东北大学材料加工研究生复试题.docx

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东北大学材料加工研究生复试题

轧制部分8---20章

型材部分（8、9章）

1、型材？

型材充满度？

型材分类？

型材的生产特点？

答：

型材：

经过塑性加工成形的，具有一定断面和尺寸的直条实习金属材称为型材型材充满度：

轧件充满孔型的程度，用轧后件宽与轧槽宽的比值来表示型材分类：

按生产方式分为热轧型材、冷轧型材、热弯型材、冷弯型材、冷拔型材、锻压型材、挤压型材、焊接型材和特殊型材；按断面特点，可分为复杂断面型材和简单断面型材；按断面尺寸分类，可分为大型、中型、小型型材；按使用范围分，可分为通用型材、专用型材和精密型材。

型材的生产特点：

A品种规格多B断面形状差异大C不均匀变形量严重D轧机结构和轧机布置形式多种多样。

2、型材轧制的咬入条件？

答：

当轧件与孔型侧壁接触时，孔型侧壁对轧件有一个夹持作用；当轧件与孔型顶部接触时，即与平辊轧制矩形相似。

咬入条件：

3、型材轧机的命名方法？

答：

一般以轧辊的名义直径（或传动轧辊的人字齿轮节圆直径）命名，一个轧钢车间，往往有若干列或若干架轧机，通常以最后一架精轧机的轧辊名义直径作为轧钢机的名称。

型材轧机按其用途和轧辊名义直径可分为轧梁轧机（轧辊名义直径750-950）、大型型材轧机（650

以上）、中型型材轧机（350-650）、小型型材轧机（250-300）、线材轧机（150-280）或棒、线材轧机。

4、型材轧机典型布置形式及特点？

答：

A横列式大多数轧机用一台交流电机同时传动数架三辊式轧机，在一列轧机上进行多道次轧制，变形灵活、适应性强、品种范围广，控制操作容易，设备简单，造价低，建厂快等优点。

缺点为产品尺寸精度不高，品种规格受限，轧件需要横移和翻钢，故长度受限制，间隙时间过长，轧件温降大，因而轧件长度和厚度均受限制，不便于实现自动化。

B顺列式各架轧机顺序布置在1-3个平行纵列中，各架轧机单独传动，每架只轧一道，但机架间不形成连轧。

各机架的速度可单独调节，使轧机能力得以充分发挥。

由于每架只轧一道，故轧辊L/D值在1.5-2.5，且机架多为闭口式，故轧机刚度大，产品尺寸精度高；由于各机互不干扰，故机械化自化动较高，调整方便。

轧机布置比较分散，由于不连轧，厂房很长，温降大，不适用于轧制小型或壁薄的产品，投资大，建厂慢。

C棋盘式适于中小型型钢生产D半连续式多通过对旧设备改造获得

E连续式各架轧机纵向紧密成连轧机组，每架轧机可单独传动或集体传动，每架只轧一道，轧制速度快，产量高；轧机紧密排列，间隙时间短，轧件温降小，对轧制小规格和轻型薄壁产品有利，由于轧件长度不受机架间距离限制，可尽量增加坯料重量，以提高轧机产量和金属收得率。

