轧制原理--第三章变形区金属的流动资料
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L/B的变化反映变形区形状的变化，实质上反映了纵 横阻力比，当L/B=2时，纵横变形几乎相等。
3.3影响宽展的因素
第三章 金属的变形规律
3.3影响宽展的因素
轧制温度与宽展指数关系
第三章 金属的变形规律
3.3影响宽展的因素
宽展与轧制速度关系
3.3影响宽展的因素
轧制道次对宽展的影响 总压下量一定，道次越多宽展越小
3. 轧件与轧辊表面确实存在 粘着区
4. 再外端和几何变形区之间 存在变形过渡区，这个区域 变形也不均匀
沿轧件断面高向上变形的分布
第3章 金属的流动规律
沿轧件断面高向的流动速度分布
塑性变形而产生的 金属质点纵向流动 两种运动叠加的结果
轧辊旋转的带动所 产生的机械运动
轧件在变形区 内金属质点在 高向上的流动
第三章 金属的变形规律
3.3影响宽展的因素
宽展量与变形区宽度的关系
第三章 金属的变形规律
3.3影响宽展的因素
变形区各区域对延伸的阻力图示
第三章 金属的变形规律
3.3影响宽展的因素
工具形状系数图
第三章 金属的变形规律
3.3影响宽展的因素
宽展与压下量的关系
第三章 金属的变形规律
3.3影响宽展的因素
沿轧件断面高向上变形的分布
变形理论
均匀变形理论
沿轧件断面高度方向上变形、应 力和金属流动分布都是均匀的
由于未发生塑 性变形的前后 外端的强制作 用
不均匀变形理论
沿轧件断面高度方向上变形、应 力和金属流动分布都是不均匀的
大量实验证明 不均匀变形理
论比较正确
沿轧件断面高向上变形的分布
轧制时的不均匀变形
后张力对宽展的影响 后张力越大，宽展越小，当后张应力增加到剪 切屈服极限时，轧件宽展为零。
外端对宽展的影响 外端使沿板材截面的纵向延伸均匀，宽展减小
薄轧件：l / h 2 ~ 3
轧件较薄摩擦力对整个变形 区影响都较大，外端强烈作 用，阻碍出入口断面向外突 出，应力、应变沿断面高度 的分布趋于均匀化，接触表 面有滑动而无粘着。
近似均匀 变形理论
变形区内断面高度上金属质点所受的应力、变形和流 动速度均匀
变形区形状系数对变形的影响
中等厚度轧件：0.5 ~ 1 l / h 2 ~ 3
宽展系数与压下率关系
第三章 金属的变形规律
3.3影响宽展的因素
轧辊直径对宽展影响
轧辊直径对宽展影响
原因：
• 随着D增加，变形区长度增加，纵向阻力增加，
由最小阻力定律，金属更易向宽度方向流动， 宽展增加。
• 随着D增加，Δh不变，咬入角增大，轧辊
形状使轧件延伸变形减小，宽展增加。
• 随着D增加， B / Rh 减小，外区的作用减弱，
2L
ln B ln
2L
b L ln
2
l
L
L2
2
ln
ln L ln
2B
ln 1 L ln
2B
结论
B<L时可得如下结论：与无接触摩擦存在情况相比较， 有接触摩擦存在时，绝对宽展量和对数宽展系数增大， 绝对延伸量和对数延伸系数减小；当B不变时，对于一
定的压下系数，绝对宽展量随长度L的增大而增大；当 L不变时，对于一定的压下系数，绝对宽展量随宽度B 的增大而增大；当B/L增大时，对数宽展系数减小，而
使宽展增加。
3.3影响宽展的因素
轧件宽度对宽展的影响
当B增加，L>B~L=B，宽展区逐渐增加，宽展增大， L=B~L<B，宽展区变化不大，延伸区增加，宽展减小， 后趋于不变。
最大宽展值时的宽度，大约等于轧件的变形区长度 轧件宽度很大时，横向阻力接近于 σ２近＝于（零σ。1＋σ3）／２，即接近于平面变形状态，宽展趋
摩擦力对中部区域的影响减弱， 变形完全深入到内部，产生单鼓 形，应力-应变分布不均匀性增大
金属流动速度和应力分布
变形区形状系数对变形的影响
厚轧件： l / h 0.5 ~ 1
变形不能深入到内部，产生双鼓形， 表面层变形较中心层大，外端对变 形过程影响更加突出
金属轧流制动缺速陷度与应力分布
3.2宽展及其分类
3.变形不但发生在几何变形区以内，而且在几何变形区以 外也发生变形，其变形分布也是不均匀的； 4. 可把轧制变形区分成变形过渡区、前滑区、后滑区和 粘着区；
