第10讲 塑性概念及指标.ppt

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1、2021/7/20110.1塑性的概念及塑性指标塑性的概念塑性指标2021/7/2027.1.1塑性的概念什么是塑性？所谓塑性，是指固体金属在外力作用下能稳定地产生永久变形而不破坏其完整性(不断裂、不破损）的能力。2021/7/203塑性与柔软性的区别是什么？塑性反映材料产生永久变形的能力。柔软性反映材料抵抗变形的能力（变形抗力大小）。2021/7/204不锈钢--塑性好，变形抗力高铅--塑性好，变形抗力低结论：塑性与柔软性不是同一概念白口铸铁--塑性差，变形抗力高2021/7/205研究塑性的意义金属和合金在压力加工过程中可能出现断裂。而一但出现断裂，加工过程就很难进行下去。为

2、了顺利地加工，就要求金属或合金具有在外力作用下，能发生永久变形而不破坏其完整性的能力。这就是所谓塑性。2021/7/206塑性好坏用金属在断裂前产生的最大变形程度来表示。它同断裂强度、冲击韧性一样，也是金属抵抗断裂性能的一种量度。因为塑性反映出了金属断裂前的最大变形量，所以它表示出了压力加工时金属允许加工量的限度，是金属重要的加工性能。同时，在使用条件下，如果金属具有良好的塑性，在发生断裂前能产生适当的塑性变形，就能避免突然的脆性断裂，所以它同样是重要的使用性能。2021/7/207塑性和其它的断裂性能指标一样，也和金属材料的化学成份、组织结构、变形温度、应变速率、应力状态等因素

3、有非常密切的关系。塑性随着这些因素的变化而变化。研究塑性是为了改善塑性和选择合适的变形方法，为了确定最合适的变形温度、应变速率、应力状态及许用的最大变形量。2021/7/208研究塑性就要：探索塑性变化规律寻求改善塑性途径选择合理加工方法确定最佳工艺制度提高产品质量2021/7/2097.1.2塑性指标塑性的大小可以由金属在不同变形条件下允许的极限变形量来表示。此极限变形量称为塑性指标。由于影响因素复杂，很难找出一种通用的指标来描述塑性。目前只能采用力学及工艺性能的方法来确定各种具体条件下的塑性指标。常用的塑性指标有：延伸率断面收缩率扭转数或扭转角极限压缩率冲击韧性2021/7/

4、2010塑性指标的测量方法拉伸试验法压缩试验法扭转试验法轧制模拟试验法2021/7/20112021/7/2012延伸率式中L——试样上原始计算长度；ΔL——断裂前后计算长度的绝对伸长量，即变形后计算长度与变形前计算长度之差。延伸率[deltE]包括了试样的均匀变形和集中的局部变形两部分的变形总和。所以，延伸率的大小与试样的原始计算长度有关，试样越长，集中变形数值的比值越小，延伸率就越小。对圆柱体试样，规定L＝10d或L＝5d2021/7/2013断面收缩率式中F0——试样的原始断面积；F1——试样断口处的断面积。断面收缩率（psai）的大小与试样的原始计算长度无关。因此，用断面

5、收缩率作为衡量材料塑性大小指标，得出的数值比较稳定，有其优越性。2021/7/2014扭转数或扭转角扭转数(n)，表示金属在扭转变形条件下，破坏前的最大扭转数。对于一定尺寸的试件来说，扭转数(n)越大，其塑性越好。扭转数可在冷、热扭转实验机上测定、可在不同的温度和速度条件下进行实验。试验时圆柱体试样的一端固定，另一端扭转。试验中试样受到外加扭力的作用，随着试样扭转数的不断增加，最后将发生断裂。材料的塑性指标用破断前的扭转数(n)或扭转角来表示。扭转数(n)最能反映载荷是以剪切应力为主的塑性变形能力。2021/7/2015对于一定试样，所得总转数越高，塑性越好，可将扭转数换作为剪切

6、变形（γ）。式中：R——试样工作段的半径；L0——试样工作段的长度；n——试样破坏前的总转数。2021/7/2016极限压缩率式中H——试样原始高度；h——经压缩后试样出现第一条裂纹时的高度。2021/7/2017工艺塑性指标在模拟具体的塑性加工过程，来确定材料的塑性指标时，必须使其基本应力状态图示与所模拟的塑性加工过程或所模拟的工序相似。用这种方法所测定的塑性指标，通常称为工艺塑性指标（或简称为工艺塑性）。在一般情况下，这些塑性指标的名称是与被确定塑性的该压力加工过程的名称相对应，例如轧制性，锻造性、模锻性和冲压性等。2021/7/2018轧制模拟试验法如图所示，楔形试样经具有

7、一定辊缝值的二平辊轧制后，由于轧件原始高度的不同沿轧件长度方向上产生不同的压下率。此时，最先发生裂纹处的压下率便为试验材料的塑性指标。2021/7/2019如图所示，因轧辊偏心，所以在轧制过程中二轧辊间的辊缝值在不断地变化。因此，轧前沿试样长度方向高度均一的试样，经轧制后便成为楔形，沿其长度方向产生不同的压下率。这样，可根据轧后试样上裂纹的分布找到最初出现的裂纹，测出该处试样的高度，并根据下式确定材料的塑性指标。2021/7/2020塑性图在实际中为了确定合理的热加工温度范围和应