金属塑性成形原理第二章金属塑性变形的物理基础第四节金属在塑性加工过程中的塑性.

1、第二章 金属塑性变形的物理基础第四节 金属在塑形加工中的塑性行为NWPU主要内容l金属的塑性金属的塑性l金属的塑性指标金属的塑性指标 l影响金属塑性的主要因素影响金属塑性的主要因素 l提高金属塑性的基本途径提高金属塑性的基本途径 NWPU1 金属的塑性金属的塑性 金属在外力作用下发生不可恢复的变形而保持其完整性不被破坏的性质称为金属的塑性。应力-应变曲线碳钢标准试件NWPU2 金属的塑性指标金属的塑性指标 衡量金属材料塑性好坏的数量指标，称为塑性指标，一般以材料开始破坏衡量金属材料塑性好坏的数量指标，称为塑性指标，一般以材料开始破坏时的塑性变形量来表示。时的塑性变形量来表示。测定塑性指标测定塑

2、性指标的实验方法的实验方法 拉伸实验拉伸实验 镦粗实验镦粗实验 扭转实验扭转实验NWPU2.1 拉伸试验拉伸试验电子拉伸试验机0L0d标准试件试件断口NWPU拉伸试验的力学条件与塑性指标拉伸试验的力学条件与塑性指标拉伸速度10 mm/s131010 /s应变速率: 一般液压机的速度范畴3.84.5m/s锻锤变形速度的下限可确定以下塑性指标： (1) 伸长率K00100LLL (2) 断面收缩率0K0100AAANWPU2.2 镦粗试验镦粗试验c 试样侧表面出现第一条裂纹时的压缩程度作为塑性指标。0Kc0100%HHHK H镦粗试样侧表面出现第一条裂纹时的高度PPNWPU2.3 扭转试验扭转试验

3、MM 材料的塑性指标用试样破断前的扭转角或扭转圈数表示。 材料扭转时的应力状态：m0优点： 无颈缩、鼓形影响金属塑性的主要因素影响金属塑性的主要因素NWPU3.1 化学成分对金属塑性的影响化学成分对金属塑性的影响碳碳 : 碳碳塑性塑性（渗碳体）（渗碳体）杂质杂质: : 杂质杂质塑性塑性 磷磷冷脆性冷脆性。强度、硬度。强度、硬度 塑性塑性 硫硫热脆性热脆性。硫化物和共晶体分布晶界，熔点低。硫化物和共晶体分布晶界，熔点低 氮氮时效脆性时效脆性、即兰脆。温度、即兰脆。温度氮化物析出氮化物析出 氢氢氢脆，氢脆，间隙固溶体。间隙固溶体。白点白点，扩散聚集微缺陷处，扩散聚集微缺陷处 氧氧热脆性热脆性。氧化

4、物、易溶共晶体分布晶界，熔点低。氧化物、易溶共晶体分布晶界，熔点低合金元素合金元素: : 合金元素加入合金元素加入塑性塑性抗力抗力一般规律：一般规律： 金属的塑性主要取决于基体金属。基体金属。碳和杂质元素碳和杂质元素NWPU3.2 组织对金属塑性的影响组织对金属塑性的影响相结构相结构晶粒度晶粒度铸造组织铸造组织NWPUIIIIII1233.3 温度对金属塑性的影响温度对金属塑性的影响一般趋势：温度一般趋势：温度塑性塑性塑 性-2002000400600100012008001400温度/碳钢的塑性随温度的变化曲线NWPU3.4.4 温度影响金属塑性的机理温度影响金属塑性的机理l发生回复或再结晶

5、；l原子动能增加，位错活动性提高、滑移系增多；l金属的组织、结构发生变化：多相组织单相组织，或者，对塑性不利的晶格对塑性有利的晶格；l扩散蠕变机理起作用；l晶间滑移作用增强。NWPU3.4.5 应变速率对金属塑性的影响应变速率对金属塑性的影响该问题比较复杂，有关认识仍待深入。一般性的机理分析：1、应变速率 真实应力 塑性变形不能充分扩展 较早地达到断裂阶段 塑性；2、应变速率 无足够时间回复或再结晶 软化作用 塑性；3、应变速率 温度效应 温度 塑性。NWPUbacde3.4.6 应变速率对金属塑性的影响应变速率对金属塑性的影响塑 性 指 标应变速率应变速率对塑性的影响的示意曲线NWPU压力柱

6、塞试样试验腔室卡尔曼试验保解仪器的工作部分高压液体注入孔3.4.7 应力状态对金属塑性的影响应力状态对金属塑性的影响1 轴向压力2 侧向压力卡尔曼试验中大理石和红砂石三向受压的试验结果0 1 2 3 4 5 6 7 8 9破坏破坏压缩程度（）2023550068584516502490326010002000300040005000512/10 Paa) 大理石破坏压缩程度（）0 1 2 3 4 5 6 7202755551550247510002000300040005000512/10 Pab) 红砂石破坏卡尔曼试验NWPU3.4.8 应力状态影响金属塑性的机理应力状态影响金属塑性的机理应

7、力状态对塑性起影响作用的是 应力球张量。mij 1000103001xyzxxyxzyxyyzzxzyz静水压力提高金属塑性变形的解释：1、静水压压力 晶间晶间变形困难金属塑性 2、三向压压缩应力有利于愈合愈合塑性变形过程中产生的各种损伤损伤；3、三向压缩压缩作用能抑制抑制变形体内存在的少量的对塑性不利的杂质、液相态或组织缺陷；4、增大静水压压应力，可抵消抵消由不均匀变形引起的附加拉应力附加拉应力，从而减轻附加拉应力所造成的拉裂拉裂作用。V型砧拔长，加反压力的挤压NWPU3.4.9 应变状态的影响应变状态的影响压缩应变有利于塑形的发挥，拉伸应变则对塑形不利。两向压缩一向拉伸一向压缩一向拉伸一向压缩一向拉伸夹杂物、气孔有可能变成面缺陷，也有可能变成线缺陷。NWPU3.4.10 提高金属塑性的基本途径提高金属塑性的基本途径 1 1、提高、提高材料的材料的成份成份和和组织均匀性组织均匀性；2 2、合