共享资源课程-第三篇课件

金属材料成形基础第三章金属的塑性成形（压力加工）概

述5．模型锻造一、金属塑性成形金属材料在外力作用下产生塑性变形，获得具有一定形状、尺寸和力学性能的毛坯或零件的生产方法。二、金属塑性成形的基本生产方式

1．轧制2．挤压3．冷拔4．自由锻造6．板料冲压轧制挤压冷拔上砥铁下砥铁坯料自由锻造模型锻造冲裁弯曲1）零件大小不受限制；2）生产批量不受限制。三、塑性成形（压力加工）的特点1．制件力学性能高1）组织致密；2）晶粒细化；3）压合铸造缺陷；4）使纤维组织合理分布。2．节约材料1）力学性能高，承载能力提高；2）减少零件制造中的金属消耗（与切削加工相比）。3．生产率高4．适用范围广§1-1金属的塑性变形与再结晶

第一节金属塑性成形工艺原理

一、金属塑性变形的实质1.单晶体的塑性变形1）滑移：晶体的一部分相对一部分沿一定的晶面发生相对滑动。ττττ位错是晶体中普遍存在的一种线缺陷，它对晶体的生长、相变、塑性变形、断裂以及其它物理、化学性质具有重要影响。位错理论是现代物理冶金和材料科学的基础。刃型位错螺型位错实际金属的滑移是靠位错的移动来实现的。2）孪生：晶体的一部分相对一部分沿一定的晶面发生相对转动。2.多晶体的塑性变形晶内变形晶间变形滑移孪生滑动转动多晶体塑性变形的实质：晶粒内部发生滑移和孪生；同时晶粒之间发生滑移和转动。多晶体的塑性变形二、塑性变形后金属的组织和性能1.冷变形及其影响1）组织变化的特征：①晶粒沿变形最大方向伸长；②晶格与晶粒均发生畸变；③晶粒间产生碎晶。2）性能变化的特征：加工硬化：随着变形程度的增加，其强度和硬度不断提高，塑性和韧性不断下降。有利：强化金属材料不利：进一步的塑性变形带来困难2.回复T回=(0.25~0.3)T熔3.再结晶T再

=(0.35~0.4)T熔(K)(K)4.热变形及其影响1）不产生加工硬化T再冷变形热变形以上以下动态再结晶：2）使组织得到改善，提高了力学性能①细化晶粒；②压合了铸造缺陷；③组织致密。3）形成纤维组织一、金属的纤维组织与锻造比在热变形过程中，材料内部的夹杂物及其它非基体物质。沿塑性变形方向所形成的流线组织，称为纤维（流线）组织。（1）在平行于纤维组织的方向上：材料的抗拉强度提高（2）在垂直于纤维组织的方向上：材料的抗剪强度提高§1-2金属的纤维组织与可锻性锻造比：Y=S坯/S锻Y=H坯/H锻拔长：镦粗：一般，Y=2~5时，在变形金属中开始形成纤维组织，纵向的强度、塑性和韧性提高；横向（垂直纤维方向）同类性能下降，力学性能出现各向异性。Y>5时，力学性能不再提高，各向异性则进一步增加。二、金属的可锻性指金属材料在塑性变形（压力加工）时成形的难易程度。1.可锻性的衡量指标1）塑性：2）变形抗力：材料的塑性越好，其可锻性越好。材料的变形抗力越小，其可锻性越好。2.影响可锻性的因素1）金属的本质①化学成分：合金元素越低，材料的可锻性越好。②组织状态：晶粒越细小、等轴化，可锻性越好。2）变形条件①变形温度：③应力状态：②变形速度：塑性、变形抗力塑性变形抗力T温越高，材料的可锻性越好。V变越小，材料的可锻性越好。三向压应力—塑性最好、变形抗力最大。三向拉应力—塑性最差、变形抗力最大。三、锻造温度范围始锻温度：终锻温度：过热、过烧

缺陷加工硬化例如45#钢:1200℃~800℃注意事项：锻造温度的上限锻造温度的下限锻造温度范围：始锻温度和终锻温度之间的一段温度间隔。

四、金属的变形规律1.体积不变定律2.最小阻力定律在压力加工过程中，只要金属的密度不发生变化，变形前后的体积就不会产生变化，这一规律称