金属学 文档.doc

名词解释1、金属塑性加工：金属塑性加工是使金属在外力（通常是压力）作用下，产生塑性变形，获得所需形状、尺寸和组织、性能的一种基本金属加工技术。2、形变热处理：对金属材料有效地综合利用形变强化及相变强化，将压力加工与热处理操作结合，使成形工艺统获得最终性能统一起来的工艺方法。3、塑性状态图：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。4、金属的可加工性：不同加工方法进行塑性加工时，工件出现第一条可见裂纹前所达到的最大变形量。5、温度效应：塑性变形过程中因金属发热而促使金属变形温度升高的效果。6、动态再结晶：是指金属在热变形过程中发生的再结晶现象。7、变形织构：具有择优取向的晶体组织。8、最小阻力定律：变形过程中，物体各质点将向着阻力最小的方向移动。9、外摩擦：发生在金属和工具相接触表面之间的，阻碍金属自由流动的摩擦。10、剪断：沿最大切应力方向发生的断裂方式称为剪断11、塑性：金属在产生永久变形时，伴随有组织的变化，但没有尺寸数量及超过光的波长的完整性破坏。12、塑性指标：为了便于比较各种材料的塑性性能和确定每种材料在一定变形条件下的加工性能，需要有一个度量指标这种指标就称为塑性指标。即金属在不同变形下允许的极限变形量。13、冷变形：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。14、后滑：在变形区内，金属质点向前流动速度小于轧辊表面线速度的现象叫后滑。15、干摩擦：指不存在任何外来介质时金属与工件的接触表面之间的摩擦。16、夹钳轧制法：利用纵轧时离得平衡条件来测定摩擦系数。17、残余应力：是塑性变形完毕后保留在物体内部的附加应力。18、热变形：是指变形金属在完全再结晶条件下进行的塑性变形。19、热效应：变形过程中金属的发热现象。20、附加应力：是物体不均匀变形受到其整体性限制，而引起物体内相互平衡的应力。21、前滑：在变形区内，金属质点的向前流动速度大于轧辊表面线速度的现象。22、非晶机构：指在一定的变形温度和变形速度条件下，多晶体中原子非同步地连续地在应力场和热激活的作用下，发生定向迁移的过程。23、正断：垂直于最大正应力的断裂称为正断。简答1、 何谓最小阻力定律？它的基本点是什么？ 变形过程中，物体各质点将向着阻力最小的方向移动。基本点：做最少的功，走最短的路。2、 影响金属塑性流动与变形的主要因素有哪些？ 1.接触面上的外摩擦（镦粗应注意：选择合适的径高比尽可能减少接触面摩擦系数 造成非自由的变形状态）。2、变形区几何因素；3.工具形状和坯料形状的影响；4.外端；5.变形温度；6.金属性质不均。3、 简述研究变形分布的基本方法及原理。 1.网格法：观察变形前后，各网格所限定的区域金属几何形状变化； 2.硬度法：在冷变形情况下，变形金属硬度随变形程度增加而提高； 3.比较晶粒法：根据再结晶退火后的晶粒长大，与退火前的变形程度关系来判断各部位 变形程度的大小。4、变形不均匀产生的原因和后果是什么？原因：1.变形物体的物理性质不均匀或各项异性；2.整个物体瞬间承受不相等的变形量；3.接触面存在外摩擦，或者接触了摩擦引起的阻力；4.变形体没有处于工件的直接作用下。后果：1.引起变形体的应力状态发生变化，使应力分布更不均匀；2.造成物体的破坏；3.使材料变形抗力提高和塑性降低；4.使产品质量降低；5.使生产操作复杂化；6.形成残余应力。5、减少不均匀变形的主要措施有哪些？