5. 在粘着区内有一个临界面，在这个面上金属的流动速 度和应力分布均匀，并且等于该处轧辊的水平速度。
沿轧件断面高向上变形的分布
变形区形状系数对变形的影响
宽展的意义
第三章 金属的变形规律
由于宽展估计错误产生的缺陷
3.2宽展及其分类
宽展的分类
第三章 金属的变形规律
自由宽展轧制
3.2宽展及其分类
第三章 金属的变形规律
孔型限制宽展
3.2宽展及其分类
第三章 金属的变形规律
辊突强迫宽展轧制
3.2宽展及其分类
宽展的组成
第三章 金属的变形规律
宽展沿轧件横断面高度分布
接触摩擦引起不均匀变形 轧辊形状引起不对称分布 外端强制作用趋于均匀化
镦粗时不均匀变形现象
轧制时不均匀变形现象
沿轧件断面高向上变形的分布
轧制时的不均匀变形
塔尔诺夫斯基实验
A-A 入辊平面；B-B 出辊平面
沿轧件断面高向上变形分布
1.沿轧件断面高向上变形 分布不均匀 2. 在临界面金属的变形是均 匀的
对数延伸系数增大。
当变形区宽度与长度之比B/L≤1时，与无接触摩擦存在
的情况相比，其横向宽展量及宽展系数增大，纵向延 伸量及延伸系数减小；压下量不变，若轧件宽度不变， 变形区长度增加，宽展亦增加；压下量不变，若变形
区长度不变，轧件宽度增加，则宽展量亦增大；当B/L
逐渐增大时，宽展系数减小，延伸系数增大。
3.2宽展及其分类
第三章 金属的变形规律
3.2宽展及其分类
第三章 金属的变形规律
宽展沿宽度均匀分布的假说
3.2宽展及其分类Βιβλιοθήκη Baidu
第三章 金属的变形规律
变形区分区图示
第三章 金属的变形规律
3.3影响宽展的因素
有接触摩擦条件下变形图示
宽展与变形区形状关系
b
B
B2 2L
ln
l B ln
2
ln 1 B ln
不均匀变形理论金属流动速度
沿轧件断面高向上变形的分布
沿轧件断面高向的应力分布
基本应力 工作应力
附加应力
沿轧件断面高向上变形的分布
不均匀变形理论的主要内容
1. 沿轧件断面高度上的变形、应力和流动速度分布都是 不均匀的； 2.在几何变形区内，在轧件与轧辊接触表面上，不但有相 对滑动，而且还有粘着，即轧件与轧辊间无相对滑动；
3.3影响宽展的因素
第三章 金属的变形规律
3.3影响宽展的因素
轧制温度与宽展指数关系
第三章 金属的变形规律
3.3影响宽展的因素
宽展与轧制速度关系
3.3影响宽展的因素
轧制道次对宽展的影响 总压下量一定，道次越多宽展越小
3. 轧件与轧辊表面确实存在 粘着区
4. 再外端和几何变形区之间 存在变形过渡区，这个区域 变形也不均匀
沿轧件断面高向上变形的分布
第3章 金属的流动规律
沿轧件断面高向的流动速度分布
塑性变形而产生的 金属质点纵向流动 两种运动叠加的结果
轧辊旋转的带动所 产生的机械运动
轧件在变形区 内金属质点在 高向上的流动
第三章 金属的变形规律
3.3影响宽展的因素
宽展量与变形区宽度的关系
第三章 金属的变形规律
3.3影响宽展的因素
变形区各区域对延伸的阻力图示
第三章 金属的变形规律
3.3影响宽展的因素
工具形状系数图
第三章 金属的变形规律
3.3影响宽展的因素
宽展与压下量的关系
第三章 金属的变形规律
3.3影响宽展的因素
沿轧件断面高向上变形的分布
变形理论
均匀变形理论
沿轧件断面高度方向上变形、应 力和金属流动分布都是均匀的
由于未发生塑 性变形的前后 外端的强制作 用
不均匀变形理论
沿轧件断面高度方向上变形、应 力和金属流动分布都是不均匀的
大量实验证明 不均匀变形理
论比较正确
沿轧件断面高向上变形的分布
轧制时的不均匀变形
后张力对宽展的影响 后张力越大，宽展越小，当后张应力增加到剪 切屈服极限时，轧件宽展为零。
外端对宽展的影响 外端使沿板材截面的纵向延伸均匀，宽展减小
薄轧件：l / h 2 ~ 3
轧件较薄摩擦力对整个变形 区影响都较大，外端强烈作 用，阻碍出入口断面向外突 出，应力、应变沿断面高度 的分布趋于均匀化，接触表 面有滑动而无粘着。
近似均匀 变形理论
变形区内断面高度上金属质点所受的应力、变形和流 动速度均匀
