金属塑性加工思考题

1、轧制理论部分思考题1.简单轧制过程的条件，变形区及主要参数有哪些？答：简单轧制过程：轧制过程上下辊直径相等，转速相同，且均为主动辊、轧制过程对两个轧辊完全对称、轧辊为刚性、轧件除受轧辊作用外，不受其他任何外力作用、轧件在入辊处和出辊处速度均匀、轧件本身的力学性质均匀。变形区：（1）几何变形区：入口和出口截面之间的区域；（2）物理变形区：发生塑性变形的区域变形区参数：（1）咬入弧：轧件与轧辊相接触的圆弧。（2）咬入角：咬入弧所对应的圆心角称为咬入角。（3）变形区长：咬入弧的水平投影。（4）轧辊半径R。（5）轧件轧前、后的厚度H、h。（6）平均厚度。（7）轧件轧前、后宽度B、b。（8）平均宽度。（

2、9）压下量2.改善咬入条件的途径。答：由应使,1.减小方法：由=arccos(1-h/D)，1）减小压下量。2）增大D。生产中常用方法：3）采用开始小压下或采用带有楔形端的钢坯进行轧制的方法2.提高的方法：轧制中摩擦系数主要与轧辊和轧件的表面状态、轧制时轧件对轧辊的变形抗力以及轧辊线速度的大小有关1）改变表面状态，如清除氧化皮。2）合理调节轧制速度，随轧制速度提高摩擦系数降低，采取低速咬入。3）改变润滑情况等。3.宽展的组成及分类。答：组成：滑动宽展B1、翻平宽展B2、鼓形宽展B3分类：自由宽展、限制宽展、强制宽展4.前后滑区、中性角的定义。答：（1）前滑区：摩擦力方向与带钢运行方向相反，在变

3、形区出口处，金属速度大于轧辊圆周速度，相对轧辊向前运动。（2）后滑区：摩擦力方向与带钢运行方向相同，在变形区入口处，金属速度小于轧辊圆周速度，相对轧辊向后运动。（3）中性角：前滑区与后滑区的分界面对应的圆心角叫中性角，金属速度与轧辊圆周速度相等，相对轧辊没有运动。5.确定平均单位压力的方法，说明。答：（1）理论计算法：它是建立在理论分析基础上，用计算公式确定单位压力。通常，都要首先确定变形区内单位压力分布形式及大小，然后再计算平均单位压力。（2）实测法：即在轧钢机上放置专门设计的压力传感器，将压力信号转换成电信号，通过放大或直接送往测量仪表将其记录下来，获得实测的轧制压力资料。用实测的轧制压力

4、除以接触面积，便求出平均单位压力。（3）经验公式和图表法：根据大量的实测统计资料，进行一定的数学处理，抓住一些主要影响因素，建立经验公式或图表。6.卡尔曼微分方程：条件、作图、推到建立，M.D斯通公式轧制力、轧制力矩计算。(见课本P50)7.轧材按断面形状特征的分类及主要用途。答：根据轧材的断面形状的特征，分为型材、线材、板材、带材、管材和特殊类型等。根据加工方式，轧制产品分为热轧材和冷轧材两大类。（1）型材中的工字钢、槽钢、角钢广泛应用于工业建筑和金属结构，扁钢主要用作桥梁、房架、栅栏、输电、船舶、车辆等。圆钢、方钢用作各种机械零件、农机配件、工具等。（2）线材主要用作钢筋混凝土的配筋和焊接

5、结构件或再加工（如拔丝，制钉等）原料。（3）板材通常做成标准大小的扁平矩形建筑材料板，作墙壁、天花板或地板的构件。（4）带材可以看做是宽度小于板材的钢材，其用途与板材基本相同。（5）管材就是用于做管件的材料。常用的有给水管、排水管、煤气管、暖气管、电线导管、雨水管等。8.轧材产品标准包括那几个方面？答：轧材的产品标准一般包括有品种（规格）标准、技术条件、试验标准及交货标准等方面内容。9.制定工艺过程总的目的是什么？轧钢工序的任务？轧材的基本工序？答：总目标：优质、高产、低成本地生产出合乎技术要求的轧材两大任务：精确成型、改善组织和性能基本工序：原料的清理准备加热轧制冷却精整质量检查10.金属压

6、力加工的五大加工方法有哪几种？答：轧制、挤压、拉拔、冲压、锻造：11. 变速轧制（初轧）的速度制定计算。（见课本P63）12.板带材主要技术要求。答：（1）尺寸精度要求高：主要是厚度精度，因为它不仅影响到使用性能及连续自动冲压后步工序，而且在生产中难度最大。（2）板型要好：板型要平坦，无浪形、瓢曲。（3）表面质量要好：板带钢是单位面积最大的一种钢材，又多用作外围构件，故必须保证表面的质量。（4）性能要好：主要包括机械性能、工艺性能和某些钢板的特殊物理或化学性能。13.板带材轧制技术发展的主要矛盾是什么？解决途径有哪些？答：（1）轧件变形难，轧件变形及其影响大。（2）使轧制易于变形的途径：1）降

