艺进行研究，优化工利用有限元分析等方法模拟轧制过程，优研发智能化轧制设备，实现生产过程的自艺参数，提高产品质量化轧制工艺参数，提高效率和产品质量动化和智能化，提高生产效率和产品质量本课程的总结和展望本课程介绍了轧制过程的基本概念，从定义、特点、工艺参数、设备等方面进行了阐述，并探讨了轧制工艺的发展趋势和应用实例通过学习本课程，同学们能够对轧制工艺有一个基本的了解，为今后的学习和研究打下基础。