材料的塑性成形工艺

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1、名称第五章材料的塑性成形工艺学时共8学吋教学目的和要求1、塑性成形理论基础部分：应掌握型性变形机理、加工硕化、回复和再结晶、锻造比、锻造流线、最小阻力定律、体积不变条件和金属的塑性成彤性概念及应用。2.塑性成形方法部分：应掌握口由锻造的某本工序、模型锻造的类型和特点及锻造工艺规程的制定，能进行自由锻的丁艺计算，确定锻造温度（结合金工实习时的学习）。应掌握冲裁、拉深和弯曲工序的特点及应用，模具的基本形式和特点，以便分析冲压件的结构工艺性并编写制定冲压工艺文件。应掌握自由锻件、模锻件、冲压件的结构工艺性要求并进行分析。重点1、加工硬化、回复和再结晶、锻造比

2、、锻造流线的概念及应用。2、自由锻造的基本工序、模型锻造的类型和特点及锻造工艺规程的制定。3、自由锻件、模锻件、冲压件的结构工艺性。难点自由锻件、模锻件、冲压件的结构工艺性教学环节课堂讲授，多媒体习题章后习题第五章材料的塑性成形工艺备注塑性成形（plasticityforming）是金属材料成形方法Z—。它是对金属材料施加外力作用，利用金属的犁性使具产牛塑性变形，从而获得具有一定的形状、尺寸、组织和性能的工件的加工方法，也称为塑性加工或压力加工。第一节塑性成形理论基础如前所述，金属材料受到外力作用时，先产生弹性变形，随着外力的增大，进入塑性变形。当外力

3、卸除后，塑性变形不能恢复。金属在外力作用下产生塑性变形的能力称为塑性，塑性成形正是利用金属的塑性对坯料进行加工的。一、塑性变形机理由材料学基础可知,固态金属通常是由多品体构成。与单晶体不同,的塑性变形由品内变形和品间变形所组成。晶内塑性变形是指晶粒内部的变形，主耍方式为滑移和宇生。滑移变形容易进行，是主要的变形方式;挛牛变形比较闲难，是次要的变形方式。但是，在冲击载荷或低温下，体心立方和密排六方的金属册性变形的主要方式是弯生（李生变形可参见冇关参考资多晶体金属图5・2多品怵的也性变形料）o品间变形是指品粒间的相对■位移，包括品粒间的相对滑动和转动，如图

4、5—2所示。多晶体受力变形时，在切应力的作用下，晶粒沿晶界产生相对移动；在力偶的作用下,品粒产生和互转动。相对于品内变形，品间变形的变形量较小，只有在微小品粒的超塑性变形条件下，品间变形才能发挥主要作用，并且品间变形是在扩散蠕变调节下进行。由于晶界处晶格畸变和存在杂质，变形抗力较人，故低温时的槊•性变形主要是晶图黑移血附近的晶枯晡变和碎晶1•-泊移直了2—硏屁内变形；高温时晶界强度降低，晶间变形才较易进行。又因晶内变形必须在沿滑移面的切应力达到一定值时才能进行，故各晶粒的变形总是分批、逐步进行的。二、加工硬化、回复和再结晶1.加工硬化(processi

5、nduration)金属在冷变形(低于再结晶温度)加工时，随着变形疑的增加，金属材料的强度、硬度提高，但塑性、韧度下降，这种现象称为加工硬化。塑性变形过程屮，金属的组织和性能将会产生一系列的变化，主要是品粒沿变形方向被拉长，滑移血附近晶格产牛畸变，并出现许多微小碎晶，如图5—3所示°晶格畸变和碎晶使变形阻力加人，从而使金属的强度和硬度提高，m性和韧性下降。加工硬化是强化金属的璽要方法z—,尤其适合于那些不能用热处理方法强化的金属材料，例如纯金属、奥氏体不锈钢、变形铝合金等。2.回复(revert)和再结晶(recrystal)2)咚站幻织{«>)苹性变

6、形后的幻织(C)冋复俎紋(d)再结网绘纠图5-4冋#和再幼品过稅加工硬化使金属处于不稳定状态，通过加热可以使原子的活动能力增强，产牛•回复和再结晶，使硬化现象得以减轻或消除。(1)回复将冷成形后的金属加热至一定温度后，使原子回复到平衡位置，品内残余应力大大减小的现象,称为回复,如图5—4c所示。回复温度约为(0.25〜0.3)T熔(K)。回复使晶格畸变减轻或消除，但晶粒的人小和形状并无改变，在生产屮用于使制件保持较高的强度且降低脆性的场合。如冷拔钢丝经冷卷成形后的低温退火，可使弹簧定形且仍保持良好的弹性。(2)再结品塑性变形后金属被拉长了的品粒岀现重新

7、生核、结品，变为等轴品粒的现象，称为再结晶，如图5—4d所示。再结晶温度一般为0.4T熔(K)以上。再结晶使金属的加工便化现象得以完全消除，并重新获得良好的塑性，在塑性成形中广泛应用。如线材的多次拉拔和板料的多次拉深吋，常需在工序间穿插再结品退火，以使工件顺利成形。三、冷变形、热变形、温变形由于金属在不同的温度下变形后的组织和性能不同，通常以再结晶温度为界，将金属的塑性变形分为冷变形和热变形。1.冷变形金属在回复温度以下进行的塑性变形称为冷变形。变形过程中会出现加工硬化。冷变形是一种梢密成形方法，有利于提高金属的强度和表血质量，但变形程度不宜过大，否则

8、会产生裂纹。冷变形在牛产中的应用如冷轧、冷锻、冷冲压、冷拔、冷挤等,常用于制造半成品或成品。冷