7、低板带钢本身的变形抗力（内阻）。措施：加热，在轧制过程中保温、抢温使轧件具有较高且均匀的轧制温度。2）设法改变轧件变形时的应力状态，减少外摩擦对金属变形的阻力（外阻）。措施：带张力轧制、润滑、减小工作辊直径。控制轧机变形措施：1）增强和控制机架和辊身的刚性。2）控制和利用轧辊变形。14. 从结构来分中厚板轧机可分几类，名称是什么？答：按机架机构分类，可分为二辊可逆式、三辊劳特式、四辊可逆式、复合式和万能式几种；按机架布置分类，可分为单机架、并列式和顺列式等几种。15.中厚板轧制方法主要有哪几种？答：（1）全纵轧法：钢板延伸方向和原料的纵轴方向重合。（2）横轧纵轧法（综合轧法） 适合连铸坯。 横

8、轧：钢板的延伸方向和原料的纵轴方向垂直。横纵轧法是先横轧将板坯展宽到所要求的宽度，再转90纵轧。（3）全横轧法：用连铸坯为原料是，全横轧与纵轧法一样，产生各向性能异性。（4）角轧纵轧法：轧件的轴线与轧辊的轴线成一定角度，送入角一般为1545，每对角线轧一、二道后换成另一对角线轧制。角轧要注意使轧件能迅速宽展到所要求的宽度，而形状又不发生歪斜。（5）平面形状控制轧法：首先纵轧12道次，以整板形，称整形轧制，然后90横轧宽展，再转90纵轧成材。16.在连轧机前要切头尾，其目的是什么？原因何在？答：切头的目的是为了除去温度过低的头部以免损伤辊面，并防止“舌头”、“鱼尾”卡在机架间的导卫装置或辊道缝隙

9、中。切尾是为了防后端的“鱼尾”或“舌头”给卷取及其后的精整工序带来困难。17.热连轧中为了保持终扎温度一定，最重要、最常用、最有效的手段是什么？具体数值如何？18. 在热连轧中，输出辊道速度如何调节？19.活套支持器的作用是什么？基本工艺要求如何？答：作用，一是缓冲金属流量的变化，给控制调整以时间，并防止成叠进钢，造成事故；二是调节各架的轧制速度以保持连轧常数，当各种工艺参数产生波动时发出信号和命令，以便快速进行调整；三是带钢能在一定范围内保持恒定的小张力，防止因张力过大引起带钢拉缩，造成宽度不均甚至拉断。最后几个精轧机架间的活套支持器，还可以调节张力，以控制带钢厚度。基本要求：动作反应要快，

10、而且自动进行控制，并能在活套变化时始终保持恒定张力。20.为什么冷轧中采用工艺润滑和张力轧制？答：冷轧采用工艺润滑主要作用是减小金属的变形抗力，这不但有利于保证在已有的设备能力条件下实现更大的压下，而且还可以使轧机能够经济可行地生产厚度更小的产品。此外，采用有效的工艺润滑也直接对冷轧过程的发热率以及轧辊的温升起到良好影响。在轧制某些品种时，采用工艺润滑还可以起到防止金属粘辊的作用。轧制带材时在张力作用下，若轧件出现不均匀延伸，则沿轧件宽向上的张力分布将会发生相应的变化，而延伸较小的一侧则张力增大，结果便自动地起到纠正跑偏的作用。有利于轧制更精确的产品，并可简化操作。张力轧制的作用有：1）防止带

11、材在轧制过程中跑偏；2）使所轧带材保持平直和良好多的板形；3）降低金属变形抗力，便于轧制更薄的产品；4）可以适当调整轧机主电机负荷的作用。21. 冷轧中张力的作用主要有哪几个？其内容是什么？答：张力的主要作用包括：（1）防止带钢在冷轧过程中跑偏.（2）使带钢保持良好板形,横向延伸均匀.（3）降低金属变形抗力.内容：22. 冷轧板带钢中三大典型产品是什么？答：金属镀层薄板（包括镀锡板与镀锌板等）、深冲钢板（以汽车板为典型）、电工用硅钢板与不锈钢板等23. 冷轧中平整工序的作用是什么？答：（1）供冲压用的板带钢事先经过小压下率的平整，就可以在冲压时不出现“滑移线”，以一定的压下率进行平整后，钢的应

12、力-应变曲线即可不出现“屈服台阶”，而理论与实验研究证明，吕德斯线的出现正是与此屈服台阶有关。（2） 冷轧板、带材在退火后再经平整，可以使板材的平直度与板面的光洁度有所改善。（3） 改变平整的压下率，可以使钢板的力学性能在一定的幅度内变化，这可以适应不同用途的镀锡板对硬度和塑性所提出的不同要求。除此之外，经过双机平整或三机平整还可以实现较大的冷轧压下率，以便生产超薄的镀锡板。24.什么叫最小可轧厚度？怎样使轧机轧出更薄的产品？答：（1）在同一轧机上轧制板带材时，随着轧件变薄，变形抗力在增大，使压下越来越困难，当厚度薄到某一限度时，不管如何加大压力和反复轧制多少次，也不可能使产品轧薄，这一极限厚

