金属材料与热处理技术专业综合实验报告.doc

综合实验报告
课程名称:
金属材料与热处理技术专业综合实验
专业:
金属材料与热处理技术
班级:
金属111
姓名:
肖田方
学号:
**********
指导教师:
蹇海根
冶金工程学院
2013-2014 学年第 1 学期
目录
实验一轧制力能参数综合测试
实验二金属材料力学性能综合测试
实验一轧制力能参数综合测试
实现轧件咬入轧制参数的设定
实验目的
(1) 掌握轧件咬入的条件
(2) 掌握最大咬入角的测定
(3) 学会分析最大咬入角与各轧制参数的关系
2、相关理论知识背景
轧辊与轧件的接触弧所对应的角称为接触角或咬入角。为使轧件能够咬入轧辊,作用于轧件的出轧辊方向摩擦力F的水平分量必须大于或等于作用于轧件的轧制力Pr的水平分量。
轧件能够被咬入的条件为:
由上式可见,只有摩擦系数大于咬入角的正切值时,轧件才能被咬入轧辊。对于给定的辊缝值,摩擦力越大,能够咬入的轧件的高度也越大。
tan α的值与轧辊的半径 R,轧件的轧前高度 h0和轧件的轧后高度 hf 有关。
轧辊的中心线与轧件和轧辊的入口接触点的距离用 g表示。用简单的几何学知识,可得下式:
tan α为对边与邻边的比值,可得:
3、实验内容
根据设置辊子直径、轧件轧前厚度、轧件轧后厚度、摩擦系数不同的轧制参数实现轧件的咬入。
实验步骤
(1)设置轧制参数:辊子直径为400㎜,轧件轧前厚度为101㎜,,调整轧件轧后厚度,得轧件轧后厚度最小为79㎜。如下图所示:
(2)设置轧制参数:辊子直径为400㎜,轧件轧前厚度为102㎜,,调整轧件轧后厚度,得轧件轧后厚度最小为87㎜。如下图所示:
(3)设置轧制参数:辊子直径为420㎜,轧件轧前厚度为101㎜,,调整轧件轧后厚度,得轧件轧后厚度最小为87㎜。如下图所示:
(4)设置轧制参数:辊子直径为420㎜,轧件轧前厚度为101㎜,,调整轧件轧后厚度,得轧件轧后厚度最小为79㎜。如下图所示:

设置轧制参数:辊子直径为420㎜,轧件轧前厚度为101㎜,,调整轧件轧后厚度,得轧件轧后厚度最小为87㎜。如下图所示:
5、实验结果
在实现轧件的咬入的前提下选择不同的参数,通过调节压下量来达到最大咬入角。由前面的公式得到压下量。所以,对于确定的轧辊直径和摩擦系数及轧件轧后厚度后,通过改变轧前厚度来达到最大咬入角。结果如下表所示:
辊子直径㎜
轧前厚度㎜
轧后厚度㎜
摩擦系数
最大咬入角
1
400
101
79


2
400
102
87


3
420
101
87


4
420
101
79


5
420
101
87


6、分析讨论
(1)在摩擦系数相同的情况下,当压下量一定时,增加轧辊直径,咬入角减小;当轧辊直径一定时,压下量减小,咬入角减小。
(2)增大摩擦系数可以改善咬入。
二、轧制压力模拟实验
1、实验目的
(1)掌握轧制压力的计算方法
(2)分析轧制压力的影响因素
2、相关理论知识背景
轧制过程中主要的参数如下:
R, 轧辊半径
金属的变形抗力
轧辊和轧件间的摩擦力
轧件的张力
轧制压力由平均单位压力和接触面积求得,见下式:
Pr=p×b×L
式中,Pr 为轧制总压力,p为单位轧制压力,b为接触区的平均宽度,Lp为接触弧的水平投影长度。
接触弧的水平投影长度用下式计算:
式中,R 为轧辊半径,h0 为轧件轧前高度,hf 为轧件轧后高度
轧制过程中,考虑到塑性条件,单位轧制压力应等于材料的屈服应力。假设轧制过程中轧件宽度不变,则单位轧制压力可用初始屈服应力(室温低速拉伸试验下测定的屈服极限) σ'0 表示。如果轧件宽度发生变化,则不能使用初始屈服应力表示单位轧制压力。因此轧制总压力的计算公式为:
一般认为,轧制是平面变形压缩过程,此过程中摩擦力的分布是不均匀的。因此,平均单位压力见下式:
式中,
将等式代入轧制总压力计算公式,可得:
系数''的出现是因为如果轧制条件是平面变形条件,即无宽展轧制,则变形应力必须使用平面变形条件下的变形应力。
实验内容
通过选择不同的参数观察轧制压力的变化,总结出轧制压力的影响因素。
4、实验步骤
(1)当辊子直径为400㎜,轧件轧前厚度为102㎜,轧件轧后厚度为82㎜,变形区的宽度为800㎜,,平均变形抗力为150Mpa是,。如下图所示:
(2)当辊子