金属塑性成形原理期末复习

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1、绪论一、金属塑性成形方法的特点：（1）有效改善和控制金属的组织与性能（2）原材料消耗少（3）尺寸精度高（4）生产效率高二、塑性成形方法分类：体积成形、板料成形塑性成形——金属坯料在外力作用下产生塑性变形，从而获得具有一定几何形状，尺寸和精度，以及服役性能的材料、毛坯或零件的加工方法。主要成形方法——轧制、挤压、锻造（自由锻，模锻）、冲压几个基本概念弹性(Elasticity)：卸载后变形可以恢复特性，可逆性。塑性(Plasticity)：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的能力屈服(Yielding)：开始产生塑性变形的临

2、界状态损伤(Damage)：材料内部缺陷产生及发展的过程断裂(Fracture)：宏观裂纹产生、扩展到变形体破断的过程第一章塑性变形的物理基础第一节塑性变形的机理1.金属变形机理分三类（按物理实质）：剪切塑性变形机理、扩散塑性变形机理、晶间塑性变形机理2.剪切塑性变形机理——滑移、孪生3.常见的变形机理及其呈现的现象：滑移孪生扩散晶间变形合金的塑性变形第二节塑性变形对金属组织和性能的影响一、金属冷变形，是在室温下的金属塑性变形。···热变形，是指发生在再结晶温度以上的金属塑性变形。···温变形，加热到高于室温，低于金属的再结晶温度的区间发生的塑

3、性变形，常见的温变形工艺有温锻成形、温挤成形。冷变形的概念——变形温度低于回复温度，在变形中只有加工硬化作用而无回复与再结晶现象，通常把这种变形称为冷变形或冷加工。二、冷变形对金属组织和性能的影响（一）、组织1.晶粒形状变化——形状和尺寸会有变化，大致与金属的宏观变形一致。2.亚结构的形成（金属的塑性变形主要是通过位错的运动进行的）3.变形织构的产生——由于塑性变形而使晶粒具有择优取向的组织，称为变形织构（常见的织构有丝织构和板织构）丝织构变形特点：轴对称变形，主应变为两向压缩、一向拉伸，变形后各个晶粒都有一个相同的晶向与最大主应变方向几乎平行

4、。板织构特点：每个晶粒都有一个晶向与最大主应变方向平行，而且某一晶面趋于与轧制方向平行。（二）、性能的影响加工硬化——金属表现出塑性、韧性降低、强度、硬度增加，加工硬化的原因两个方面：塑性变形量的增大，使金属内部位错增殖并运动，位错密度增加且相互作用增强，最终是金属的变形抗力增强，塑性变形难以进一步发展。金属内部的晶粒不断变形、破碎、并形成亚晶。由于亚晶的存在阻止位错的运动，使金属表现出强度、硬度增高。三、热变形对金属的组织和性能的影响1.回复热塑性与冷塑性相比，最大的不同就在于回复、再结晶与加工硬化同时发生，加工硬化不断被回复、再结晶消除，使

5、金属材料始终保持高塑性、低变形抗力的软化状态。静态回复动态回复——主要通过位错的攀移、交滑移来实现。2.再结晶静态再结晶：利用金属变形余热发生动态再结晶：热塑性变形过程中发生亚动态再结晶：动态再结晶晶粒在热变形停止后的长大过程(二)热塑性变形后金属组织和性能的变化1.改善铸造组织，锻合内部缺陷2.形成纤维组织3产生带状组织超塑性的分类：恒温超塑性或第一类超塑性。相变超塑性或第二类超塑性其它超塑性或第三类超塑性课后题答案1.金属的塑性变形的机理有哪些，各自在什么情况下起主要作用？滑移，孪生，扩散2.简述合金塑性变形的特点3.什么是加工硬化现象，发

6、生加工硬化的原因是什么，加工硬化对金属性能的有利影响和不利影响有哪些，怎样消除不利影响？4.热塑性变形时的软化机制有哪些？第二章金属的塑性和塑性变形第一节金属的塑性、变形抗力及其影响因素一、塑性和变形抗力的概念（一）塑性、塑性指标和塑性图塑性——指金属在外力作用下发生永久变形而又不破坏其完整性的能力。塑性是金属在一定变形条件下所呈现出的一种状态属性。影响金属塑性的因素主要有两个方面：（1）金属本身的条件，如化学成分和组织结构；（2）变形时的外部条件，如变形温度、变形速度、应力状态等。塑性指标：拉伸率δ和断面收缩率Ψ。概念：金属在破坏前产生的最大

7、变形程度，即极限变形量。H0-Hk塑性指标ε=-------------×100%（压缩法）H0塑性指标衡量金属塑性高低的指标。塑性状态图及其应用概念：表示金属塑性指标与变形温度及加载方式的关系曲线图形，简称塑性图。应用：合理选择加工方法制定冷热变形工艺（二）变形抗力塑性加工时，使金属发生塑性变形的外力，称为变形力。金属抵抗变形的力称为变形抗力。变形力和变形抗力数值相等，方向相反。塑性反映材料的变形的能力，变形抗力则反映材料变形的难易程度。二、化学成分和组织对塑性和变形抗力的影响（一）化学成分的影响渗碳体具有很高的硬度，而塑性几乎为零。（2）磷

8、磷融入铁素体后使钢的硬度、强度显著提高，塑性、韧性显著降低，尤其在低温时，这种现象称为冷脆性。（3）硫钢中不溶解，而与铁形成FeS。钢中有足够的锰后，