第一节 金属塑性成性原理

1、第一第一节节金金属属塑性成形原理塑性成形原理一、一、金属塑性变形的实质金属塑性变形的实质一）一）晶体及变形晶体及变形：1、晶体晶体：物质中的原子按一定规律在三维空间周期重复排列。：物质中的原子按一定规律在三维空间周期重复排列。1）单晶体）单晶体：具有一个晶粒的晶体（由一个晶核生长而成的晶体）：具有一个晶粒的晶体（由一个晶核生长而成的晶体）.2）多晶体多晶体：大量晶粒组成的晶体。：大量晶粒组成的晶体。2、金属晶体变形过程：、金属晶体变形过程：1)金属材料在外力作用下，发生弹性变形（暂时变形）金属材料在外力作用下，发生弹性变形（暂时变形），e。2）弹性塑性变形：（暂时变形）弹性塑性变形：（暂时变形

2、）s。3）当外力超过）当外力超过s后后,产生纯塑性变形产生纯塑性变形,永久性变形。永久性变形。4）外力继续加大，超过）外力继续加大，超过b,发生断裂。发生断裂。ebesk 3、金属弹性变形实质及塑性变形：、金属弹性变形实质及塑性变形：1）金属弹性变形实质：）金属弹性变形实质：在外力作用下在外力作用下内部应力内部应力原子离开原来原子离开原来的平衡位置（原子间距改变，金属变形，原子位能增高）；外力消的平衡位置（原子间距改变，金属变形，原子位能增高）；外力消失失应力消失应力消失原子回到原来位置（变形消失）。这就是弹性变形。原子回到原来位置（变形消失）。这就是弹性变形。2）塑性变形：）塑性变形：塑性：

3、塑性：金属在外力作用下，产生永久变形而不破坏的能力。金属在外力作用下，产生永久变形而不破坏的能力。塑性变形：塑性变形：当外力超过当外力超过s后后,产生的永久性变形。产生的永久性变形。塑性变形的实质：塑性变形的实质：1）单晶体塑性变形：晶粒内部滑移和孪生。）单晶体塑性变形：晶粒内部滑移和孪生。2）多晶体塑性变形：晶间滑移和晶粒转动）多晶体塑性变形：晶间滑移和晶粒转动。二）单晶体的塑性变形：1、塑性变形的实质塑性变形的实质-滑移变形滑移变形.单晶体受力后，外力在单晶体受力后，外力在任何晶面上都可分解为任何晶面上都可分解为正应正应力力和和切应力切应力。1）正应力正应力：正应力正应力使晶使晶格被拉长，

4、只能造成格被拉长，只能造成晶体晶体弹弹性变形及断裂，而不能引起性变形及断裂，而不能引起晶体的塑性变形。晶体的塑性变形。2）切应力切应力：（1）在切应力）在切应力的作用下，金属晶体产生剪切变形，的作用下，金属晶体产生剪切变形，即晶格歪扭。切应力即晶格歪扭。切应力较小时只发生弹性变形。较小时只发生弹性变形。（2）切应力）切应力增大到某个晶面的临界切应力时，该晶增大到某个晶面的临界切应力时，该晶面两侧的原子发生相对滑移，即，面两侧的原子发生相对滑移，即，在切应力作用下，晶体的一部分相对另一部分沿着一在切应力作用下，晶体的一部分相对另一部分沿着一定的晶面产生相对滑动，叫滑移。这个晶面定的晶面产生相对滑

5、动，叫滑移。这个晶面滑移面。滑移面。滑移面上的原子移动距离为原子间距的整数倍，并在滑移面上的原子移动距离为原子间距的整数倍，并在新的位置上重新处于比较稳定的状态。新的位置上重新处于比较稳定的状态。（3）若切应力）若切应力消失，晶格的歪扭（弹性变形）恢复，消失，晶格的歪扭（弹性变形）恢复，但已滑移的原子不能回到变形前的位置上去，即，产但已滑移的原子不能回到变形前的位置上去，即，产生了塑性变形生了塑性变形。也就是，只有在切应力也就是，只有在切应力的作用下，金属晶体才能产的作用下，金属晶体才能产生滑移变形生滑移变形,也就是塑性变形。也就是塑性变形。 1）理论上，应是整体刚性滑移）理论上，应是整体刚性

