3轧制金属变形规律 3.1沿轧件断面高向变形分布 关于轧制时变形的分布有两种不同理论,一种是均匀变形理论,另种是不均匀变形理论。后 者比较客观地反映了轧制时金属变形规律。均匀变形理论认为,沿轧件断面高度上的变形、应力和 金属流动的分布都是均匀的,造成这种均匀性的主要原因是由于未发生塑性变形的前后外端的强制 作用,因此又把这种理论称为刚性理论。不均匀变形理论认为,沿轧件断面高度上的变形、应力和 金属流动分布都是不均匀的(图3-1)。其主要内容有: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: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;变形不但发生在儿何变形区以内,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。这样就把轧制变形区分成变形过渡区、前滑区、后滑区和粘着区 (图3-1);在粘着区内有一个临界面,在这个面上金属的流动速度分布均匀,并且等于该处轧辊 的水平速度 (a) 图3-1按不均匀变形理论金属流动速度和应力分布 (a)金風流动速度分布:1-表面层金属流动速度:2-中心层金風流动速度;3平均流动速度:4-后外端金属动速度:5-后变形过洳金属流 速度;6-后区金属动速度;7-临界面金属流动速度:8前滑区金属流动速度:9前变形过渡区金属流动速度:10前外端金属流动度 (b)应力分布:+拉应力;一压应力;1-后外端;2-入辊处:3临界面:4前外端5前外端 大量实验证明,不均匀变形理论是比较正确的,其中以塔尔诺大斯基实验最具代表性。用研究 沿轧件对称轴的纵断面上的坐标网格的变化,证明了沿轧件断面高度上的变形分布是不均匀的。塔 尔诺夫斯基根据实验研究指出,沿轧件断面高度上的变形不均匀分布与变形区形状系数有很大关系。 当l/h>0.5~1.0时,即轧件断面高度相对于接触弧长度不太大时,压缩变形完全深入到轧件内部, 形成中心层变形比表面层变形要大的现象;当l/h<0.5~1.0时,随着变形区形状系数的减小,外 端对变形过程影响变得更为突出,压缩变形不能深入到轧件内部,只限于表面层附近的区域;此时 表面层的变形较中心层要大,金属流动速度和应力分布都不均匀(图3-2)。 3.2轧制过程的纵向变形—前滑与后滑 321变形区内轧件运动速度 轧制过程中,当轧件由轧前厚度H轧到轧后厚度h时,随着厚度逐渐减小,变形区内金属各 质点的流动速度不可能完全相同。金属各质点之间,以及金属表面质点与工具表面质点之间就有可 能产生相对运动。假设轧件在轧制过程中宽展量很小,计为零,且沿每一高度截面上质点变形均匀, 那么横截面各点金属流动水平速度及相对应轧辊水平速度分布如图3-3所示。由图可知,金属水平 方向移动速度由入口到出口是逐渐增加的。因为随着金属沿厚度方向不断被压缩而延伸。轧辊沿水 平方向的分速度v=v·cosb(v不变,不断减小)由入口到出口不断增加,除了沿变形区中