变形区形状系数对变形的影响
中等厚度轧件：0.5 ~ 1 l / h 2 ~ 3
宽展系数与压下率关系
第三章 金属的变形规律
3.3影响宽展的因素
轧辊直径对宽展影响
轧辊直径对宽展影响
原因：
• 随着D增加，变形区长度增加，纵向阻力增加，
由最小阻力定律，金属更易向宽度方向流动， 宽展增加。
• 随着D增加，Δh不变，咬入角增大，轧辊
形状使轧件延伸变形减小，宽展增加。
• 随着D增加， B / Rh 减小，外区的作用减弱，
2L
ln B ln
2L
b L ln
2
l
L
L2
2
ln
ln L ln
2B
ln 1 L ln
2B
结论
B<L时可得如下结论：与无接触摩擦存在情况相比较， 有接触摩擦存在时，绝对宽展量和对数宽展系数增大， 绝对延伸量和对数延伸系数减小；当B不变时，对于一
定的压下系数，绝对宽展量随长度L的增大而增大；当 L不变时，对于一定的压下系数，绝对宽展量随宽度B 的增大而增大；当B/L增大时，对数宽展系数减小，而
使宽展增加。
3.3影响宽展的因素
轧件宽度对宽展的影响
当B增加，L>B~L=B，宽展区逐渐增加，宽展增大， L=B~L<B，宽展区变化不大，延伸区增加，宽展减小， 后趋于不变。
最大宽展值时的宽度，大约等于轧件的变形区长度 轧件宽度很大时，横向阻力接近于 σ２近＝于（零σ。1＋σ3）／２，即接近于平面变形状态，宽展趋
摩擦力对中部区域的影响减弱， 变形完全深入到内部，产生单鼓 形，应力-应变分布不均匀性增大
金属流动速度和应力分布
变形区形状系数对变形的影响
厚轧件： l / h 0.5 ~ 1
变形不能深入到内部，产生双鼓形， 表面层变形较中心层大，外端对变 形过程影响更加突出
金属轧流制动缺速陷度与应力分布
3.2宽展及其分类
3.变形不但发生在几何变形区以内，而且在几何变形区以 外也发生变形，其变形分布也是不均匀的； 4. 可把轧制变形区分成变形过渡区、前滑区、后滑区和 粘着区；
5. 在粘着区内有一个临界面，在这个面上金属的流动速 度和应力分布均匀，并且等于该处轧辊的水平速度。
沿轧件断面高向上变形的分布
变形区形状系数对变形的影响
宽展的意义
第三章 金属的变形规律
由于宽展估计错误产生的缺陷
3.2宽展及其分类
宽展的分类
第三章 金属的变形规律
自由宽展轧制
3.2宽展及其分类
第三章 金属的变形规律
孔型限制宽展
3.2宽展及其分类
第三章 金属的变形规律
辊突强迫宽展轧制
3.2宽展及其分类
宽展的组成
第三章 金属的变形规律
宽展沿轧件横断面高度分布
接触摩擦引起不均匀变形 轧辊形状引起不对称分布 外端强制作用趋于均匀化
镦粗时不均匀变形现象
轧制时不均匀变形现象
沿轧件断面高向上变形的分布
轧制时的不均匀变形
塔尔诺夫斯基实验
A-A 入辊平面；B-B 出辊平面
沿轧件断面高向上变形分布
1.沿轧件断面高向上变形 分布不均匀 2. 在临界面金属的变形是均 匀的
对数延伸系数增大。
当变形区宽度与长度之比B/L≤1时，与无接触摩擦存在
的情况相比，其横向宽展量及宽展系数增大，纵向延 伸量及延伸系数减小；压下量不变，若轧件宽度不变， 变形区长度增加，宽展亦增加；压下量不变，若变形
区长度不变，轧件宽度增加，则宽展量亦增大；当B/L
逐渐增大时，宽展系数减小，延伸系数增大。
3.2宽展及其分类
第三章 金属的变形规律
3.2宽展及其分类
第三章 金属的变形规律
宽展沿宽度均匀分布的假说
3.2宽展及其分类Βιβλιοθήκη Baidu
第三章 金属的变形规律
变形区分区图示
第三章 金属的变形规律
3.3影响宽展的因素
有接触摩擦条件下变形图示
宽展与变形区形状关系
b
B
B2 2L
ln
l B ln
2
ln 1 B ln
不均匀变形理论金属流动速度
沿轧件断面高向上变形的分布
沿轧件断面高向的应力分布
基本应力 工作应力
附加应力
沿轧件断面高向上变形的分布
不均匀变形理论的主要内容
1. 沿轧件断面高度上的变形、应力和流动速度分布都是 不均匀的； 2.在几何变形区内，在轧件与轧辊接触表面上，不但有相 对滑动，而且还有粘着，即轧件与轧辊间无相对滑动；