6、滑移-也就是，晶体滑移应是也就是，晶体滑移应是滑移面上所有原子一起移动的刚性滑移。滑移面上所有原子一起移动的刚性滑移。如，锌单晶理论计算：如，锌单晶理论计算：s=350kg/mm2这样，滑移很困难。这样，滑移很困难。2）但实际上，锌单晶实测：）但实际上，锌单晶实测：s=0.1kg/mm2滑移容易得多。这是为什么？滑移容易得多。这是为什么？这是由于晶体内部存在大量的位错缺陷。那么什么是位错这是由于晶体内部存在大量的位错缺陷。那么什么是位错缺陷？缺陷？一般情况下，晶体内部存在下面三种缺陷，一般情况下，晶体内部存在下面三种缺陷，2、滑移变形的实质、滑移变形的实质-位错运（移）动位错运（移）动（1）点

7、缺陷：晶格空位或间隙原子出）点缺陷：晶格空位或间隙原子出-缺一个原子。缺一个原子。（2）线缺陷：就是位错）线缺陷：就是位错-缺一行原子。缺一行原子。（3）面缺陷：晶界或亚晶界（不同位向晶格过渡区域）面缺陷：晶界或亚晶界（不同位向晶格过渡区域）多晶多晶体。体。由于位错的存在，部分原子处于不稳定状态，对于高由于位错的存在，部分原子处于不稳定状态，对于高位能原子很容易从一个相对平衡位置移到另一个位置位能原子很容易从一个相对平衡位置移到另一个位置上，并且只在位错中心的少数原子发生移动，所以在上，并且只在位错中心的少数原子发生移动，所以在比理论低得多的切应力作用下，原子从一个位置到另比理论低得多的切应力

8、作用下，原子从一个位置到另一个位置上，形成位错运（移）动一个位置上，形成位错运（移）动。位错运（移）动引起滑移，位错运（移）动到晶体表位错运（移）动引起滑移，位错运（移）动到晶体表面就实现整个晶体的塑性变形。面就实现整个晶体的塑性变形。多多 脚脚 虫虫 的的 爬爬 行行滑移面上位错的运动类似多脚虫爬行运动滑移面上位错的运动类似多脚虫爬行运动还需指出：还需指出：晶体滑移不是只发生在一个晶面上，而是在相邻的一组晶面晶体滑移不是只发生在一个晶面上，而是在相邻的一组晶面上同时或先后发生，从而形成明显的滑移带（由很多滑移线上同时或先后发生，从而形成明显的滑移带（由很多滑移线组成）。组成）。滑移线：滑移的

9、结果在晶体表面形成的一个个台阶。滑移线：滑移的结果在晶体表面形成的一个个台阶。滑移带：由若干条滑移线组成。滑移带：由若干条滑移线组成。滑移系滑移系:一个滑移面和其上的一个滑移方向构成。一个滑移面和其上的一个滑移方向构成。3、孪晶（双晶）变形：在切应力作用下，晶体的一部、孪晶（双晶）变形：在切应力作用下，晶体的一部分沿一定晶面和晶向相对于另一部分产生一定角度的分沿一定晶面和晶向相对于另一部分产生一定角度的切变。所需切应力比滑移大得多。切变。所需切应力比滑移大得多。发生切变的部分称孪生带或孪晶，发生孪生的晶面称发生切变的部分称孪生带或孪晶，发生孪生的晶面称孪晶面。孪晶面。孪晶的结果：使孪晶面两侧的

10、晶体呈镜面对称，并使孪晶的结果：使孪晶面两侧的晶体呈镜面对称，并使晶格位向发生改变。晶格位向发生改变。三）多晶体的塑性变形 工业中实际使用的金属大多是多晶体。1、多晶体的特征：1）晶粒的形状和大小不等2）相邻晶粒的位向不同3）多晶体内存在大量晶界2、多晶体的塑性变形多晶体的塑性变形：多晶体塑性变形比单晶体复杂得多，包括晶内变形和晶多晶体塑性变形比单晶体复杂得多，包括晶内变形和晶间变形。间变形。1）晶内变形：多晶体中单个晶粒变形与单晶体相似，）晶内变形：多晶体中单个晶粒变形与单晶体相似，即，滑移变形和双晶变形，但，各晶粒的晶界附近，晶即，滑移变形和双晶变形，但，各晶粒的晶界附近，晶格排列很不规则