缺点是机械和电器设备比较复杂，投资大，并且生产品种规格受限制。

5、H型钢生产方式？

答：

A焊接：

将厚度合适的带钢裁成一定的宽度，在连续式焊接机上将边部和腰部焊接在一起。

优点：

可生产各种断面形状的H型钢，生产操作灵活，适合小批量、多品种的市场需求；缺点：

金属消耗大，生产的经济效益低，不易保证产品性能均匀。

B热轧：

在万能孔型轧机上轧制，H型钢的腰部在上下水平辊之间进行轧制，边部则在水平

辊侧面和立辊之间使其同时轧制成形。

优点：

生产率高，收得率高，性能均匀，缺点：

对于复杂断面产品难生产。

6、H型钢和普通工字钢的主要区别？

答：

工字钢可以在两棍成型中轧制，H型钢需要在万能孔型中轧制。

7、万能孔型轧制钢的最大优点？

答：

在于同一尺寸系列只有腰部和边部的厚度尺寸是变化的，压余部位尺寸是固定不变的，可以方便地根据用户要求的产品尺寸量材使用。

因此，同一万能孔型轧出的同一系列H型钢可以拥有多种腰厚和边部尺寸，使产品的数量规格大大增加，为用户选择最节材的尺寸规格提供了极大的方便。

8、轧件在万能孔型中的变形特点？

答：

A腰部和边部的变形区形状近似于平辊轧板B边部和腰部的变形互相影响C腰部全后滑

D边部的变形区长E轧制后边端不齐，外侧宽展大。

9、大中型型钢生产新技术？

A连铸异型坯及连铸坯直接热装轧制B在线控轧控冷和余热淬火C长尺冷却和长尺矫直D热弯型钢

注：

在线控轧控温和余热淬火的目的？

在不明显增加生产成本的前提下提高钢材料使用性能，减少氧化，防止和减轻型钢变形，降低残余应力。

长尺冷却和长尺矫直：

是在精轧出口处不锯切轧件，在长尺冷床上冷却后再进行矫直锯切。

优点是提高轧件的平直度，减少矫直盲区，提高产品定尺率，减少矫直辊消耗，提高矫直速

度和生产率。

热弯型钢：

热弯是用钢坯先热轧成厚度不等并有适当凸凹的扁钢或异型断面的型钢，在轧后

余热的条件下，连续弯曲成为开式、半封闭式、封闭式的异型断面型材。

该成型方式即可生产出热轧方法无法生产出的型钢，又能生产出冷弯方法不能生产的型钢，而且利用余热，消耗能量少，材料塑性好，断面机械性质均匀，避免了裂纹。

棒线材部分（10章）

1、棒线材生产特点？

答：

A棒、线材的断面形状简单，用量巨大，适于进行大规模的专业化生产。

（国内占总产

量40％，世界最高）

B线材的断面尺寸是热轧材中最小的，所用的轧机是最小型的。

轧件的总延伸非常大，需要的轧制道次很多。

C线材的特点是断面小，长度大，尺寸精度和表面质量要求高。

但增大盘重、减少线径与提高质量、尺寸精度是矛盾的。

2、棒材轧制新技术？

直接使用连铸坯、连铸坯热装送热或直接轧制、柔性轧制技术、高精度轧制技术、低温轧制、无头轧制、切分轧制。

注：

A柔性轧制技术：

对于小批量、多品种的生产，在规格和品种改变时，会增加停机时间，为此，发明了柔性轧制技术，利用无孔型轧制、共用孔型等手段迅速改变轧制规程，改变产品规格

B无头轧制：

在轧制过程中，采用连铸连轧或用焊接方法，将加热好的钢坯首尾接焊在一起，连续供坯，不断轧制，在一个换辊周期内，轧件长度无限加长的轧法叫无头轧制技术。

优点：

切损少，定尺率接近100%，生产效率提高，对导卫和孔型无冲击、不缠辊，生产成本降低，尺寸精度高。

C切分轧制：

切分轧制是在型钢轧机上利用特殊轧辊孔型和导卫装置将一根轧件沿纵向切成两根或多根轧件，进而轧出两根或多根轧材的工艺。

优点：

1、显著提高生产率2、产品尺

寸精度高3、可以扩大品种规格范围4、降低能耗和成本5、减少机架数，节省投资。

3、棒材轧后余热淬火原理与工艺过程？

原理：

轧件离开终轧机后进入冷却水箱，利用轧件的余热通过快速冷却进行淬火，使钢筋表面具有一定厚度的淬火马氏体，而心部仍为奥氏体。

当钢筋离开冷却水箱，缓慢自然冷却后，心部余热向表面层扩散，使表层的马氏体自回火。

当钢筋在冷床上慢慢自然冷却时，心部的奥氏体发生相变，形成铁素体和珠光体或奥氏体、铁素体加珠光体，进而提高强度与塑性，改善韧性，得到良好的综合性能。

工艺过程：

第一阶段为表面淬火阶段，发生马氏体转变，该阶段结速时，心部温度较高，处于奥氏体状态。

第二阶段为自回火阶段，钢筋经过快速冷却后，在空气中缓慢冷却，心部热量向外层扩散，使马氏体进行自回火，第三阶段为组织转变阶段，在冷床上完成，中心未发生转变的奥氏体转变成铁素体和珠光体或铁素体、索氏体和贝氏体。

