Page 36 - 理化检验-物理分册2025年第五期

王军强，等：5182铝合金板材热轧过程接触热交换系数等效测试方法

表1 10 MPa接触压应力下5182铝合金一维热交换系数测试结果

−1
加热方案 加热端温度/℃ 界面温度/℃ 热导率/[W∙(m∙K) ] 温度梯度/(℃∙m −1 ) 接触界面温度差/℃
A 300 75.7 136 529 12.8
B 400 125.5 141 898 20.9
C 500 151.6 144 1 218 18.3
D 600 184.8 147 1 306 27.3

表2 20 MPa接触压应力下5182铝合金一维热交换系数测试结果
加热方案 加热端温度/℃ 界面温度/℃ 热导率/[W∙(m∙K) ] 温度梯度/(℃∙m −1 ) 接触界面温度差/℃
−1
A 300 83.6 136 548 10
B 400 130.5 142 928 16.5
C 500 169.7 145 1 312 20.3
D 600 188.3 147 1 325 19.7
表3 30 MPa接触压应力下5182铝合金一维热交换系数测试结果

加热方案 加热端温度/℃ 界面温度/℃ 热导率/[W∙(m∙K) ] 温度梯度/(℃∙m −1 ) 接触界面温度差/℃
−1
A 300 85 136 556 8.1
B 400 133 142 936 13.4
C 500 177 145 1 319 15.6
D 600 147 147 1 336 14.8
表4 40 MPa接触压应力下5182铝合金一维热交换系数测试结果

加热方案 加热端温度/℃ 界面温度/℃ 热导率/[W∙(m∙K) ] 温度梯度/(℃∙m −1 ) 接触界面温度差/℃
−1
A 300 86.1 136 559 6.7
B 400 135.5 143 944 11.1
C 500 180.7 145 1 320 12.9
D 600 192.8 147 1 345 11.9

表5 50 MPa接触压应力下5182铝合金一维热交换系数测试结果

加热方案 加热端温度/℃ 界面温度/℃ 热导率/[W∙(m∙K) ] 温度梯度/(℃∙m −1 ) 接触界面温度差/℃
−1
A 300 87.4 136 564 5.8
B 400 137.7 143 951 8.9
C 500 183.1 145 1 308 12.2
D 600 193.4 147 1 351 9.4

率为纵坐标，可知斜率与接触压应力P近似满足线性 h=4 181exp[（0.000 053 9P+0.001 61T+

关系，如图7所示。以接触压应力P为横坐标，以式 0.015 55P] （10）
（4）~（8）的纵坐标截距为纵坐标，可知截距与接触压 4 热轧有限元模型的建立及温度场验证

应力P同样近似满足线性关系，如图8所示。因此，热
建立5182铝合金板材热轧预测模型，板材经过
交换系数的自然对数ln h与界面温度T、接触压应力P
21道次，厚度由初始厚度540 mm轧至24 mm，采用
之间的关系如式（9）所示。因此，热交换系数h与界 式（10）作为轧辊与板材表面热交换系数的热轧边界
面温度T、接触压应力P之间的关系如式（10）所示。 条件。5182铝合金板材热轧过程温度场分布云图如
ln h=（0.000 053 9P+0.001 61T+ 图9所示。
0.015 55P+8.338 31 （9） 采用热电偶测试5182铝合金板材热轧过程中上

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