轧制过程金属变形

1.轧制时金属变形的基本概念
当轧件在变形区内沿高度（厚度）方向上受到压缩时，
金属向纵向及横向流动，轧制后轧件在长度和宽度方向上尺 寸增大。而由于变形区几何形状及力学和摩擦作用的关系， 轧制时金属主要是纵向流动，宽向变形和纵向变形相比通常 很小。 将轧制时轧件在高、宽、纵向三个方向的变形分别称为
压下、宽展和延伸。
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绝对变形量
压下量： h 宽展量： b
h0 h
b b0
延伸量： l l l 0
h0 b0
l0
:分别为轧制前轧件的高、宽、长度尺寸。 :分别为轧制后轧件的高、宽、长度尺寸。
若计算宽展小于实际宽展，孔型充填过满，形成耳子如图ｂ 所示。
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a. 未充满;
b. 过充满
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宽展分类
◆自ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ宽展
◆限制宽展
◆强制宽展
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在习惯上，通常将轧件在宽度方向线尺寸的变化，即绝 对宽展直接称为宽展。虽然用绝对宽展不能正确反映变形的 大小，但是由于它简单，明确，在生产实践中得到极为广泛
的应用。
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宽展估计不足产生的缺陷
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若计算宽展大于实际宽展，孔型充填不满，造成很大的椭圆 度，如图ａ所示。
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限制宽展: 坯料在轧制过程中，金属质点横向移动时，除受接 触摩擦的影响外，还承受孔型侧壁的限制作用，因而破坏了 自由流动条件，此时产生的宽展称为限制宽展。如在孔型侧 壁起作用的凹型孔型中轧制时即属于此类宽展。由于孔型侧 壁的限制作用，使横向移动体积减小，故所形成的宽展小于 自由宽展。
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宽展的分布 平辊轧制矩形件时，沿横截面上宽展的分布是 相当复杂的，它主要决定于接触表面上的摩擦条件 和沿轧件高度上的不均匀变形程度。根据这些因素 的影响，轧制后轧件侧边的形状可呈双鼓形、单鼓 形和平直形。决定宽展沿轧件高度上分布不均匀的 主要因素是 l / h 之比值。
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轧制过程中金属变形的描述
在轧件入口处上部边缘上指定一Ｍ点。在轧制过程中在压 下的影响下，Ｍ点要向下移动 h 2 h 距离，在轧制方向上将延 伸移动。因为轧件在宽度方向上也要发生变形，所以在此方向 Ｍ点移动距离为 b 2 b 。因此，就可划出Ｍ点的空间轨迹，它稍 向下、向两侧，并且在很大程度上是向前的。因此在变形区域 中金属的变形用三个坐标轴来表示。 根据给定的坯料尺寸和压下量，来确定轧制后轧件的尺寸 和形状，或者已知轧制后轧件的尺寸和压下量，要求确定所需 坯料的尺寸，这是在制定轧制工艺时首先遇到的问题。要解决 这类问题，首先要知道被压下金属是如何沿轧制方向和宽度方 向流动的，即如何分配延伸和宽展。
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位移体积及对数变形系数
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六面体的变形过程
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2. 轧制时金属的宽展
宽展与其实际意义
在轧制过程中轧件的高度承受轧辊压缩作用，压缩下来 的体积，将按照最小阻力法则移向纵向及横向。由移向横向 的体积所引起的轧件宽度的变化称为宽展。
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轧制过程中的金属变形
1.轧制时金属变形的基本概念 2.轧制时金属的宽展 3.轧制过程中的不均匀变形 4.轧制过程中的板形控制
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自由宽展：坯料在轧制过程中，被压下的金属体积其金属 质点横向移动时具有向垂直于轧制方向的两侧自由移动的 可能性，此时金属流动除受崐接触摩擦的影响外，不受其 它任何的阻碍和限制，如孔型侧壁，立辊等，结果明确的 表现出轧件宽度尺寸的增加，这种情况称为自由宽展。自 由宽展发生于变形比较均匀的条件下，如平辊上轧制矩形 断面轧件，以及宽度有很大富裕的扁平孔型内轧制。自由 宽展轧制是最简单的轧制情况。
单鼓形
l / h 较大时，轧件中心层产生较大宽展，变形
结果，横截面的侧表面形状呈单鼓形。这种情况下， 沿轧件高度的中心层上的宽展量较之接触面的大。
h
b
l
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相对变形量 相对压下： h h / h 0
相对宽展： b b / b 0 相对延伸： l l / l 0
利用以上比值可衡量沿三个轴线方向的小塑性变形的 相对值。
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双鼓形
l / h 较小时，宽展仅产生在接触表面附近，轧
件侧边呈双鼓形，宽展仅仅分布在轧件高度上一定
范围之内，在接触表面上发生变形，而中心产生不
大的变形或不产生变形。
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a. 箱形孔内的宽展;
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b.闭口孔内的宽展
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强制宽展：坯料在轧制过程中，金属质点横向移动时，不 仅不受任何阻碍且受有强烈的推动作用，使轧件宽度产生 附加的增长，此时产生的宽展称为强制宽展。由于出现有 利于金属质点横向流动的条件，所以强制宽展大于自由宽 展。