11、，位向各不相同，因而变形阻力大大增格排列很不规则，位向各不相同，因而变形阻力大大增加，晶内变形难以向相邻的晶粒继续扩展。加，晶内变形难以向相邻的晶粒继续扩展。（1）晶界对多晶体变形的影响：）晶界对多晶体变形的影响：多晶体中当位错运动到晶界附多晶体中当位错运动到晶界附近时，受到晶界的阻碍而堆积近时，受到晶界的阻碍而堆积起来起来,称位错的塞积。要使变形称位错的塞积。要使变形继续进行继续进行,则必须增加外力则必须增加外力,从从而使金属的变形抗力提高。而使金属的变形抗力提高。（2）晶粒位向对多晶体变形的影响：）晶粒位向对多晶体变形的影响：多晶体中各相邻晶粒位向不同，当一个晶粒发生塑性变形时，多晶体中各

12、相邻晶粒位向不同，当一个晶粒发生塑性变形时，为了保持金属的连续性，周围的晶粒若不发生塑性变形，则必为了保持金属的连续性，周围的晶粒若不发生塑性变形，则必以弹性变形来与之协调。这种弹性变形便成为塑性变形晶粒的以弹性变形来与之协调。这种弹性变形便成为塑性变形晶粒的变形阻力。由于晶粒间的这种相互约束，使得多晶体金属的塑变形阻力。由于晶粒间的这种相互约束，使得多晶体金属的塑性变形抗力提高。性变形抗力提高。（3）多晶体中首先开始发生滑移的是滑移系与外力夹）多晶体中首先开始发生滑移的是滑移系与外力夹角等于或接近于角等于或接近于45的晶面（切向力最大），依次向的晶面（切向力最大），依次向其他角度的晶面发展。

13、其他角度的晶面发展。当塞积位错前端的应力达到一定程度，加上相邻晶粒当塞积位错前端的应力达到一定程度，加上相邻晶粒的转动，使相邻晶粒中原来处于不利位向滑移系上的的转动，使相邻晶粒中原来处于不利位向滑移系上的位错开动，从而使滑移由一批晶粒传递到另一批晶粒，位错开动，从而使滑移由一批晶粒传递到另一批晶粒，当有大量晶粒发生滑移后，金属便显示出明显的塑性当有大量晶粒发生滑移后，金属便显示出明显的塑性变形。变形。2）晶间变形：晶内变形必然引起晶粒形状的改变，）晶间变形：晶内变形必然引起晶粒形状的改变，并从而引起晶间变形。晶间变形包括晶间滑移和晶并从而引起晶间变形。晶间变形包括晶间滑移和晶界的错动和转动。界

14、的错动和转动。晶粒越细，单位体积内同时参与变形的晶粒数目越晶粒越细，单位体积内同时参与变形的晶粒数目越多，滑移系越多，塑性变形可分散在更多的晶粒内多，滑移系越多，塑性变形可分散在更多的晶粒内进行，变形越均匀，在断裂前发生的塑性变形量越进行，变形越均匀，在断裂前发生的塑性变形量越大，塑性越好。而且晶粒越细小，晶界面积越大，大，塑性越好。而且晶粒越细小，晶界面积越大，位错障碍越多，金属塑性变形的抗力越大，强度、位错障碍越多，金属塑性变形的抗力越大，强度、硬度越高；同时晶界面积越大，对裂纹扩展的阻碍硬度越高；同时晶界面积越大，对裂纹扩展的阻碍作用越大，金属在断裂前消耗的功越大，韧性就越作用越大，金属

15、在断裂前消耗的功越大，韧性就越好，因此好，因此细化晶粒既可以提高材料的强度和硬度，细化晶粒既可以提高材料的强度和硬度，又可以提高塑性和韧性。又可以提高塑性和韧性。结合多晶体的塑性变形过程，解释为什么细化晶粒既可以提高材料的强度和硬度，又可以提高塑性和韧性？二、二、塑性变形对金属的组织和性能的影响塑性变形对金属的组织和性能的影响1 1、组织、组织1 1）金属发生塑性变形时，不仅外形发生变化，而且其内部的金属发生塑性变形时，不仅外形发生变化，而且其内部的晶粒也相应地被拉长或压扁晶粒也相应地被拉长或压扁；2 2）当变形量很大时，晶粒将被拉长为纤维状，晶界变得模糊当变形量很大时，晶粒将被拉长为纤维状，