13、度称为轧机最小可轧厚度。（2）大力减小工作辊直径，采用多辊轧机；采用大的张力轧制；采用高效率的工艺润滑剂以降低摩擦系数；适当对带材进行退火软化处理，减小金属变形抗力；增加轧辊的刚性；采用高刚度的轧机。25.什么是轧机弹跳方程？答： h=S0+P/Kh：带材厚度；S0：轧辊的理论空载辊缝；P：轧制力；K： 轧机刚度，既一单位弹跳所需轧制力的大小；26.用简化的P.H图，推导预控AGC模型，推导辊缝传递函数。推导P.A的计算公式。（见课本P251）27.板型是指什么？答：板形是指板带材的平直度，即指浪形，瓢曲或旁弯的有无及程度而言。28.一个完整的板带轧制制度应包括哪些内容，它们的关系如何？答：压

14、下、速度、温度、张力及辊型制度等。29.热连轧机制定压下规程时，分配各架压下量的原则是什么？习惯上如何分配？30.设计冷轧板带钢轧制规程常用的设计方法是什么？31.热连轧粗轧机布置形式及特点？答：（1） 半连续式：粗轧机组由2架可逆式轧机组成；特点：粗轧阶段道次可灵活调整，扎线短，设备和投资较少，适于产品要求不太高，品种范围又广的情况，生产能力强，产量高。 （2） 全连续式：粗轧机组由6架轧机组成，每架轧制一道，全部为不可逆式，后两架可（也可不）实现连轧；特点：适合大批量单一品种的生产，操作简单，维护方便，设备多，投资大，轧制流程线或厂房长，但可采用便宜的交流电动机。 （3） 3/4连续式：粗

15、轧机组由一架可逆式轧机和三架不可逆式轧机所组成,最后两个机架用近距离布置使轧件形成连轧。 特点：设备较全，连续式少，投资省；厂房短，生产灵活性大,能适应多品种和不同规格产品的生产；粗轧机组轧出带坯的头尾温差较全连续式和半连续式小，但轧辊寿命短；操作和维护较复杂，耗电量也较大。32.变形的表示方法有哪些（P8）答：用绝对变形量表示；用相对变形量表示；用变形系数表示；33.轧制过程的传动力矩的组成。（见课本P76）答：Mz轧制力矩，用于使轧件塑性变形所需之力矩；Mm克服轧制时发生在轧辊轴承，传动机构等的附加摩擦力矩；Mk空转力矩，即克服空转时的摩擦力矩；Md动力矩，此力矩为克服轧辊不均速运动时产生

16、的惯性力所必需的；前三者为静力矩。34.什么叫过热、过烧？它们的关系？答：（1）过热就是当加热温度超过AC3温度继续加热达到一定温度时，钢的晶粒过度长大，从而引起晶粒间的结合力减弱，模具钢材的力学性能恶化的现象。（2）过烧就是当钢在高温下、在强烈氧化介质中加热时，氧渗透到钢内杂质集中的晶粒边界，使晶界开始氧化和部分熔化，形成脆壳，严重破坏晶粒间的连结的现象。（3）产生过热的原因：钢在加热段的温度过高，在均热段的保温时间过长；钢的化学成分影响钢的过热敏感性，如锰元素使钢的过热倾向增大：铝元素增加钢的过热敏感性尤为突出；钨、钼元素促使钢的晶粒长大；而硅的作用相反，促使晶粒细化。（4）产生过烧的原因

17、：钢的加热温度过高，加热时间过长。氧化性炉气中加热易产生过烧，炉气的氧化性越强，过烧越剧烈。钢的化学成分对过烧也有影响；低碳钢及中碳钢过烧的可能性小，合金钢特别是合金工具钢、各种高碳钢都有较大的过烧危险性，其中又以含铜钢最易过烧。（5）如何防止：检查材料是否正确，为了使钢锭或钢坯在热加工过程中防止过热或过烧，应根据钢材的化学成分和尺寸制定正确合理的加热规范，并严格执行。选择合理的炉型并采用微机控制是提高加热质量的重要的保证。尽量减少炉内的过剩空气量，高温下应调节成弱氧化性气氛；在火焰炉内加热时，钢料应离开烧嘴一定的距离，避免钢料与火焰直接接触，以防钢料局部过热和过烧，如因锻压设备发生故障而长时

