1.金属的塑性变形.ppt

第三篇金属压力加工,压力加工利用金属在外力下所产生的塑性变形，来获得具有一定形状、尺寸和机械性能的原材料、毛坯或零件的生产方法。塑性变形材料在外力作用下，发生不能恢复原状的变形称为塑性变形；如图所示产生塑性变形而不断裂的性能称为塑性。用伸长率δ和断面收缩率ψ表示塑性。,,,,,,,,,,,,,,轧制,,,挤压,,,拉拔,,,静压力,,,,,,,,,自由锻,,,模锻,,,冲压,,,冲击力,,,压力加工分类,,,轧制金属坯料在两个回转轧辊的孔隙中受压变形，以获得各种产品的加工方法。,产品截面形状,挤压金属坯料在挤压模内被挤出模孔而变形的加工方法。,产品图,拉拔金属坯料被拉过拉拔模的模孔而变形的加工方法。,拉拔产品,,自由锻金属坯料在抵铁上变形而获得产品的方法；,,,,模锻金属坯料在锻模模膛内变形而获得产品的方法。,板料冲压金属板料在冲模间受外力作用而产生分离或变形的加工方法。,,马尔维纽斯喷砂彩色多用途钢碟设计师阿尔浮雷德.哈伯利发布时间1996年,第一章金属的塑性变形,第一节金属塑性变形的实质1.实质原子相对移动距离超过了晶格中的原子间距，使原子失去恢复到原始状态的能力。塑性变形主要是以“滑移”的方式进行；1.1单晶体滑移变形如图所示；,τ,τ,,,,1.2滑移的位错理论位错,,1.3多晶体的塑性变形本质滑移；不同①相邻的晶粒位向不同；②各晶粒之间存在晶界；故单个晶粒的滑移变形和晶粒之间的相互协调（滑动和转动）的综合结果。,注意①金属在发生塑性变形时，是从弹性到塑性的过程，当外力去除后，弹性变形将恢复，即“弹复”现象。②弹复现象的存在，对金属的压力加工精度产生很大的影响。如产生尺寸误差。,第二节塑性变形对金属组织和性能的影响,1.组织变化晶粒沿最大变形的方向伸长；产生内应力；晶粒间产生碎晶；,2.产生加工硬化加工硬化塑性变形过程中，随着变形程度的增加，金属的强度、硬度增加，而塑性、韧性下降，这一现象就是加工硬化，或形变强化。如图所示；,3.回复与再结晶加热时产生；3.1回复在加热温度较低时，金属中的一些点缺陷的迁移而引起的某些晶内的变化。如图所示；可见，回复时，强度、硬度、塑性等变化不大（力学性能变化不大），而会使内应力以及一些物理性能得到改善。回复退火这种只消除内应力，而保留强化效果的工艺叫做低温去应力退火（将工件加热到较低温度250～300℃、保温、缓冷的工艺）。,3.2再结晶当金属被加热到较高温度时，，在变形的晶粒内部开始出现新的小晶粒→新晶粒不断出现并长大→这个过程一直进行到塑性变形后的纤维状晶粒完全改组为新的等轴晶粒为止。如图所示。注意新的晶粒重新生核和成长的过程，但晶格的型式并不发生变化，仍与旧晶粒的晶格型式相同，所以称为再结晶。T再0.4T熔,再结晶退火将冷变形的金属加热到再结晶温度以上，使其发生再结晶的处理过程，称为再结晶退火。,4.金属的冷变形和热变形4.1冷变形在再结晶温度以下的变形；具有冷变形强化现象；4.2热变形在再结晶温度以上的变形；动态再结晶；改善铸态组织结构，具有高力学性能的细晶粒再结晶组织；压力加工多采用热变形；,热轧钢带,冷轧钢带,5.纤维组织铸锭在压力加工中产生塑性变形时，基体金属的晶粒形状和沿晶界分布的杂质形状都发生了变形，沿变形方向呈纤维状，这种结构叫做纤维组织；,性能呈现各向异性；变形程度越大，纤维组织越明显；锻造比金属的变形程度通常用锻造比来表示。,F,,,应用,第三节金属的可锻性,可锻性是综合衡量材料在压力加工时获得优质零件工艺性能的一项（定性）指标。塑性越好，变形抗力越小→金属的可锻性好；变形抗力在压力加工过程中变形金属作用于施压工具表面单位面积上的压力；用F表示；可锻性取决于金属的本质和加工条件,1.金属的本质1.1化学成分的影响纯金属的可锻性优于合金；碳钢的含碳量越低，可锻性越好；钢中含有碳化物形成元素时（Cr、Mo、W、V），可锻性显著下降；,1.2金属组织的影响奥氏体的可锻性好；晶粒细小而均匀的组织可锻性好；,2.加工条件2.1变形温度的影响如图所示；,2.2变形速度的影响变形速度单位时间的变形程度；,,,变形速度,F、δ,,,,小于,大于,2.3应力状态的影响压应力数目越多，金属塑性越好；拉应力的数目越多，金属的塑性越差；同号应力的变形抗力大于异号应力的变形抗力。,眼镜盒制造者林德伯格公司发布时间1995年,热轧钢带,冷轧钢带,钢管,钢丝,奥迪A8设计师奥迪发布时间1994年材料铝合金,作业P962、6,