16、晶界变得模糊不清。不清。晶格、晶粒均发生扭曲，产生内应力；晶格、晶粒均发生扭曲，产生内应力；3 3）塑性变形还使晶粒破碎为塑性变形还使晶粒破碎为产生碎晶。产生碎晶。 (a)正火态正火态(b)变形变形40%(c)变形变形80% 简单讲，简单讲，1）晶粒沿变形最大的方向伸长。）晶粒沿变形最大的方向伸长。2）晶格晶粒均发生扭曲，产生内应力。）晶格晶粒均发生扭曲，产生内应力。3）晶粒间产生碎晶。）晶粒间产生碎晶。2、性能：、性能：）加工硬化加工硬化（冷变形强化）：金属经过塑性（冷变形强化）：金属经过塑性变形后，强度和硬度上升，而塑性和韧性下降变形后，强度和硬度上升，而塑性和韧性下降的现象。的现象。是通

17、过冷轧、喷丸等强化金属的理论根据。是通过冷轧、喷丸等强化金属的理论根据。原因：随变形量增加原因：随变形量增加,位错密度增加，使变形抗力增加；产生碎位错密度增加，使变形抗力增加；产生碎晶；晶格扭曲，增大滑移阻力。晶；晶格扭曲，增大滑移阻力。晶格畸变晶格畸变（1）有利：有利：强化金属，形变强化强化金属，形变强化加工硬化是强化金属的重要加工硬化是强化金属的重要手段之一，对于不能热处理强化的金属和合金尤为重要。手段之一，对于不能热处理强化的金属和合金尤为重要。（）（）有害：有害：变形抗力变形抗力，继续压力加工困难，对模具不利，设，继续压力加工困难，对模具不利，设备吨位备吨位）残余内应力）残余内应力内应

18、力是指平衡于金属内部的应力。是由于金属受力时，内部变内应力是指平衡于金属内部的应力。是由于金属受力时，内部变形不均匀而引起的。形不均匀而引起的。金属发生塑性变形时，外力所做的功只有金属发生塑性变形时，外力所做的功只有10%转化为内应力残留转化为内应力残留于金属中。于金属中。 、回复与再结晶：、回复与再结晶：加工硬化的结果使金属的晶体构造处于不稳定的应力状态，加工硬化的结果使金属的晶体构造处于不稳定的应力状态，具有自发恢复稳定状态的趋势（但室温不行具有自发恢复稳定状态的趋势（但室温不行). ). 也就是，金属经冷变形后也就是，金属经冷变形后, , 组织处于不稳定状态组织处于不稳定状态, , 有自

19、发恢有自发恢复到稳定状态的倾向。但在常温下，原子扩散能力小复到稳定状态的倾向。但在常温下，原子扩散能力小, ,不稳定不稳定状态可长时间维持。状态可长时间维持。而加热可使原子扩散能力增加，金属将依次发生回复、再结而加热可使原子扩散能力增加，金属将依次发生回复、再结晶和晶粒长大。晶和晶粒长大。1)回复回复金属冷变形后，加热到一定温度，原子恢复正常排列，消除了晶金属冷变形后，加热到一定温度，原子恢复正常排列，消除了晶格扭曲。加工硬化部分消除，原子获得能量格扭曲。加工硬化部分消除，原子获得能量,振动加剧，回复正振动加剧，回复正常排列。常排列。T回回（0.250.3）T熔熔（室温（室温273）KT回回、

20、T熔熔分别位金属回复、熔化的绝对温度。分别位金属回复、熔化的绝对温度。2)再结晶再结晶温度再增加，金属原子获得更多能量，加热到一定温度时温度再增加，金属原子获得更多能量，加热到一定温度时,则以则以某些碎晶和杂质为核心重新结晶生长成新的晶粒某些碎晶和杂质为核心重新结晶生长成新的晶粒,加工硬化完全加工硬化完全消除。消除。(1(1）再结晶过程特点）再结晶过程特点: : a a）原子热振动加剧）原子热振动加剧 b b）以某些质点为核心重新结晶）以某些质点为核心重新结晶 c c）加工硬化全部消除）加工硬化全部消除 加热温度加热温度黄铜黄铜(2)再结晶温度再结晶温度再结晶不是恒温过程，而是自某一温度开始，

