塑性变形与轧制原理PDF电子书下载

0 绪论 1

0.1 金属压力加工的概念、主要方法及其发展和作用 1

0.1.1 金属压力加工概念 1

0.1.2 金属压力加工的优点 1

0.1.3 金属压力加工的主要方法 1

0.2 金属压力加工在国民经济中的作用及其发展 4

习题 5

1 塑性变形的力学基础 6

1.1 塑性加工时所受的外力 6

1.1.1 作用力 6

1.1.2 约束反力 6

1.2 内力、应力、应力集中 7

1.2.1 内力 7

1.2.2 应力 8

1.2.3 应力集中 8

1.3 变形 9

1.4 应力状态及应力图示、变形图示 10

1.4.1 应力状态 10

1.4.2 应力图示 11

1.4.3 变形图示 14

习题 17

2 金属在塑性加工变形中组织性能的变化 19

2.1 在冷加工变形中组织性能的变化 19

2.1.1 金属组织的变化 19

2.1.2 金属性能的变化& 2 1

2.1.3 退火与回复、再结晶 22

2.2 热加工对组织与性能的影响 27

2.2.1 热加工的变形特点 27

2.2.2 金属组织性能的变化 28

2.3 钢材组织性能的控制—控制轧制 29

2.3.1 控制轧制的概念 29

2.3.2 控制轧制与钢材的强度、韧性 30

2.3.3 轧制工艺参数的控制 31

习题 35

3 塑性变形的基本定律 36

3.1 体积不变定律及应用 36

3.1.1 体积不变定律 36

3.1.2 体积不变定律的应用 36

3.2 最小阻力定律及其应用 37

3.2.1 最小阻力定律的内容 37

3.2.2 镦粗矩形六面体时金属质点的流动 38

3.2.3 轧制生产中金属质点的流动& 3 8

3.3 弹塑性共存定律 39

3.3.1 弹塑性共存定律 39

3.3.2 弹塑性共存定律在压力加工中的实际意义 40

3.4 极限状态理论 41

3.4.1 极限状态理论 41

3.4.2 主应力差理论（Tresca屈服条件） 42

3.4.3 能量理论（Mises屈服条件） 43

3.4.4 例题 44

习题 45

4 金属塑性加工中的摩擦与润滑 46

4.1 外摩擦的影响与特征 46

4.1.1 外摩擦的影响 46

4.1.2 外摩擦的特征 47

4.2 摩擦理论 48

4.2.1 塑性变形时摩擦的分类 48

4.2.2 干摩擦理论 49

4.3 影响外摩擦的因素 49

4.3.1 工具的表面状态 50

4.3.2 变形金属的表面状态 50

4.3.3 变形金属和工具的化学成分 50

4.3.4 变形温度 50

4.3.5 变形速度 51

4.3.6 冷却水 51

4.4 冷轧工艺润滑 52

4.4.1 冷轧工艺润滑的作用 52

4.4.2 对冷轧工艺润滑剂的要求、工艺润滑剂的基本类型 52

4.5 轧制时的摩擦系数 53

4.5.1 热轧时摩擦系数的计算 53

4.5.2 冷轧时摩擦系数的计算 54

习题 54

5 金属的塑性与变形抗力 56

5.1 金属塑性的概念及测定方法 56

5.1.1 金属塑性的基本概念 56

5.1.2 金属塑性的测定方法 56

5.1.3 塑性图 59

5.2 影响塑性的因素及提高塑性的途径 60

5.2.1 金属的自然性质 60

5.2.2 变形温度对塑性的影响 63

5.2.3 变形速度的影响 65

5.2.4 变形力学条件对塑性的影响 65

5.2.5 其他因素对塑性的影响 66

5.2.6 提高塑性的途径 67

5.3 变形抗力 67

5.3.1 变形抗力的几个概念 67

5.3.2 影响变形抗力的因素 67

5.3.3 金属真实变形抗力的确定 70

5.3.4 降低变形抗力常用的工艺措施 72

习题 73

6 金属塑性变形时应力和变形的不均匀性 75