18、间停锻时必须降低炉温和采取其他措施。35.什么是热轧？什么是冷轧？答：在再结晶温度以上进行的轧制叫做冷轧；在再结晶温度以下进行的轧制叫做冷轧。36.滚珠轴承钢工艺制定中怎样避免网状碳化物和白点的产生？答：冷却制度：冷去速度越大。网状碳化物越小，可快速冷却到650，然后缓慢冷却；由于白点敏感性大，在650以后应进行缓冷，之后要进行退火，便于加工，然后进行酸洗，去除氧化皮，便于清理、检查。拉拔篇思考题1.拉拔有何特点？空心材拉拔的基本方法有哪些？各有什么特点（即适用范围）？ 答：（1）特点：A.尺寸精确。B.工具设备简单，操作回复很方便。可产生多品种、多规格制品。 C.适合生产小断面长度的金属制品

19、，实现连续生产。 D.应力状态为一拉两压，不能发挥金属塑性。E.与冷轧相比，所受的应力摩擦力比较大，导致变形量小。 F.中间退火，打头等辅助工序多，生产率低，成品率低。（2）空心材拉拔的基本方法：A.空拉：适用于小直径管材，异型材，盘管拉拔。B.固定芯头拉拔：适用于管材（除细、长管外）。 C.流动芯头拉拔：适用于长管和盘管生产。D.长芯杆拉拔：适用于薄管、塑性较差的钨、钼管材。E.顶管法：适用于大直径管材。F.扩径拉拔：适用于设备能力受限而不能生产大直径管材生产。2.实现拉拔过程的必要条件、安全系数的意义是什么？ 答：（1）拉拔时一定要遵守的条件：拉拔应力l=Pl/Flsb。若s，缩颈；若s,

20、拉断。K=b/l1，K=1.4-2.0。被拉金属出口的抗拉强度b与拉拔应力l之比称为安全系数K。实现拉拔过程的必要条件为：K1。（2）意义：安全系数K与被拉金属的直径、状态、以及变形条件有关。一般K在1.4-2.0之间，即l=(0.7-0.5)b。如果K1.40，则由于加工率过大，可能出现断头、拉断；K2，则表示道次加工率不够大，未能充分利用金属的塑性。 制品直径越小，壁厚越薄，K值应越大些。3分析棒材拉拔和管材空拉的应力状态，变形状态，以及应力分布规律。 答：（1）棒材拉拔：应力状态：两压（r、）、一拉（l）。 变形状态：两压（r、）一拉（l）。应力分布规律：1）应力沿轴向的分布：轴向应力l

21、由变形区入口端向出口端逐渐增大，即lrlch；周向应力及径向应力r则 从变形区入口段到出口端逐渐减小，即rch，和rrrch。2）应力沿轴向的分布：周向应力及径向应力r由表面向中心逐渐减小，即w n和rwrn；而轴向应力l分布情况恰好相反，中心处的轴向应力l大，表面的l小，即lwln。 （2）管材空拉：应力状态：两压（r、）一拉（l）。变形状态：是三维变形，即轴向延伸，周向压缩，径向延伸或压缩。应力分布规律：主应力l、r、在轴向上分布与圆棒材拉拔时相似，但在径向上的分布有较大差别，其中不同点是径向应力分布r的分布规律是由外表面向中心逐渐减小，达管子内表面时为零；周向应力的分布规律则是由管子外表

22、面向内表面逐渐增大，即wn。4.分析空拉时管材的壁厚变化力学条件。（P161）答：根据金属塑性加工力学理论，应力状态可以分解为球应力分量和偏差应力分量，将空拉管材时的应力状态分解，有如下三种管壁变化情况：（应力状态分解见课本161页）又上述分解中可以看出，某一点的径向主变形是延伸还是压缩或为零，主要取决于r-m；（其中m=(l+r+）/3）。r(l+)/2时，则r为正，管壁增厚；当r-m=0，亦即r= (l+)/2时，则r-m =0，管壁厚不变；r(l+)/2时，则r-m0，管壁变薄。5.为什么空拉管子时具有纠偏作用，在生产中如何利用这一点。（P163）答：偏心管坯空拉时，假定在同一圆周上径向

23、压应力r均匀分布，则在不同的壁厚处产生的周向压应力将会不同，厚壁处的小于薄壁处的。因此，薄壁处要先发生塑性变形，即周向压缩，径向延伸，使壁增厚，轴向延伸；而厚壁处还处于弹性变形状态，那么在薄壁处，将有轴向附加压应力的作用，壁厚处受附加拉应力作用，促使厚壁处进入塑性变形状态，增大轴向延伸，显然在薄壁处减少了轴向延伸，增加了径向延伸，即增加了壁厚。因此，值越大，壁厚增加得也越大，薄壁处在作用下逐渐增厚，使整个断面上管壁趋于均匀一致。6.影响空拉时管子壁厚变化的因素有哪些？ （P163）答：A.管坯相对壁厚。S0/D0 :D0一定时，S0， S；S0一定时，D0， S。B.材质与状态。硬度高，增壁的

