《金属的塑性》PPT课件.ppt

金属塑性成形原理,Principle of Plastic Deformation in Metal Processing 郑文涛 沈阳工业大学 材料科学与工程学院,第三章 金属的塑性,3.1 塑性的概念和塑性指标 3.2 影响塑性的因素 3.3 金属的超塑性,3.1 塑性的概念和塑性指标,1.塑性的概念 塑性是指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。 2.塑性指标 衡量金属在特定变形方式下塑性性能的指标。常用的试验方法有拉伸试验、压缩试验、扭转试验、轧制试验、杯突试验、冲杯试验等等。,3.1 塑性的概念和塑性指标,3.1 塑性的概念和塑性指标,3.1 塑性的概念和塑性指标,3.1 塑性的概念和塑性指标,3.1 塑性的概念和塑性指标,3.1 塑性的概念和塑性指标,3.2 影响塑性的因素,1.化学成分和组织对塑性的影响 （1）化学成分的影响（以碳钢为例）,3.2 影响塑性的因素,1.化学成分和组织对塑性的影响 （1）化学成分的影响（以碳钢为例） 碳和杂质元素对塑性的影响 碳、磷、硫、氮、氢、氧 合金元素对塑性的影响 固溶体、碳化物、硫化物； 相、组织和晶粒； 低熔点元素、稀土元素,3.2 影响塑性的因素,1.化学成分和组织对塑性的影响 （2）组织的影响 相组成的影响 晶粒大小的影响 铸造组织的影响,3.2 影响塑性的因素,2.变形温度、变形速度和变形程度对塑性的影响 （1）变形温度的影响 温度升高导致回复和再结晶； 温度升高使临界切应力降低，能启动的滑移系增加； 组织结构发生变化； 扩散塑性变形形式发生； 晶界滑动作用增强。,3.2 影响塑性的因素,2.变形温度、变形速度和变形程度对塑性的影响 （2）变形速度的影响 热效应和温度效应 塑性变形中变性能转化为热能的现象称为热效应； 变形过程中产生的热量是变形体温度升高的现象称为温度效应 变形速度对塑性的影响 高变形速度降低摩擦系数、变形抗力，改善变形不均匀性；减少热损失；由于“惯性作用”使复杂工艺易于成形,3.2 影响塑性的因素,2.变形温度、变形速度和变形程度对塑性的影响 （3）变形程度的影响 变形量与加工硬化相关； 变形量与热脆性相关；（热效应导致过烧） 变形量与变形内应力相关,3.2 影响塑性的因素,3.变形力学条件对塑性的影响 （1）应力状态的影响 静水压力与塑性呈正相关的原因,3.2 影响塑性的因素,3.变形力学条件对塑性的影响 （1）应力状态的影响 静水压力与塑性呈正相关的原因 拉伸应力促进晶间变形，加速晶界破坏；压应力抑制或减少晶间变形； 压应力有利于抑制或消除晶体中由于塑性变形引起的各种微观损伤； 静水压力能抑制变形体内脆性杂质、微观裂纹等的危害； 静水压力能抵消变形不均匀引起的附加拉应力。,3.2 影响塑性的因素,3.变形力学条件对塑性的影响 （2）应变状态的影响 两向压缩一向拉伸的主应变状态对金属塑性有利。,3.2 影响塑性的因素,4.尺寸因素对塑性的影响,3.2 影响塑性的因素,5.提高塑性的途径 （1）提高材料成分和组织的均匀性 （2）合理选择变形温度和变形速度 （3）选择三向受压较强的方式 （4）减少变形的不均匀性,3.3 金属的超塑性,3.3 金属的超塑性,1.超塑性变形的特点与力学性能 （1）超塑性变形的特点 变形量大 无宏观颈缩 流动应力小 成形适应性好,3.3 金属的超塑性,3.3 金属的超塑性,2.超塑性变形的分类和应用 （1）超塑性的分类 结构超塑性 也称细晶超塑性，稳定的等轴细晶组织在一定温度和应变速率条件下表现出超塑性。 相变超塑性 通过循环相变获得超塑性，比如碳钢和低合金钢在铁素体和奥氏体两相循环相变时获得大变形。 其他超塑性 快速超塑性。,3.3 金属的超塑性,2.超塑性变形的分类和应用 （2）超塑性的应用 超塑性胀形 超塑性拉深 超塑性模锻和挤压,3.3 金属的超塑性,3.超塑性的变形机理 （1）晶间滑动 （2）扩散蠕变 （3）动态再结晶 （4）晶界滑动和扩散