51钢铁PPT-轧钢基本理论课件

残余内应力的影响
▪ 宏观内应力 ▪ 引起新的变形，降低精度。 ▪ 微观内应力 ▪ 引起开裂，产生微裂纹。 ▪ 晶格畸变内应力 ▪ 强化金属；耐蚀性降低。
塑性变形的金属在加热时 组织和性能变化
▪ 1．回复
▪ 2．再结晶 ▪ 3．晶粒长大
塑性变形的金属在加热时 组织变化
回复
▪ 塑性变形后的金属在低温加热时，发生回复过程
轧钢基本理论
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内容提要
▪ 1、金属压力加工； ▪ 2、塑性变形对组织和性能的影响； ▪ 3、钢材品种及用途； ▪ 4、型钢生产系统； ▪ 5、钢材产品标准及技术要求； ▪ 6、轧钢基本工序介绍； ▪ 7、轧制过程参数及变形规律； ▪ 8、宽展、前滑和后滑，以及影响其的因素； ▪ 9、轧制力能参数介绍。
金属压力变形分类
▪ 金属压力变形分为： ▪ 1、弹性变形：给其力则变形，力撤销其变形即消失。 ▪ 基本原理：外力应力原子离开平衡位置变形原子位能增加返
回趋势外力消失变形消失弹性变形 ▪ 条件：外力小于屈服极限 ▪ 2、塑性变形：给其力则变形，力撤销其变形依然存在。 ▪ 基本原理：金属塑性变形的实质——晶粒内部或晶粒之间产生的滑移及
冷加工对组织和性能的影响
▪ 冷加工 —— 在 T再 以下温度进行的变形加工，如低碳钢的冷拔、冷冲。
▪
冷加工时，无再结晶过程。
▪ 冷加工能产生加工硬化，提高强度和硬度，塑性和韧性下降。是重要的强化
手段，对不能热处理强化的合金尤其重 要。但增加继续塑性变形的抗力。
➢ 由于有加工硬化的存在，故冷变形可提高工件的强度和硬度，但冷变形 不能太大，否则易开裂；
再结晶温度（最低）
▪ 纯金属 T再 =0.4 T熔 ▪ 合 金 T再 =（0.5 ~ 0.7）T熔 ▪ （温度单位：绝对温度( K )）
预变形度对T再的影响
再结晶
再结晶
晶粒长大
热加工对组织和性能的影响
热加工 —— 在 T再 以上温度进行的变形加工， 如钢材的热锻和热轧，但热 加工后不产生加工硬化。 ▪ 热加工时，塑性变形引起的加工硬化效应随即被再结晶过程的软化作用所消 除。 ▪ 1）打碎柱状晶、树枝晶，形成等轴晶，机械性能改善。 ▪ 2）压合铸件中的疏松、气孔等缺陷，提高组织致密度和 机械性能. ▪ 3）产生 流线 分布 —— 非金属夹杂物沿变形方向分布，引起各向异性。
钢铁生产工艺流程
金属压力加工
▪ 金属压力加工：是使金属材料在外力作用下产生塑性变形（永久 变形）以获得所需形状、尺寸及机械性能的产品的加工工艺。
▪ 包括：锻压、挤压、拉拔、轧制等。
只适合塑性好的金属材料如中、低碳钢，大多数有色金属及其合金。 金属压力变形遵循的原则： 1、体积不变原则 2、阻力最小原则
变形80% 纤维组织
纤维组织
亚结构
▪ 位错不均匀分布，并使晶粒碎化成许多位向略有差异的亚晶粒。
织构
▪ 绝大部分晶粒的某一位向与外力方向趋于一致，性能出现各向异性。
晶粒拉长，但未出现织构
晶粒拉长，且出现织构
加工硬化
▪ 1、加工硬化的原因： ▪ 塑性变形 → 位错密度增加，相互缠结(亚晶界)，运动阻力加大 → 变形抗力↑ ▪ 2、加工硬化的意义： ▪ （1）具有一定抗偶然过载的能力，保证安全； ▪ （2）是冷变形工件成型的重要因素； ▪ （3）强化金属的重要工艺手段。
再结晶
▪ 变形后金属在较高温度加热时，由于原子扩散能力增大，变形和破 碎的晶粒通过重新生核、长大变成新的均匀、细小的等轴晶粒，晶格 类型不变，该过程称为再结晶
▪ 变化：再结晶使塑变后金属的强度和硬度明显降低，塑性和韧性大大 提高，残余应力完全消除，加工硬化现象被消除。
▪ 应用：工业上利用再结晶过程对变形后金属进行再结晶退火来消除加 工硬化现象，恢复金属的塑性和韧性，以利于后面的变形加工。
▪ 位错和点缺陷大大降低，内应力显著减小 ，强度、硬度略有降低 。 ▪ T回复=（0.2使塑变后金属的强度和硬度略有下降，塑性略有增高，但残余应
力大大降低。 ▪ 应用：工业上利用回复过程对变形金属进行去应力退火来降低残余应力，保
留加工硬化效果。 ▪ （绝对温度T=摄氏温度t+273度， 单位为K）
转动，原子移动到新的稳定位置。 ▪ 条件：外力大于金属的屈服强度
塑性变形对金属组织和性能的影响
▪ 1、塑性变形对金属组织的影响： ▪ 形成纤维组织；形成亚结构；产生形变织构 ▪ 2、塑性变形对金属性能的影响： ▪ 产生加工硬化；产生各向异性；使金属晶体缺陷增多，并产生残余内
应力。 ▪ 3、导致的结果： ▪ 变形、开裂、耐蚀性下降。
钢材的品种和用途
▪ 2、板带钢： ▪ 用途最广的钢材，它不仅用于国防建设，国民经济各部门以及日常生活中，
而且它也是制造冷弯型钢、焊接钢管和焊接型钢的原料。 ▪ 按厚度可把板带钢分为厚板（包括中板）、薄板和箔材三类。 ▪ 厚板的厚度大于20mm以上;一般成张供应。 ▪ 一般的中板厚度在4-20mm 之间；一般成张供应。 ▪ 其厚板宽至5000mm，长至25m以上。 ▪ 薄板厚度在0.2-4mm，宽至2800mm，可定尺供应，也可成卷供应。 ▪ 箔材厚度为0.2-0.001mm或以下，宽20-660mm，一般成卷供应。 ▪ 各种钢板厚度和宽度的组合已超过5000种以上。
钢材的品种和用途
▪ 3、钢管： ▪ 断面形状一般是圆的，但也有扁的、方的以及其他异型断面钢管。 ▪ 按用途可分为输送管道用钢管、锅炉管、地质钻探管、轴承钢管、
➢ 由于没有氧化及温差小，故可获得较高的精度和表面质量；
钢材的品种和用途
▪ 轧制钢材的断面形状和尺寸总称为钢材的品种规格。 ▪ 根据钢材断面形状的特征“可分为型钢、板带钢、钢管和特殊类型钢材等
四大类。 ▪ 1、型钢： ▪ 按其断面形状可分为简单断面和复杂断面两种。 ▪ 按生产方法又可分为轧制型钢，弯曲型钢，焊接型钢等。 ▪ 简单断面型钢有方钢、圆钢、扁钢、六角钢、三角钢、弓型钢、椭圆钢等。 ▪ 复杂断面型钢有工字钢、槽钢、丁字钢、钢轨和其他异型断面型钢等。 ▪ 型钢常用于机械制造，建筑和结构件等方面。