24、趋势下降。 C.道次加工率与加工道次。道次加工率，l，增壁空拉增壁幅度，减壁空拉减壁幅度。增壁空拉，道次，增壁量； 减壁空拉，道次，增壁量。D.润滑条件、模子几何参数及拉拔速度。 润滑差，Ld ，l，增壁空拉过程增壁量， 减壁空拉过程减壁幅度。7.推导流动芯头拉拔的稳定性条件，如不符合此条件，会出现什么问题？ （P165）答：游动芯头在变形区的稳定性位置取决于芯头上作用力的轴向平衡。 可得平衡方程：N1sin1-T1cos1-T2=0N1 (sin1-fcos1)=T2由于N10和T20故 sin1-fcos10tan1tan A. 1，即游动芯头锥面与轴线之间的夹角必须大于芯头与管坯间的摩擦

25、角，它是芯头稳定在变形区内的条件之一。若不符合此条件，芯头将被深深地拉入模孔，造成断管或被拉出的模孔。B.为实现游动芯头拉拔，还应满足1，即游动芯头的锥角1小于或等于拉模的模角，它是芯头稳定在变形区内的条件之二，若不符合此条件，在拉拔开始时，芯头上尚未建立起与T2方向相反的推力之前，使芯头向模子出口方向移动挤压管子造成拉断。C.游动芯头轴向移动的几何范围，要有一定的限度。芯头向前移动超出前极限位置，其圆锥段可能切断管子；芯头后退超出后极限位置，则将使其游动芯头拉拔过程失去稳定性。8.为了减少和消除残余应力在生产中采用哪些措施？ （P169）答：A.减少不均匀变形： a.润滑好。b.采用最佳模角

26、。c.增加坯料退火次数。d.两次退火间总加工率不要过大。e.最后一道工序给以极小加工率0.8%-1.5%。 f.多衬拉，少空拉，“少缩多薄”原则。B.矫直加工：a.辊矫。 b.拉矫。 C.退火:去应力退火。9.影响拉拔力的因素有哪些？答：A.被加工金属的性质对拉拔力的影响：拉拔力与被拉拔金属的抗拉强度成线性关系，b，P。 B.变形程度对拉拔力的影响：拉拔应力与变形程度有正比关系，缩减率，P。 C.模子的几何形状：a.模角对拉拔力的影响：随着模角增大，拉拔应力发生变化，并且存在一个最小值。 b.定径区的长度：Ld，P，寿命。 D.反拉力对拉拔力的影响：Q Qg(临界反拉力）时，P基本不变；QQg

27、，P。E.摩擦与润滑对拉拔力的影响：硬度，f，P，钻石模硬质合金模钢模F.拉拔速度对拉拔力的影响：V5m/min时，V， P；V=6-50m/min时，V，变形热，变形抗力，易带走润滑剂，P不变。 G.振动对拉拔力的影响：共振，P。10.分析反拉力对应力、变形以及模子压缩锥、磨损的影响。 答：A. QQc（临界反拉力），P基本不变；QQc，Q ，P。B.qqc时，q，对l无影响。C.弹性极限和预先变形程度越大，临界反拉应力越大；将反拉应力值控制在临界反拉应力值以内，可以在不增大拉拔应力和不减小道次加工率的情况下减小模子入口处金属对模壁的压力磨损，从而延长模子的使用寿命。11.描述普通拉模的结构

28、以及各区的作用。 （P189）答：A.结构：普通拉模根据模孔纵断面形状可分为锥形模和弧形模。一般模孔可分为四个带，即润滑带、压缩带、定径带、出口带。B.作用： I区：润滑区，1）保留润滑剂；2）带走金属屑和热量。II区：工作区，1）是金属实现塑性变形的主要部分，并获得所需形状与尺寸；2）Ly=a*0.5(D0max-D1)cot，a-不同心系数（1.05-1.3）。线材拉模：LIIDd；棒材拉模：LII=Ly=(0.7-0.8)D1。III区：定径区，1）保证制品的公差尺寸，使制品进一步获得稳定而精确地形状和尺寸； 2）可使拉模免于因模孔磨损而很快超差，提高其使用寿命。 线、棒：LIII=Ly

29、=(0.15-0.25)D1 ；空拉：LIII=Ly=(0.25-0.5)D1 ；衬拉：LIII=Ly=(0.1-0.2)D1 ；IV区：出口区；1）防止金属出模孔时被划伤；2）保护定径带不被破坏。模子外形尺寸：D160mm时，k取1-3；D160mm时，k取0.5-0.8。12.拉拔配模设计的内容和遵循的主要原则是什么？（P210）13.描述拉拔道次设计的步骤。（P213）14.带滑动多模连续拉拔时拉拔力是如何建立的？（P233）15.说明实现带滑动多模连续拉拔配模的必要条件和充分条件。（P235）16. 连续拉拔配模时，滑动系数、滑动率和延伸系数如何确定和分配? （P235）17.拉拔制品