特点：

A提高钢筋屈服强度B可获得不同强度级别的钢筋C具有良好的延展性、弯曲性和焊

接性D生产成本低

4、线材控制冷却的类型及原理，优点？

答：

类型可分为珠光体型控制冷却和马氏体型控制冷却。

珠光体控制冷却是在连续冷却过程中使钢材获得索氏体组织，百马氏体控制冷却是通过轧后淬火-回火处理，得到中心索氏体，表面为回火马氏体组织。

优点：

A提高了线材的综合性能，改善了其在长度方向上的均匀性B改善了金相组织，使晶

粒细化C减少氧化损失，缩短酸洗时间D降低线材轧后温度，改善劳动条件E提高产品质量，有利于线材的二次加工。

5、棒材生产工艺

答：

棒材：

坏料—加热—粗轧—中轧—精轧—冷却精整

型材：

连铸坯—加热—除鳞—粗轧—中轧—精轧—精整（冷却、矫直等）

管材部分（16-20章）

1、钢管定义、特性、分类及发展趋势？

答：

钢管：

是指两端开口并且有封闭的中空断面，其长度与横断面周长之比较大的钢材。

特性：

A具有封闭的中空几何形状，可以作为液、气体及固体的输送管道B同样重量下，钢

管相对于其他钢材有更大的截面模数，具有更大的抗弯、抗扭能力，属于经济断在型材。

分类：

按生产方式分，分为热轧、焊接、冷加工三类。

热轧基本工序是穿孔和轧管；焊接基本工序是成型与焊接；冷加工是钢管的二次加工，包括有冷轧、冷拔、冷张力减径和冷旋压；按产品的尺寸分类，可分为特厚、厚、薄、极薄壁管，壁厚系数（D/S）；

按用途分类，可分为配管、结构管、石油管、热交换用管等；

按材质分类，可分为有色金属及合金管、普通碳素管、碳素结构钢管，复合材料管等；按横断面形状分类，可分为圆管和异型管；按纵向断面分为等断面和变断面钢管；按管端状态分，可分为光管和车丝管。

发展趋势：

随着工业技术的发展，钢管在向高合金化、高精度、高质量方向发展。

由于冶炼技术的不断提高，连铸管已在无缝钢管生产中广泛使用，现在各主要工业国无逢钢管生产中几乎全部使用连铸管坯。

另外，薄板坯连铸技术的研究，为降低焊管坯成本开辟了新途径。

冷加工管生产也得取发展，百以焊管冷加工增长最为迅速。

2、热轧无缝管的主要加工形式（加工工序）？

答：

A穿孔是将实习管坯穿成空心毛管B轧管将穿孔后的毛管壁厚轧薄，达到所要求的尺寸和均匀性C定径使毛管获得成品管要求的外径热尺寸和精度D400mm外径以上，设有扩径

要组，扩径主要有斜轧和顶、拔管方式

3、穿孔方法，斜轧穿孔中每种穿孔设备的特点？

穿孔方法分为斜轧穿孔和压力挤孔，斜轧穿孔主要的穿孔设备有曼内斯曼穿孔机、狄赛尔穿孔机、菌式穿孔机及三辊穿孔机。

曼内斯曼穿孔机：

结构特点：

桶形辊+顶头+导板；布置方式：

立式和卧式；优点：

对心性好，毛管壁厚均匀，一次延伸系数在1.25—4.5，可以直接从实心圆坯穿成较薄的毛管，缺点：

不能

①变形复杂，附加变形严重，内外表面易产生和扩大缺陷；②对毛管坯的质量要求高，直接穿连铸坯。

狄赛尔穿孔机：

二辊斜轧立式，每个轧辊单独转动，结构：

桶形辊+顶头+主动导盘，优点:

①主动导盘旋转速度大于轧辊轴向速度，给轧件施加一个送进力，提高咬入，提高穿孔效率，

提高生产率；②可穿连铸坯，减少了孔腔形成；③导盘寿命比导板高；④提高穿孔速度0.671.1〜1.2m/s缺点：

①更换规格不便；②轧制稳定性差，咬入机架不稳定，穿孔后毛管首尾外径差大。

菌式穿孔机：

结构：

辊形：

锥形（菌式）+顶头+主动导盘；优点：

①锥形辊的直径沿穿孔变形区是逐渐增加的，轧件前进和轧辊配合好，减少滑动，促进纵向延伸，减轻扭转变形和横锻效应，可穿塑性较差的高合金管坯；②主动大导盘，穿孔效率高③延伸系数大④咬入条件

好；⑤大送进角，提高生产能力。

缺点：

更换规格不便。

4、轧管机

优点：

①短芯头换规格时便

自动轧管机：

结构：

二辊不可逆纵轧机一对工作辊一对回送辊。

于安装调整方便，易掌握；②生产品种规格范围广。

缺点：

①生产效率低•••第一道轧后要回

送，翻钢辅助间隙时间长②延伸系数小，必须配延伸大的穿孔机；③孔型开口处，壁厚不均，

所以应后配斜轧均整机，均匀壁厚。

④轧制毛管长度受顶杆限制.。

连续轧管机轧制钢管是将穿孔后的毛管套在长芯棒上进行轧制，因此根据芯棒运动的不同方

式将连轧管机分为全浮动、半浮动和限动芯棒轧机三种类型。

全浮动芯棒连轧机（MM）:

结