中科大金属塑性加工原理课件02金属塑性成形

第2章金属塑性成形本章主要内容金属塑性变形基础自由锻模锻板料冲压塑性成形方法选择实际3部分：1.工艺理论基础2.工艺知识：自由锻、模锻、板料冲压3.工艺设计§1金属塑性变形基础定义：金属塑性变形是利用金属材料塑性变形规律，施加外力使之产生塑性变形而获得所需形状、尺寸和力学性能的零件或毛坯的加工工艺。(p66)定义要义：1.金属塑性变形是有规律的。2.工艺目的不但包含形状和尺寸，同时包含力学性能。塑性成形特点：1.能改善金属的组织2.可提高材料利用率3.加工精度较高，4.生产率较高三不加工脆性材料复杂形状特大工件PPPPL0L1δ=（L1-

L0）/L0×100%产生塑性变形而不断裂的性能----塑性当L12L0，δ

（2L0-

L0）/L0×100%=100%

δ

100%称为超塑性

s弹性变形塑性变形

下砥铁上砥铁自由锻原理比较模锻原理，P66，图2-1，b）凹模压板凸模板料冲压原理塑性成形性的衡量：塑性1.塑性与材料性质、变形方式和变形条件有关。2.塑性指标：伸长率与断面收缩率。3.金属塑性变形基本规律。1.最小阻力定律金属质点在塑性变形中总是力图向最小阻力的方向移动。推论：任何形状的具有足够塑性的物体，都可以在平锤头下镦粗成圆形。2.加工硬化规律加工硬化定义：金属在常温下随变形量增加而变形抗力增大、塑性和韧性降低的现象。注意2点（1）常温（2）强度

O硬化曲线A

AB

B

B

B

e

pC硬化曲线表达式=A

n硬化指数n是冷变形硬化参数，反映材料的变形抗力。n

3.体积不变规律塑性变形前后的体积总保持不变。重要推论：塑性变形只改变形状和尺寸，体积不变。1.1影响塑性变形的因素材料因素，P69（1）化学成分：（2）金属组织工艺因素，P70（1）变形温度（2）变形速度（3）应力状态（4）其它材料因素化学成分纯金属比合金合金元素（对钢）：含碳量、碳化物形成元素杂质元素：P、S金相组织纯金属与单相固溶体碳化物与多相组织均匀细小等轴晶粒—粗大柱状晶粒网状二次渗碳体1.变形温度越高，塑性越好2.再结晶温度以上，加工硬化被再结晶软化消除3.防止过热和过烧，所以要控制加热温度变形速度指单位时间内变形程度的大小。加工硬化与热效应起相反的影响作用。因此存在一个临界值。温度，T碳钢铸铁共晶点0.15铁素体珠光体工业纯铁的金相组织共析钢室温组织为P，组成相为F（88%）和Fe3C（12%）。FP网状渗碳体变形速度与塑性的关系塑性变形速度B应力状态的影响压应力数目越多，塑性越好；拉应力数目越多，塑性越差；压应力状态下塑性变形，金属内摩擦加剧，变形抗力增大；金属材料塑性较低时，尽量在压应力状态下进行变形。1.2塑性变形对金属组织和性能的影响变形度纤维组织变形度影响：过小不能细化晶粒；过大产生纤维组织和开裂缺陷。控制变形度的技术参数：锻造比拔长Y锻=S0/S镦粗Y锻=H0/H铸锭坯料的锻造比设计碳素结构钢2-3合金结构钢3-4高合金工具钢5-12纤维组织：P72注意纤维组织不可用热处理消除；只能通过锻造改变方向与分布。1.3冷热加工的划分划分依据：再结晶温度热变形特点：P73热变形可使金属保持较低的变形抗力和良好的塑性，可以用较小的力和能量产生较大的塑性变形而不产生裂纹，同时还可获得具有较高力学性能的再结晶组织。但热变形产生表面氧化。变形金属加热至较高温度时，形成新的细小等轴晶所对应的温度。空气锤压力加工设备欣赏自由锻作业进行曲数控锻造的发展大制