21、在一定温度范围内再结晶不是恒温过程，而是自某一温度开始，在一定温度范围内连续进行的过程。金属经大量塑性变形后开始再结晶的最低温度，连续进行的过程。金属经大量塑性变形后开始再结晶的最低温度，称为再结晶温度。称为再结晶温度。T再再=0.4T熔熔, T再再金属绝对再结晶温度。金属绝对再结晶温度。 铁素体变形铁素体变形80%670加热加热650加热加热再结晶也是晶核再结晶也是晶核形成和长大的过程，形成和长大的过程，但不是相变过程，再但不是相变过程，再结晶前后晶粒的晶格结晶前后晶粒的晶格类型和成分完全相同。类型和成分完全相同。冷变形黄铜组织性能随温度的变化冷变形黄铜组织性能随温度的变化由于再结晶后由于再

22、结晶后组织复原，因而金组织复原，因而金属的强度、硬度下属的强度、硬度下降，塑性、韧性提降，塑性、韧性提高，加工硬化消失。高，加工硬化消失。生产中，把消生产中，把消除加工硬化的热处除加工硬化的热处理称为再结晶退火。理称为再结晶退火。再结晶退火温度比再结晶退火温度比再 结 晶 温 度 高再 结 晶 温 度 高100200。4、冷变形和热变形冷变形和热变形: :1)1)冷变形（冷加工）：在再结晶温度以下进行的冷变形（冷加工）：在再结晶温度以下进行的变形。变形。(1)(1)生产方法：冷冲压、冷挤压、冷轧、冷拔等生产方法：冷冲压、冷挤压、冷轧、冷拔等(2)(2)特点：特点： a a）位错密度上升）位错密

23、度上升显著加工硬化，强度、硬度显著加工硬化，强度、硬度上升，塑性、韧性下降；上升，塑性、韧性下降； b b）尺寸精度高、表面质量好；）尺寸精度高、表面质量好； c c）变形程度不宜过大，避免破裂。）变形程度不宜过大，避免破裂。冷变形后的工件若继续进行冷加工，要进行再结冷变形后的工件若继续进行冷加工，要进行再结晶退火，因此金属压力加工主要采用热变形来进晶退火，因此金属压力加工主要采用热变形来进行。行。 2)热变形（热加工）：在再结晶温度以上进行的变热变形（热加工）：在再结晶温度以上进行的变形。形。如如Fe的熔点的熔点1538，其再结晶温度为，其再结晶温度为451，其在，其在400以下的加工仍为冷

24、加工。而以下的加工仍为冷加工。而Pb(熔点为熔点为327)的再结晶温度为的再结晶温度为-33，则其在室温下的加工为热加，则其在室温下的加工为热加工。工。热加工时产生的加工硬化很快被再结晶产生的软化热加工时产生的加工硬化很快被再结晶产生的软化所抵消，因而热加工不会带来加工硬化效果。所抵消，因而热加工不会带来加工硬化效果。(1)生产方式：热锻、热轧、热挤压生产方式：热锻、热轧、热挤压.(2)特点：特点：a a）加工硬化和再结晶同时发生；）加工硬化和再结晶同时发生；b b）冶金缺陷得到改善或消除；）冶金缺陷得到改善或消除；c c）最终得到细小的等轴晶；）最终得到细小的等轴晶；d d）组织致密，力学性

25、能显著提高）组织致密，力学性能显著提高e e）变形程度大。）变形程度大。3）温变形：自学温变形：自学5、纤维组织和锻造流线、纤维组织和锻造流线铸锭组织不均，晶粒粗大，气孔、夹杂，塑性变形后，铸锭组织不均，晶粒粗大，气孔、夹杂，塑性变形后，晶粒及夹杂沿变形方向被拉长或压扁，呈纤维状及流晶粒及夹杂沿变形方向被拉长或压扁，呈纤维状及流线分布。线分布。变形增加越明显，纤维状及流线分布越明显。变形增加越明显，纤维状及流线分布越明显。也就是，也就是，热变形后金属组织与性能：热变形后金属组织与性能：a）气孔、缩孔、缩松能锻合，提高致密度。）气孔、缩孔、缩松能锻合，提高致密度。b）生成再结晶组织，细化晶粒。）