1.正确选定变形的温度速度制度；2.尽量减小接触面上外摩擦的有害影响；3.合理设计加工工具形状；4.尽可能保证变形金属的成分及组织均匀。6、简述塑性加工工件残余应力的来源及消除措施：来源：塑性变形完毕后保留在物体内的附加应力；措施：1.减小材料在加工和处理过程中所产生的不均匀变形；2.对加工工件进行热处理；3.进行机械处理（使零件碰撞、用木槌击打表面、表面碾压、拉制、精压）7、 锻造、轧制、挤压和拉拔加工中断裂的主要形式有哪些？产生的原因有哪些？ 锻造：晶间断裂、穿晶断裂。原因：当温度过高时，晶间结合力大大减弱，出现晶间断裂；当温度较低时，晶间强度高于晶内强度，出现穿晶断裂。轧制：表面开裂（边部承受附加拉应力）内部裂纹（表面层给中心层以拉应力）。挤压和拉拔：表面裂纹（挤压筒和凹模孔与坯料间接触摩擦力的阻滞作用，使挤压件表面层的流动速度低于中心部分，于是在表面层受附加拉应力中心部分受附加压应力）；内部裂纹（表面变形深入不到棒材心部）。8、 金属裂纹形成与长大的机理： 材料内部原有的塑性变形过程中由于位错的运动和塞积等原因使裂纹形核。机理： 1.位错塞积理论2.位错反应理论3.位错墙侧移理论4.位错销毁理论。长大：临界拉应力=（2E/c）1/2（E/c）1/29、 塑性脆性转变温度及其影响： 塑性下降百分之五十的点的温度。 影响：变形温度变形速度应力状态金属材料化学成分和组织状态。10、金属挤压的变形特点和基本应力状态： 特点：挤压时金属的流动情况十分不均匀，金属不均匀变形比其他加工方法严重的多，金属的不均匀流动影响到制品的组织和性能。 状态：从应力与变形的角度来说，可以把挤压过程分为填充和挤压两个基本阶段。在坯料内部的应力状态，不论是塑性变形区还是弹性变形区，都分为延伸应力状态和压缩应力状态。11、金属塑性加工的接触摩擦的主要特点？对加工过程有何影响和作用？特点：在高压下产生的摩擦较高温度下的摩擦伴随着塑性变形产生的摩擦摩擦副（金属与工具）的性质相差大。影响：改变物体应力状态，使变形力和能耗增加引起工件变形与应力分布不均匀恶化工作便面质量，加速模具磨损，降低工具寿命。利用（作用）：用增大摩擦的方法改变咬入条件，强化轧制过程在冲压生产中增大冲头与板片间的摩擦，可以强化生产工艺，减少由于起皱和撕裂等造成的废品开式模锻时可以利用飞边阻力夹保证金属充满模膛。12、金属塑性加工的摩擦分类及其机理：分类：干摩擦，流体摩擦，边界摩擦。机理：表面凸凹学说，分子吸附说，粘着理论。13、影响摩擦系数的主要因素：金属的种类和化学成分工具材料及其表面状态接触面上的单位压力变形温度变形速度润滑剂。14、简述塑性加工接触摩擦系数的测定方法及原理：夹钳轧制法：利用纵轧时离得平衡条件来测定摩擦系数；楔形件压缩法：在倾斜的平锥头间塑楔形附件，根据变形情况确定摩擦系数；圆环镦粗发：利用圆环镦粗时的变形来测定摩擦系数。15、塑性加工过程中云化的目的及机理：目的：降低金属变形时的能耗提高制品质量减少工具磨损，延长工具使用寿命。机理：流体力学原理：当固体表面发生相对运动时，预期连接的液体层被带动，发生相同的速度运动，即液体与固体层间不产生滑动；吸附机制：润滑剂中的极性或非极性分子对金属表面都具有吸附能力，并通过吸附作用在金属表面形成油膜。16、塑性加工工艺润滑剂的选择原则润滑剂应有良好的耐压性能有良好的耐高温性能有冷却模具的作用不对金属和模具起腐蚀作用对人体无毒，不污染环境使用、清理方便，来源丰富，价格便宜等。17、压力加工中润滑剂的分类？