6.1 一般概念 75

6.1.1 均匀变形和不均匀变形 75

6.1.2 基本应力、附加应力、工作应力、残余应力 75

6.2 变形及应力不均匀分布的原因 76

6.2.1 接触面上外摩擦的影响 76

6.2.2 变形区几何因素的影响（H／d） 77

6.2.3 工具和工件的影响 77

6.2.4 变形体温度分布不均匀的影响 79

6.2.5 金属本身性质不均匀的影响 80

6.2.6 变形物体外端的影响 80

6.2.7 变形物体内残余应力的影响 81

6.3 变形及应力不均匀分布所引起的后果及减小措施 82

6.3.1 变形及应力不均匀分布的后果 82

6.3.2 减轻应力及变形不均匀分布的措施 83

6.4 不均匀变形造成的轧件断裂 85

6.4.1 轧制时产生的内部横裂 85

6.4.2 轧制时产生的角裂 86

6.4.3 轧制时产生的劈头 86

6.4.4 轧板时的边裂和薄件的中部裂 87

6.4.5 挤压和拉拔时工件产生的断裂 87

习题 89

7 轧制的基本问题 90

7.1 简单轧制与非简单轧制 90

7.1.1 简单轧制 90

7.1.2 非简单轧制 90

7.2 变形区主要参数 91

7.2.1 变形区的概念 91

7.2.2 变形区的主要参数 91

7.3 轧制过程的三阶段 93

7.3.1 咬入阶段 93

7.3.2 稳定轧制阶段& 9 3

7.3.3 甩出阶段 94

7.4 轧制变形的表示方法 94

7.4.1 绝对变形量 94

7.4.2 相对变形量 94

7.4.3 变形系数 95

7.4.4 总延伸系数、部分延伸系数与平均延伸系数 96

7.5 平均工作直径与平均压下量 97

7.5.1 平均工作直径 97

7.5.2 平均压下量 98

7.6 变形速度、轧制速度及其计算 98

7.6.1 变形速度及其计算 98

7.6.2 轧制速度及其计算 101

习题 102

8 实现轧制过程的条件 104

8.1 咬入条件 104

8.1.1 摩擦力、摩擦系数与摩擦角 104

8.1.2 轧件咬入时的作用力分析 104

8.1.3 轧辊咬入轧件的条件 105

8.1.4 孔型对咬入的影响 106

8.2 剩余摩擦力的产生及稳定轧制的条件 108

8.2.1 剩余摩擦力的产生 108

8.2.2 建立稳定轧制状态后的轧制条件 109

8.3 最大压下量的计算方法 109

8.3.1 按最大咬入角计算最大压下量 109

8.3.2 按摩擦系数计算最大压下量 110

8.3.3 型材轧制时的压下量 110

8.4 影响咬入的因素及改善咬入的措施 111

8.4.1 轧辊直径D、压下量Δh和咬入角α三者之间的关系 112

8.4.2 影响咬入的因素 112

8.4.3 改善咬入的措施 113

8.5 三种典型轧制情况 113

8.5.1 第一种轧制情况 113

8.5.2 第三种轧制情况 115

8.5.3 第二种轧制情况 116

8.6 轧制变形区的应力状态 117

8.6.1 工具形状和尺寸的影响 117

8.6.2 外摩擦的影响 120

8.6.3 外力的影响 121

8.6.4 轧件尺寸的影响 122

习题 122

9 轧制时金属的横变形—宽展 124

9.1 宽展的种类和组成 124

9.1.1 宽展的概念 124

9.1.2 研究宽展的意义 124

9.1.3 宽展的种类 125

9.1.4 宽展的组成 126

9.2 影响宽展的因素 128

9.2.1 相对压下量Δh/H的影响 128

9.2.2 轧辊直径的影响 128

9.2.3 轧件宽度的影响 130

9.2.4 摩擦系数的影响 130

9.2.5 轧制道次的影响 133

9.2.6 张力对宽展的影响 134

9.2.7 工具形状对宽展的影响 134