26、生成再结晶组织，细化晶粒。c）生成纤维组织和锻造流线，使材料有方向性。）生成纤维组织和锻造流线，使材料有方向性。1）什么是纤维组织和锻造流线？）什么是纤维组织和锻造流线？（1）金属发生塑性变形时，金属的晶粒形状沿着变形方向被）金属发生塑性变形时，金属的晶粒形状沿着变形方向被拉长或压扁，如变形量很大，将被拉长或压扁成纤维形状。这拉长或压扁，如变形量很大，将被拉长或压扁成纤维形状。这种晶粒组织称为纤维组织。种晶粒组织称为纤维组织。（2）同时，变形后晶间杂质（沿晶）同时，变形后晶间杂质（沿晶界分布的杂质）也沿着变界分布的杂质）也沿着变形方向被拉长或压扁成流线型，呈带状或链状分布。这种按一形方向被拉长

27、或压扁成流线型，呈带状或链状分布。这种按一定方向分布的晶界杂质称为锻造流线。定方向分布的晶界杂质称为锻造流线。变形金属经再结晶后，纤维组织可被再结晶的细小等轴晶粒所变形金属经再结晶后，纤维组织可被再结晶的细小等轴晶粒所取代，但锻造流线稳定性很高，不能通过再结晶或用其他热处取代，但锻造流线稳定性很高，不能通过再结晶或用其他热处理方法消除或改变，只有经过继续的塑性变形，也就是锻压使理方法消除或改变，只有经过继续的塑性变形，也就是锻压使金属变形，才能改变锻造流线的分布状态，也就是改变其方向金属变形，才能改变锻造流线的分布状态，也就是改变其方向和形状。和形状。2)锻造比及纤维组织和锻造流线锻造比及纤维

28、组织和锻造流线（1）锻造比锻造比:在锻造生产中，金属的变形程度。在锻造生产中，金属的变形程度。a）镦粗：横截面积变大：）镦粗：横截面积变大：Y镦镦F/F0H0/H1b）拨长：横截面积变小：）拨长：横截面积变小：Y拔拔F0/F1F0变形前横截面面积，变形前横截面面积，F变形后横截面面积变形后横截面面积（2）锻造比对纤维组织和锻造流线的影响：）锻造比对纤维组织和锻造流线的影响：a)Y2，组织细化，无论纵向（拔长方向），横向，各项机组织细化，无论纵向（拔长方向），横向，各项机械性能均随械性能均随锻造比显著提高。锻造比显著提高。b)Y25，纤维组织和锻造流线逐渐形成，纤维组织和锻造流线逐渐形成，各项机

29、械性能继各项机械性能继续提高，但出现方向性（各向异性），横向塑性和韧性的提高续提高，但出现方向性（各向异性），横向塑性和韧性的提高程度明显低于纵向。程度明显低于纵向。c)Y5，组织紧密程度，晶粒细化，均达极限；并出现严重组织紧密程度，晶粒细化，均达极限；并出现严重方向性（各向异性）方向性（各向异性） 。纵向性能不再提高，而横向塑性和韧。纵向性能不再提高，而横向塑性和韧性却逐渐下降。性却逐渐下降。注：出现性能方向性的组织已是纤维组织。注：出现性能方向性的组织已是纤维组织。 3）纤维组织和锻造流线对）纤维组织和锻造流线对金属性能的影响及利用金属性能的影响及利用：（1）影响：影响：使金属材料的机械性

30、能出现方向性使金属材料的机械性能出现方向性。平行纤维方向：塑、韧性平行纤维方向：塑、韧性垂直纤维方向：塑、韧性垂直纤维方向：塑、韧性（2）利用：利用：因锻造流线稳定性很高，不能用热处理方法消因锻造流线稳定性很高，不能用热处理方法消除，只有经过锻压使金属变形，才能改变方向和形状。因此，除，只有经过锻压使金属变形，才能改变方向和形状。因此，为提高零件机械性能，尽量做到：为提高零件机械性能，尽量做到：a)使零件受使零件受max拉应力与纤维方向一致。拉应力与纤维方向一致。b)max与纤维垂直与纤维垂直。c)使纤维方向于零件的轮廓相符合，而不被切断。使纤维方向于零件的轮廓相符合，而不被切断。也就是，也就

