·750· 工程科学学报，第39卷，第5期 分别为减径段、壁厚压下段以及精整段不同送进量 壁区域的等效应力值变化较大，而孔型脊部和与轧 下的等效应力分布曲线，横坐标对应不同点的圆周 辊接触的孔型侧壁区的等效应力相差不大.综合不 角度，以图4中点1为起始点0°逆时针递增.对比不 同变形阶段的等效应力分布曲线可以得出，无论在 同位置的等效应力变化曲线可以看出在轧制过程中 孔型哪个区域，其等效应力都随着送进量的变化而 等效应力最大值出现在壁厚压下段，而精整段的等 变化并且送进量越大等效应力也越大，这是因为当 效应力值最小.从图5不同变形阶段的等效应力分 送进量增大时使得变形段管材横截面尺寸增大，由 布曲线中可以看出在不同的变形阶段，随着送进量 于轧辊轧槽和芯棒尺寸是确定的，从而导致了变形 的变化，孔型开口处及管材与轧辊不接触的孔型侧 量的增大以至于管材等效应力随之增大 900 (a) 920 b 80 880 840 840 安810 -8 mm 800 8 mm 780 ◆-10mm ◆-10mm 12 mm +-12mm 760 750 60 120180240300360 60 120180240300360 角度 角度) 550 500 ---8 mm 450 ◆-10mm +12mm 4006 60120180240300360 角度) 图5不同送进量下不同变形阶段等效应力分布曲线.(a)减径段：(b)壁厚压下段：(c)精整段 Fig.5 Curves of effective stress with different feed ranges in different deformation stages:(a)reducing segment;(b)wall thickness reduction seg- ment;(c)finishing segment 从图中还可以得出，轧制过程中不同送进量下不 小之差，从而导致管材变形的不均匀性，进而影响管材 同变形阶段管材不同位置的等效应力均不超过304不 的尺寸精度及残余应力的大小【)] 锈钢的极限应力值，且在不同送进量下各位置等效应 2.2.3不同周期送进量对轧制力的影响 力值在304不锈钢的屈服应力352MPa以上，说明8、 图7为轧制正行程不同送进量下轧制力变化曲 10和12mm送进量均有利于管材的塑性变形. 线，从图7中可以看出，在轧制正行程中轧制力迅速增 2.2.2不同周期送进量对金属流动速度的影响 加随后逐渐减小，且轧制力随着送进量数值的不同而 图6为轧制过程中不同变形阶段管材截面不同位 发生改变，送进量越大导致轧制力就越大.这是因为 置的金属流动速度分布曲线.图6(a)、6(b)、6(c)分 当送进量增大时，单个道次内管材受压缩的金属体积 别对应减径段、壁厚压下段以及精整段不同送进量下 增大从而导致金属变形强烈，造成轧制力明显增大 的金属流动速度分布曲线.从图6中可以看出，不同 相反当送进量较小时单个道次内管材受压缩金属体积 变形阶段中，在管材截面孔型开口处和与轧辊不接触 较小使得轧制力相对较小.增大送进量会提高生产效 的孔型侧壁处金属流动速度随送进量的变化没有明显 率但同时也加速了轧辊的磨损并对设备性能要求增 的变化，流动速度大小基本相同.相反，在孔型脊部以 加，所以选择合适的送进量对保证生产效率及节约成 及与轧辊接触的孔型侧壁处管材金属流动速度随着送 本和能源起着至关重要的作用. 进量的增大而显著增加.送进量增加使变形区内管材 2.2.4不同周期送进量对残余应力的影响 变形量增大，从而导致了金属流动速度的增加，但是增 图8为轧制过程中不同变形阶段管材截面不同位 大送进量后增加了管材圆周各点之间金属流动速度大 置的残余应力分布曲线.图8(a)、8(b)、8(c)分别对工程科学学报,第 39 卷,第 5 期 分别为减径段、壁厚压下段以及精整段不同送进量 下的等效应力分布曲线,横坐标对应不同点的圆周 角度,以图 4 中点 1 为起始点 0毅逆时针递增. 对比不 同位置的等效应力变化曲线可以看出在轧制过程中 等效应力最大值出现在壁厚压下段,而精整段的等 效应力值最小. 从图 5 不同变形阶段的等效应力分 布曲线中可以看出在不同的变形阶段,随着送进量 的变化,孔型开口处及管材与轧辊不接触的孔型侧 壁区域的等效应力值变化较大,而孔型脊部和与轧 辊接触的孔型侧壁区的等效应力相差不大. 综合不 同变形阶段的等效应力分布曲线可以得出,无论在 孔型哪个区域,其等效应力都随着送进量的变化而 变化并且送进量越大等效应力也越大,这是因为当 送进量增大时使得变形段管材横截面尺寸增大,由 于轧辊轧槽和芯棒尺寸是确定的,从而导致了变形 量的增大以至于管材等效应力随之增大. 图 5 不同送进量下不同变形阶段等效应力分布曲线 郾 (a) 减径段; (b) 壁厚压下段; (c) 精整段 Fig. 5 Curves of effective stress with different feed ranges in different deformation stages: (a) reducing segment; (b) wall thickness reduction seg鄄 ment; (c) finishing segment 从图中还可以得出,轧制过程中不同送进量下不 同变形阶段管材不同位置的等效应力均不超过 304 不 锈钢的极限应力值,且在不同送进量下各位置等效应 力值在 304 不锈钢的屈服应力 352 MPa 以上,说明 8、 10 和 12 mm 送进量均有利于管材的塑性变形. 2郾 2郾 2 不同周期送进量对金属流动速度的影响 图 6 为轧制过程中不同变形阶段管材截面不同位 置的金属流动速度分布曲线. 图 6( a)、6( b)、6( c)分 别对应减径段、壁厚压下段以及精整段不同送进量下 的金属流动速度分布曲线. 从图 6 中可以看出,不同 变形阶段中,在管材截面孔型开口处和与轧辊不接触 的孔型侧壁处金属流动速度随送进量的变化没有明显 的变化,流动速度大小基本相同. 相反,在孔型脊部以 及与轧辊接触的孔型侧壁处管材金属流动速度随着送 进量的增大而显著增加. 送进量增加使变形区内管材 变形量增大,从而导致了金属流动速度的增加,但是增 大送进量后增加了管材圆周各点之间金属流动速度大 小之差,从而导致管材变形的不均匀性,进而影响管材 的尺寸精度及残余应力的大小[15] . 2郾 2郾 3 不同周期送进量对轧制力的影响 图 7 为轧制正行程不同送进量下轧制力变化曲 线,从图 7 中可以看出,在轧制正行程中轧制力迅速增 加随后逐渐减小,且轧制力随着送进量数值的不同而 发生改变,送进量越大导致轧制力就越大. 这是因为 当送进量增大时,单个道次内管材受压缩的金属体积 增大从而导致金属变形强烈,造成轧制力明显增大. 相反当送进量较小时单个道次内管材受压缩金属体积 较小使得轧制力相对较小. 增大送进量会提高生产效 率但同时也加速了轧辊的磨损并对设备性能要求增 加,所以选择合适的送进量对保证生产效率及节约成 本和能源起着至关重要的作用. 2郾 2郾 4 不同周期送进量对残余应力的影响 图 8 为轧制过程中不同变形阶段管材截面不同位 置的残余应力分布曲线. 图 8( a)、8( b)、8( c)分别对 ·750·