30、的主要缺陷有哪些？他们是如何产生的？（P245）挤压篇思考题1.正挤压棒材时，金属流动的过程分为那三阶段？答：A.开始挤压阶段（填充挤压阶段）B.基本挤压阶段（平流/稳定挤压阶段）C.终了挤压阶段（紊流挤压阶段）。2.稳定挤压阶段，变形区内的应力及变形状态如何？答：变形区内的金属一般处于三向压缩状态，应变为两压一拉，轴向为拉伸，径向、周向为压缩。径向：边部大，中心小。轴向：从垫片方向向模孔方向逐渐减小，出口处l=0。径向：边部大，中心小。3.简述正挤压圆棒时，其基本挤压阶段的金属流动规律。答：金属流动不均匀：a.外摩擦很大，锭坯外层温度低，中心流动快，边部流动慢。 b.加热不透，内部流动快，外

31、层慢（内生外热）。4.简述死区的形成原因，作用及影响因素。答： 1)从能量的观点：金属沿adc曲面流动所消耗的能量小于沿工具表面abc折面或ac平面滑动时所消耗的能量。2)从流动的观点：金属沿adc曲面流动以逐渐改变方向较以abc折面要容易的多。 作用：阻流金属表面的杂质及缺陷的能力，防止流入制品表面，提高质量。影响因素:1)变形抗力：A.模角，死区。 B.摩擦状态：f，死区。C.挤压比，金属流动锥角，死区。2)挤压温度Tj：Tj，f，死区。冷挤压，润滑挤压，死区越小。 E.挤压速度Vj：Vj，流动金属对死区的冲刷越厉害，死区。3)金属的强度特性：T，强度，死区。 G.模孔位置：离挤压筒壁近的

32、，死区。5.说明挤压时产生的中心缩尾，环形和皮下缩尾的形成和防治措施。答： (1)形成：中心缩尾：外层金属向中心流动（中空漏斗形）；环形缩尾：向中心流动，又未到轴线；皮下缩尾：剧烈滑移区金属和死区金属之间断裂。 (2)防止措施：A. 提高坯料质量：a.提高坯料表面的光洁度。 b.挤压筒锭坯加热温度均匀。 B. 选用适当工艺条件：a.提高模子和挤压筒的表面光洁度。 b.减小金属和挤压筒模子的温差。 c.降低挤压过程末期的挤压速度。 d.尽可能采用大的挤压比。 e.严禁在挤压垫片上抹油。C.选择好的挤压方法，来控制挤压缩尾。6.简述挤压时影响金属流动的因素有哪些，如何影响？答：1.挤压方法的影响a

33、.从挤压的力学方向看： Rs(实现塑性变形所需力) T (摩擦力)，比较Rs与T的大小变化分4类：Rs高，T不高，金属流动最均匀（带润滑正挤压硬铝合金）。 Rs高，T也高，金属流动较不均匀（不带润滑正挤压硬铝合金）。 Rs不高，T不高，金属流动较均匀（带润滑正挤压软铝合金）。Rs不高，T高，金属流动最不均匀（不带润滑正挤压软铝合金）。 b.从挤压方法看：反挤压比正挤压均匀。 润滑挤压比非润滑挤压均匀。冷挤压、润滑剂比热挤压流动均匀。 穿孔针挤压管材比棒材挤压均匀。2.金属强度的影响：强度高的比强度低的均匀。强度高，热效应大；强度高，外摩擦对流动影响小。同种金属，低温时流动比高温均匀。3.温度的

34、影响：a.变形抗力：温度，s，不均匀现象。 b.摩擦系数：温度，f，不均匀现象。c.锭坯断面温度分布不均匀：工具冷却作用。锭坯加热不均匀。 d.金属的导热性：温度，导热性。e.合金相变：HPb59-1黄铜的 Tm=720，T720C，单相，f=0.15，流动比较均匀；T720C，（+）相，f=0.24，流动不均匀。4.挤压工具的影响 a.挤压模：模孔形状：，不均匀现象（=90最不均匀）。 模孔排列：多孔非轴对称时，增加金属流动性。b.挤压筒：挤压宽厚比大的制品不宜采用圆形内孔挤压筒，否则不仅金属流动不均匀，挤压力也很大。c.挤压垫片：凹形挤压垫可以稍许增加金属的流动均匀性。 5.变形程度的影响

35、：变形程度在60%左右时，制品内外层机械性能差别最大； 当变形程度逐渐增大到90%时，内外层性能趋于一致。6.挤压速度影响：Vj，温度效应，不均匀性，制品裂纹。7. 挤压力的影响因素有哪些？答：影响挤压力的因素主要有：金属变形抗力，变形程度，挤压速度，锭坯与模具接触面的摩擦条件，挤压模角，制品断面形状，锭坯长度，以及挤压方法等。 1）挤压力大小与金属变形抗力成正比关系。2）随着变形程度的增加，挤压力成正比例升高。3）制品断面形状：断面系数C1=型材断面周长/等断面积圆周长，当C11.5时，影响明显。4）锭坯长度：锭坯越长，挤压力越大。5）挤压模角：，挤压力；一般在当在45-60范围时挤压力最小

