3-1 塑性成形中的材料学理论.ppt

第三章金属塑性成形、塑性成形：通过外力的作用改变金属的形状，改善性能，得到型材、材料或零件的加工方法。 特点：通过细化晶粒来提高金属力学性能。 主要方法：轧制、挤出、拉拔、锻造、压条缺点：可接受的零件比凝固成形复杂，1塑性成形中材料学理论、塑性成形的最大特点：用外力使金属变形。 金属组织更致密，晶粒更细，杂质均匀，力学性能提高。 另一方面，塑性变形的微观机理，塑性变形是金属不能复原的变形，即使没有外力也不存在变形。 金属变形：弹性变形塑性变形单晶塑性变形的原因：晶体内部存在位错，实际晶体容易滑动，即一部分晶体相对于其他一部分晶体沿某个原子面相对滑动. 一、塑性变形的微观机理、多晶体塑性变化的原因：晶粒内部不仅产生滑动，还伴随晶体间的相对旋转。 以滑移为主，晶体旋转为辅助。 变形的金属晶粒越细，变形被越多的晶粒支撑，使变形比较均匀，减少残馀应力，提高金属的塑性和韧性指标。 二、塑性变形对金属组织和性能的影响；一、冷塑性变形对力学性能的影响金属冷塑性变形后，随变形度的增加，其强度、硬度提高，塑性和韧性降低的现象称为加工硬化(变形强化)。 利：强化金属，提高金属强度、硬度和耐磨性。 特别是纯金属、铜合金、镍铬合金等热处理难以强化的材料，加工硬化是唯一有效的强化方法(冷轧、冷拔、冷挤出等)。 1、冷塑性变形对力学性能的影响、缺点：加工硬化会引起金属塑性，而且冷塑性变形困难，因此必须采用中间热处理消除加工硬化现象。 2 .冷塑性变形对金属组织的影响，金属在外力作用下塑性变形时，金属内部的杂质与晶粒一起变形形成流线状。 加热处理后的原变形晶粒重结晶为微细的等轴晶粒，杂质仍以流线状存在于金属内部，该显微组织称为冷加工纤维组织。 2 .冷塑性变形对金属组织的影响，纤维组织难以消除，必须合理利用：使纤维组织的分布不与零件外形轮廓一致，保证零件的使用性能。 3 .冷变形金属的恢复和再结晶，冷变形后的金属组织结构和性能发生变化，产生残馀应力。 生产中其组织结构和性能恢复到原来的状态，要求消除残馀应力时，需要进行相应的热处理。 冷变形金属随着热处理温度的上升，经历了恢复、再结晶及晶粒生长三个阶段。 1 )恢复、定义：加热温度低时，原子活动能力弱，微观组织、力学性能无明显变化，但残馀应力显着下降，这一阶段称为恢复。 t次： 0.250.3Tm。 恢复处理低温退火or脱应力退火作用：降低或消除冷变形金属的残馀应力，同时维持加工硬化性能。 2 )再结晶，定义：将变形强化的金属再加热至再结晶温度以上，增强原子活动能力，显微组织由破碎、拉伸或压碎的晶粒转变为新的均匀等轴晶粒，同时完全消除加工硬化和残馀应力。 再结晶温度： TR=0.4Tm作用：作为冷变形加工中的中间退火，恢复金属材料的塑性、韧性继续加工. 再结晶退火、再结晶退火：加热冷变形的金属使其再结晶的方法。 再结晶退火温度： TR 200300，三，金属的锻炼性，定义：使金属塑性变形不破坏的难易度。 是测定材料经塑性加工得到优质零件难易度的技术性能。决定因素：金属塑性：、锻性变形阻力：、锻性、锻性的影响因素、金属化学成分的影响C、塑性锻性纯金属塑性合金、微观结构的影响、纯金属和固溶体：塑性好、变形阻力小、锻性好的合金元素降低合金钢的塑性、降低锻性金属化合物：硬度高、塑性差、锻性差改善塑性温度影响、锻造性的有效措施：提高金属塑性温度，消除变形强化，保持高塑性。 变形温度T、塑性变形阻力P、运动性、塑性变形速度影响、VVa时，V、P、运动性。 应力状态的影响，应力状态影响p和，主要考虑对的影响：受力物体的压力应力数越多，缺陷越被压接，金属的塑性越好，可锻性越多，拉伸应力数越多，塑性越差，可锻性。 四、金属加热、金属加热可以提高锻炼性，但t过高过热、过热、严重氧化、废弃t过低锻炼性差的概念：过热： T，晶粒急剧生长，室温下力学性能变差。 过烧：超过过热温度，晶界