31、是，a）零件最大拉应力方向应与纤维组织平行；b）零件最大剪切应力方向应与纤维组织垂直；c）零件外形轮廓应与纤维组织的分布相符合，纤维组织不被切断。滚压成型后螺纹内部的纤维分布滚压成型后螺纹内部的纤维分布吊钩中的纤维组织吊钩中的纤维组织三、金属的塑性成形性能三、金属的塑性成形性能塑性成形性能塑性成形性能（可塑性，可锻性）：（可塑性，可锻性）：是衡量金属材料在经受塑是衡量金属材料在经受塑性成形加工时获得合格制件的难易程度的一个工艺性能。性成形加工时获得合格制件的难易程度的一个工艺性能。在外力作用下稳定改变自己形态或尺寸，而其各质点间联系在外力作用下稳定改变自己形态或尺寸，而其各质点间联系不被破坏的

32、能力，是综合衡量材料在塑性成形加工时获得优质不被破坏的能力，是综合衡量材料在塑性成形加工时获得优质零件的一项工艺性能。零件的一项工艺性能。衡量：金属塑性和变形抗力。衡量：金属塑性和变形抗力。1）塑性）塑性：变形时金属不易开裂。：变形时金属不易开裂。、k2）变形抗力）变形抗力：省力，不易磨损模具，小设备，消耗能量小。：省力，不易磨损模具，小设备，消耗能量小。也就是说，塑性好、变形抗力小，金属的可锻性（塑性成形性也就是说，塑性好、变形抗力小，金属的可锻性（塑性成形性能）就好。能）就好。影响金属塑性成形性能的因素有：影响金属塑性成形性能的因素有：一）一）金属本质的影响：金属本质的影响：1化学成分：化

33、学成分：1）纯金属比合金的塑性成形性能好，纯金属可锻性良好（合金）纯金属比合金的塑性成形性能好，纯金属可锻性良好（合金晶格畸变）晶格畸变）FeF。2）含合金元素少的合金比多的好。）含合金元素少的合金比多的好。3）含有形成碳化物的元素，则塑性成形性能）含有形成碳化物的元素，则塑性成形性能。如：如：W、Ti、WC使硬质合金硬、脆。使硬质合金硬、脆。2金属组织影响：金属组织影响：1）固溶体（如）固溶体（如A）比碳化物（）比碳化物（Fe3C）好。）好。2）单相组织（纯金属或固溶体）比多相好。）单相组织（纯金属或固溶体）比多相好。3）钢中碳化物呈弥散分布比网状分布好。）钢中碳化物呈弥散分布比网状分布好。

34、4）晶粒组织细小比粗大好，也就是说，晶粒细、均匀，塑性成）晶粒组织细小比粗大好，也就是说，晶粒细、均匀，塑性成形性能形性能。3、晶体结构：晶体结构：面心立方体心立方密排六方。面心立方体心立方密排六方。（面心立方）（面心立方）（密排六方）（密排六方）金属的塑性，面心立方晶格好于体心立方晶格金属的塑性，面心立方晶格好于体心立方晶格,体心体心立方晶格好于密排六方晶格。立方晶格好于密排六方晶格。“五好五好”：1 1）固溶体比化合物好。）固溶体比化合物好。2 2）纯金属比合金好。）纯金属比合金好。3 3）低碳钢比高碳钢好。）低碳钢比高碳钢好。4 4）碳钢比合金钢好。）碳钢比合金钢好。5 5）低合金钢比高合金钢好。）低合金钢比高合金钢好。二二）加工（变形）条件：）加工（变形）条件：1、变形温度：变形温度：t变形抗力变形抗力塑性塑性T再再以上，塑性以上，塑性如：碳钢在如：碳钢在A3线上，组织为线上，组织为A、面心、塑性、面心、塑性t过高，易产生过高，易产生“过热过热”、“过烧过烧”、“脱碳脱碳”、“严重氧严重氧化化”。过热会使晶粒过分长大，过烧会破坏晶粒间的连接。始锻温度：始锻温度：AE线下线下200左右。左右。终锻温度：终锻温度：800（T再再以上）以上） 加热目的：提高塑性性能、降低变形抗力，以利于变形和加热目的：提高塑性性能、降低变形抗