36、。6）挤压模具a.模角：同上。b.模孔的分布：孔数，Tg，P。 c.工作带的长度：Lg，Tg，P。 d.模子表面状态：光洁度，P。 7）挤压速度：a.快速挤压： 前期：V， P；后期：V越大，温差越大，挤压力下降。 b.低速挤压： 前期：V，P； 后期：冷却，P。 8）挤压方法：在其他相同条件下有P反=（70%-80%）P正。8.皮尔林挤压公式有何特点，推倒的规律及思路。答：皮尔林挤压公式：P=Rs+Tt+Tzh+Tg=Do(Lo-hs)ftSt+2iFofzh/2sin+1/cos2(/2) Szh+(D1hg)Sg特点：A.在结构上由四部分组成的：为了实现塑性变形作用在挤压垫上的力Rs，为

37、了克服挤压筒壁上的摩擦力作用在挤压垫上的力Tt，为了克服塑性变形区压缩锥面上的摩擦力作用在挤压垫上的Tzh，以及为了克服挤压模工作带壁上的摩擦力作用在挤压垫上的力TgB忽略了以下三种力：作用在制品上的反压力（+）和牵引力（-）Q，克服因挤压速度变化所引起的惯性力I，以及挤压末期克服挤压垫上的摩擦力Td。C三条假设： a.主应力球面假设b.平面均化假设。c.接触表面上的摩擦力遵循库仑摩擦定理。D公式中含有多个未知参数，需按实际挤压情况来确定。9.穿孔挤压的特点及穿孔过程中各阶段的变形特点。答：特点：分流组合模；焊接性能好；穿孔针分为实心锭和空心锭。A. 开始穿孔阶段：金属的反向流动，Pch。 B

38、穿孔第二阶段：剧烈穿孔阶段， Pch，逐渐达到最大值。C穿孔终了阶段：穿孔变形转为切断未穿透料头的剪切变形。10.挤压管材用穿孔压力时，穿孔力由哪两部分组成？在穿孔过程中穿孔力终值出现的位置与哪些因素有关？答：穿孔力由穿孔针端面上的压力P和穿孔针侧面上的摩擦力T组成。影响因素：A.穿孔针的大小。 B.料筒的大小。C.挤压材料的本身。11.设计穿孔针时，应进行哪些方面的校核？答：A.需校核穿孔针的抗拉强度, 前拽力:Py=d1L0zy=4d1L0z/d12=4l0b/d1bB.需校核穿孔针的抗弯强度稳定性计算:PchPl/n，Pl为临界穿孔力，n为安全系数，n=1.5-3；Pl=(/ulc)2E

39、I（u系数，u=2，lc穿孔有效长度）；12.试描述挤压制品的组织不均匀性，说明其成因。答：挤压制品组织的特点是在其断面上与长度上分布都很不均匀。总是沿制品长度上前端晶粒粗大后端细小，沿断面径向上中心晶粒粗大外层细小。成因：主要是由于变形不均匀引起的。另一因素是挤压温度和速度的变化。速度小时，停留时间长，前端温度高，晶粒再结晶变大，后端冷却，再结晶不完全，呈纤维状组织。13.什么是粗晶环？影响因素有哪些？如何防止？答：某些铝合金挤压的棒材和低碳钢热镦压块，在淬火加热过程中出现制品周边上的粗晶区称为粗晶环。影响因素：a.合金元素。Mn、Cr、Ti、Zr；含Mn 0.56%的合金 500时出现粗晶

40、环；含Mn 1.38%的合金560才出现出现粗晶环。b.挤压温度。双相区易形成粗晶环。c.铸锭均匀化。温度470-510；不含Mn的铝合金，铸锭均匀化对粗晶环影响不大；LY12不进行均匀化处理。 d.淬火加热时间和温度：加热温度，保温时间，粗晶环。 e.区域应力（不均匀分布的残余应力）。区域应力，粗晶环。防止措施：a.适当提高挤压温度。b.采用润滑挤压。c.采用反挤压。d.改变淬火制度，快速淬火加热，且温度不宜过高。 e.合金元素的控制，Fe、S，Mn。14.层状组织有何特征？是如何形成的？答：层状组织也叫片状组织，其特征是折断后的制品断口呈现出与木质相似的形貌。分层的断口凹凸不平并带有裂纹，

41、各层分界面近似平行于轴线。继续压力加工或热处理均无法消除这种层状组织。它对制品纵向力学性能影响不大而使横向机械性能有所降低。形成原因：主要归因于铸造组织不均匀，如存在大量的气泡、缩孔，或是晶界上分布有未溶入固溶体的第二相质点或杂质。其次，由于挤压时，在强烈的两压一拉的主变形状态下，铸造组织内所存在的这些缺陷在周向上压薄、轴向上延伸，而呈层状。15.什么是挤压效应现象？它的机理是什么？影响因素有哪些？答：某些工业用铝合金经过同一热处理淬火与时效后，发现挤压制品纵向上的抗拉强度要比其他压力加工（轧制，拉伸或锻造）制品的高，而延伸率较低的现象称为挤压效应现象。 机理：A.变形与织构（晶粒拉长）。B.