9.3 孔型中轧制时横变形的特点 135

9.3.1 在孔型中轧制时，沿轧件宽度的压下量不均匀 135

9.3.2 轧件与轧辊接触的非同时性 135

9.3.3 孔型的凸、平、凹形组合、孔型侧壁的侧向力的作用 136

9.3.4 孔型中轧制时有速度差现象 136

9.4 计算宽展的公式 137

9.4.1 若兹公式 137

9.4.2 彼得诺夫－奇别尔公式 138

9.4.3 巴赫契诺夫公式 138

9.4.4 艾克隆德公式 139

习题 140

10 轧制过程中的纵变形—前滑与后滑 141

10.1 轧制时的前滑和后滑 141

10.1.1 前滑的产生及表示方法 141

10.1.2 研究前滑的意义 142

10.2 前滑的计算公式 143

10.3 中性角的确定 144

10.4 前滑、后滑与纵横变形的关系 145

10.5 前滑的影响因素 148

10.5.1 轧辊直径的影响 148

10.5.2 摩擦系数的影响 149

10.5.3 相对压下量的影响 149

10.5.4 轧件厚度的影响 150

10.5.5 轧件宽度的影响 150

10.5.6 张力对前滑的影响 150

习题 151

11 金属对轧辊的压力 152

11.1 轧制压力的概念 152

11.2 接触面积的确定 153

11.2.1 在平辊上轧制矩形断面轧件时的接触面积 153

11.2.2 在孔型中轧制时接触面积的确定 154

11.3 计算平均单位压力的公式 155

11.3.1 采利柯夫公式 155

11.3.2 斯通公式 158

11.3.3 西姆斯公式 160

11.3.4 艾克隆德公式 161

11.3.5 计算平均单位压力的其他公式 163

11.3.6 按实验法确定轧制力 163

11.4 影响轧制压力的因素 164

11.4.1 轧件材质的影响 164

11.4.2 轧件温度的影响 164

11.4.3 变形速度的影响 164

11.4.4 外摩擦的影响 165

11.4.5 轧辊直径的影响 165

11.4.6 轧件宽度的影响 165

11.4.7 压下率的影响 166

11.4.8 前后张力的影响 166

习题 167

12 轧制力矩及功率 168

12.1 辊系受力分析与轧制力矩 168

12.1.1 简单轧制过程 168

12.1.2 单辊驱动的轧制过程 168

12.1.3 具有张力作用时的轧制过程 169

12.1.4 四辊轧机轧制过程 169

12.2 轧制时传递到主电机上的各种力矩 171

12.2.1 轧制时的功能消耗 171

12.2.2 轧制时的各种力矩 171

12.2.3 静力矩Mj与轧制效率η 171

12.3 各种力矩的计算 172

12.3.1 轧制力矩 172

12.3.2 附加摩擦力矩 175

12.3.3 空转力矩 176

12.3.4 动力矩 177

12.4 主电机容量校核 177

12.4.1 轧制图表与静力矩图 177

12.4.2 可逆式轧机的负荷图 178

12.4.3 主电机容量的核算 179

习题 181

13 轧制时的弹塑性曲线 182

13.1 轧制时的弹性曲线 182

13.2 轧件的塑性曲线 184

13.3 轧制时的弹塑性曲线 185

13.4 轧制弹塑性曲线的实际意义 188

习题 189

14 连轧的基本理论 191

14.1 连轧的特殊规律 191

14.1.1 连轧的变形条件 191

14.1.2 连轧的运动学条件 192

14.1.3 连轧的力学条件 192

14.2 连轧张力 192

14.2.1 连轧张力微分方程 192

14.2.2 张力公式 193

14.3 堆拉系数和堆拉率 194

14.3.1 前滑系数 194

14.3.2 堆拉系数和堆拉率 195

习题 196

参考文献 197