乳液为什么具有良好的润滑作用？液体润滑剂固体润滑剂液固润滑剂熔体润滑剂（玻璃）。乳液是一种可溶性矿物油与谁均匀混合的两相系。一般情况下，油和水难以混合，为使油能以微小液珠悬浮于水中，加入乳化剂。乳化剂是有亲油性集团和亲水性集团组成的化合物。它用于形成哦o/w型乳液时，由于这两个基端的存在，能使油水相连，不易分离。18、何谓金属的塑性，塑性指标（如何度量），测定方法：塑性：金属在产生永久变形时，伴随有组织的变化，但没有尺寸数量及超过光的波长的完整性破坏。粘性：物体虽然具有永久变形，但无组织的变化和完整性的破坏。塑性指标：断面收缩、延伸率，冲击韧性，最大收缩率，扭转角，弯曲次数测试方法：（拉伸压缩扭转轧制模拟冲击）试验法。19、多晶体塑性变形的主要特点和主要机制：特点：多晶体是由大小、形状和位向不同的晶粒组成，晶粒间有晶界相连。变形不均匀（竹节效应）晶界的作用及晶粒大小的影响（晶界使多晶体的强度硬度也越高，晶粒越细，变形越均匀，出现裂纹和发生断裂也较迟）机制：晶间：晶体的转动与移动（高温）溶解沉积机构（低温）非晶机构（高温）；晶内：滑移孪生。总结：细晶强化既能提高强度，也能提高塑性。20、超塑性及超塑性变形基本特点：超塑性：金属材料在受到拉伸应力时，显示出很大的延伸率而不产生缩颈与断裂现象，把延伸率能超过100%的材料称为超塑性材料，把延伸率超过100%的现象叫超塑性。特点：大延伸无缩颈小应力易成形。21、细晶超塑性的主要机制：扩散蠕变理论晶界滑动理论动态再结晶理论。变形力学特征：没有加工硬化，均匀变化过程；金属组织特征：要求有极细的晶粒度，等轴，双相及稳定的组织。22、M值的物理意义：M是表达超塑性特征的一个及其重要的指标M=dln/dln物理意义：产生缩颈的部位应变速率增加，由于高的流动应力应变敏感性，需要更高应力23、影响金属塑性的因素：内部因素：化学成分（杂质，其他合金元素）组织结构。外部因素：变形速度变形温度变形程度应力状态变形状态尺寸因素周围介质。24、提高金属塑性的主要途径：提高材料的成分和组织的均匀性采用合适的变形温度速度制度选择三向压应力较强的变形过称，减小变形的不均匀性避免加热和加工时周围介质的不良影响。25、何为变形织构，对制品性能有何影响：变形织构：具有择优取向的晶体组织；影响：有利：磁性材料、强化作用、承受各向不同载荷的零件、雷管紫铜带、弹性合金。不利：深冲（制耳效应）、裂纹。26、热效应和温度效应，对塑性加工的影响：热效应：变形过程中金属的发热现象；温度效应：塑性变形过程中因金属发热而促使金属变形温度升高的效果；有利：制定加工工艺规程时，采用适当的变形温度、变形速度与变形程度，可以减少或消除中间退火；可以在低温下进行高速变形；可以提高金属的塑性与降低变形抗力，使较难变形的金属易于加工；用以控制工具孔型。有害：使工具温度升高，造成金属粘结工具；使变形速度受到限制，影响生产率；某些金属因热效应使之进入脆性状态，从而不能采用连续变形。27、形变热处理，基本类型，组织性能变化的特点：形变热处理：对金属材料有效地综合利用形变强化及相变强化，将压力加工与热处理操作结合，使成形工艺统获得最终性能统一起来的工艺方法。时效合金的形变热处理（低温、高温、预形变热处理）马氏体转变型的形变热处理。28、冷变形时金属显微组织的变化：纤维组织（沿着主编性方向被拉长，变形量越大拉长越显著）；亚结构（对金属的加工硬化起重要作用）；变形织构（丝织构在拉拔和挤压加工中形成；板织构：特定晶面或晶向平行于轧制方