42、合金元素（热处理后仍保留着变形织构而未再结晶，形成亚组织强化效应。）。 影响因素：A.合金成分，含Mn、Cr、Ti、Zr等合金元素有挤压效应。B.挤压温度。LY12： Mn 0.2-0.8%，温度，b、0.2。Mn%= 0.8%-1.5%，温度对性能基本无影响。 C.变形程度。LY12： Mn%0.1%，增大变形程度，挤压效应降低，b、0.2。Mn=0.36%-1.0%， Mn%，b、0.2。 D.二次挤压：削弱一次挤压的挤压效应。 E.热处理工艺。16. 挤压制品的表面裂纹和中心裂纹是如何形成的？如何防止？答：（1）形成：裂纹产生的过程，是一种能量聚集与释放的过程，随着金属流向出口，轴向主应

43、力下降，轴向附加拉应力增加。而金属内部的附加应力和基本应力叠加后，工作拉应力逐渐增加，能量逐渐积累。一旦应力值达到金属在该温度下的抗拉强度时，则产生裂纹。在挤压时，如果锭坯外层金属流速低于中心的金属流速，则有可能出现表面裂纹，反之有可能出现中心裂纹。(基)+(附加)=（工作）b，表面裂纹出现，表面拉应力。金属里生外熟，内部出现拉应力，出现中心裂纹。表面裂纹的产生是由于摩擦力，中心裂纹的产生是由于温度。 (2)防止措施：A.增加变形区基本压应力值。B.制作与执行合理的温度、速度规律。C.采用挤压新技术。如水冷压、等静压、梯温加热。17.制定工艺流程应从哪些方面考虑？答： A. 生产方案的要求。B

44、. 金属及合金的性质要求。C. 产品的质量要求。 D. 设备能力及其平衡。 E. 经济性。18.挤压温度、挤压速度在制定工艺时的重要性。答： A. 影响产品质量。 B. 影响生产率。 C. 影响设备负荷。19. 挤压温度、挤压速度、变形程度、挤压力它们之间有何联系？他们是如何相互影响的？答：温度太低，挤压比和挤压温度不能太高。太高则超过设备允许压力，导致挤压不动或工模具破坏；温度太高，挤压比和挤压速度限制在很小的范围，否则导致废品。挤压温度应有一较好的范围可使V?，?，生产率?。管材冷轧1.周期式冷轧管法的优缺点是什么？ 答：（1）优点：A.具有有利于发挥金属塑性的最佳应力状态图，管坯在一套孔

45、型中的变形量可高达90%以上；壁厚压下量与外径减缩率可分别达到70%和40%。比拉拔时在两次退火间的总加工率高4-5倍。B.生产低塑性难变形合金的薄壁管材时，可以大大的减少拉拔生产时所不可避免的、多次的工序，缩短了生产流程，提高了生产率。C.管材表面质量和精度堪与冷拔的相媲美，一般可以直接交货而无需再经过拉拔。 （2）缺点：A.冷管轧设备结构复杂，一些零部件易损坏，而且维护和保养麻烦。 B.轧辊孔型块加工制造比较复杂。C.生产费用高，特别是还要求有专用机床。 2. 周期式冷轧管法的变形步骤有哪些？ 答：A.管料送进。 B.进程轧制。C.转动管料和芯棒。 D.回程轧制。3.轧槽展开后的工作段有哪

46、几部分组成？ 答：孔型轧槽：A.空载送料段 B.转料段轧制工作段：l1：减径段。 l2：压下段。l3：预精整段（壁厚精整）。 l4：精整段（定径段）。4.进程轧制、回程轧制的速度变化与主应力图、摩擦力的方向之间的关系如何？前后滑移区如何划分？ 答：前后滑移区相对速度Vxd来确定。Vxd?0时为后滑区；Vxd?0时为前滑移区；Vxd?0时为中性线，金属与轧槽无滑动。（注：Va槽底速度；Vb槽口速度；Vj机架速度；Vm金属流动速度）。A.机架进程：设Vj方向为正，Vj与Vm一致；B.机架回程：设Vj方向为正，Vj与Vm相反；A.机架进程：设Vj方向为正，Vj与Vm一致。B.机架回程：设Vj方向为正，Vj与Vm相反。5.管子冷轧过程中回转的作用是什么？答：A.均匀壁厚。B.减少工作锥中的拉应力，提高金属塑性，减少金属被破坏的危险性。 6.瞬时变形区压下量的确定原则是什么？ 答：在周期断面轧辊上压缩量等于所研究断面的高度同另一与此断面相隔一定距离的断面高度差。而这两个断面间所包围的金属体积等于送进的金属体积。管材生产1.什么是钢管？答：封闭的中空断面（环、扁、方、异形）；两端开口（端部）L/D（管长/外径）n；外径D范围0.14500mm；壁厚S范围0.01250mm。3.钢管生产方法有哪些？按生产方法钢管分为哪两大类？答：1）生产方法：热