冶金工程概论-11金属塑性加工

1、金属塑性加工,冶金工程概论11,主要内容,什么是金属塑性加工 塑性加工的种类 塑性加工的方法和设备,2007年本科专业就业率前十位 专业名称 就业率 动画 100 教育学 100 电气工程与自动化 99.8 软件工程 99.3 环境艺术设计 98.9 热能与动力工程 98.7 文秘 98.1 园林 97.5 地理科学 97.5 信息工程 97.4 专科专业就业率前十位 专业名称 就业率 侦查学 100 机械电子工程 100 监狱学 100 数控技术 100 车辆工程 100 装饰艺术设计 100 促销与广告 100 航空电子电气技术 100 资源勘察工程 100 电子信息科学与技术 100,我

2、市2008年有9个本科专业就业率达到100%，包括：播音与主持艺术、法语、安全工程、采矿工程、冶金工程、船舶与海洋工程、机械电子工程、港口航道与海岸工程、给排水工程。这些专业中，除了后两个专业外，其余全是新专业，去年是第一届毕业生。 14个专科专业就业率达到100%，包括：航空服务、道路桥梁工程技术、煤矿开采技术、水文与工程地质、油气开采技术、保险实务、劳动与社会保障、刑事执行、新闻采编与制作、社区医疗、社会工作、钻井技术、石油与天然气地质勘探技术、涉外文秘与公共关系。除了后五个专业外，其余全是新专业，去年是第一届毕业生。,本科专业就业率倒数十位 专业名称 就业率 广播电视新闻学 74.3 公

3、共事业管理 70.4 土地资源管理 70.6 表演 68.1 林学 68.0 农业资源与管理 67.8 农林经济管理 67.5 水土保持与荒漠化防治 67.3 资源环境与城乡规划管理 67.1 戏剧影视文学 64.9 专科专业就业率倒数十位 专业名称 就业率 城市园林设计与花卉 57.7 法学 56.1 中西医结合 55.7 医学检查 54.0 社区医疗 53.5 口腔医学 46.3 药学 43.9 光纤通信 39.2 妇幼卫生 24.1 临床医学 22.2,金属塑性加工 plastic working of metals,通过塑性变形（范性形变）使固体金属成为所需形状的加工过程。又称金属压力

4、加工,此名源于俄语- 。,金属塑性加工 特点,金属塑性加工在现代冶金工业生产中占有重要地位，同金属切削加工相比，塑性加工有以下优点： 从成型原则上说,无切屑,金属损耗较少； 在取得所需形状的同时,改善材料的组织和性能,成品能够直接使用或者便于加工； 适于专业化的大规模生产。 主要缺点是： 某些脆性材料和形状复杂的制品不适于用塑性加工； 专业化生产时需要专用的设备和工具。,金属塑性加工的类别,可以按照加工施力类型和制品性质（加工硬化程度）等特征进行分类。,加工硬化程度,按照塑性加工时是否完全消除加工硬化，分为热加工和冷加工。 对大多数金属和合金来说，热加工是塑性加工的第一步。热加工能量消耗低，允

5、许变形程度高，有助于消除铸锭的铸态组织中的粗晶、空洞和疏松，并能减轻偏析；经过热加工的制品的延性和韧性优于铸件。 热加工也产生不少问题。金属在高温下氧化吸气,不仅损耗金属，而且会恶化制品性质。例如：钛因高温氧化而变脆，往往要求特殊的防护；某些钢材由于表面氧化脱碳，加工后要把表层完全去掉；由于氧化物的压入，热加工后难于得到良好的表面；此外，还由于温度控制有偏差，热加工制品的尺寸精度和组织均匀度都较低。,冷加工常同各种形式的退火结合,构成加工硬化-退火软化的交替循环操作。由于退火气氛可以控制，这就减少了氧化和由温度变化引起最终制品的尺寸变化，从而获得良好的金属表面和尺寸精度。因此这种工艺常用于成品

6、加工（见回复和再结晶）。,塑性加工方式的选择,金属塑性加工的实际应用，要考虑三方面的因素的影响： 材料的塑性加工性 即材料在某种加工过程中所能容许的变形程度；它不仅取决于材料本身的性质和具体的变形条件(如温度、应变速率和应力状态条件等)，而且也同材料被破坏的方式有关，因为材料断裂并非是不能继续加工的唯一原因。,塑性加工方式的选择,例如在拔制和深冲时，如果材料的加工硬化性不足，可能引起塑性失稳产生颈缩而失效（右上图）。正因如此,通常认为室温下塑性极好的铅和锡，由于没有加工硬化，所以拔制或冲压加工性很差。同样，也可能由于其他方式的塑性失稳，使加工过程失败,这种情况可发生于墩粗、深冲和拉伸，见(右下

7、图)。,塑性加工方式的选择,塑性加工大多是因为工件产生裂纹或断裂而无法继续进行。裂纹按形成部位分为：在自由表面上的裂纹，如墩粗时形成桶形裂纹,轧制时产生侧边裂纹（图5）；在磨擦力特强部位的裂纹，如挤压时靠近模子处的龟裂（图6）；内裂,如拔棒时生成的中间裂口（图3）。,塑性加工方式的选择,设备和工具 塑性加工需要有足够的强度和刚性的工具向工件施力。一般说来，设备和工具的弹性变形应有一定的限度，超出限度就得不到合格的产品 技术经济比较 同一制品有多种加工方法，各种方法在经济技术上互相竞争，如初轧和连铸、无缝管和焊管、热轧型材和冷弯型材等。选择加工工艺和设备时要根据产品的品种、质量、批量和总产量，以

8、及原料、劳动力等条件,并充分考虑到现有条件,进行多方面的比较。,加工施力类型,大致分为以下五类： 直接受压,压力施加于工件，如锻压、挤压和轧制； 间接受压,施加的力常为张力,但通过工具和工件的反作用而产生的间接压力可达相当高的数值。如拔丝、拔管和金属板深拉； 张力，在张力作用下，金属板被反卷成下面模子的形状，如拉延； 弯曲，施加的是弯矩，如金属冷弯成型； 剪切，施加剪切使金属成型，如冲裁、剪切。,加工施力类型,锻压 把工件放在成对工具之间,由冲击或静压使工件高度缩短而得到预期的形状。 锻压加工的优点是适应性强，能生产形状复杂的各种材质的多种制品,又能锻压特大工件。对于改善合金钢组织,特别是消除

9、网状碳化物来说，锻压的效果通常优于轧制。锻压的缺点是能耗大，生产效率低，成本高。,加工施力类型,加工施力类型,加工施力类型,加工施力类型,挤压 把坯料放在挤压筒内，使之从一定形状和尺寸的孔中挤出，获得制品。挤压加工的优点是能够加工低塑性材料，还可挤压出形状复杂、尺寸比较精确的工件。挤压的主要缺点是成材率低，劳动生产率低，单产投资和成本均高。,加工施力类型,轧制 被加工金属通过转动的轧辊而变形的过程。轧制的优点是劳动生产率、成材率、机械化和自动化程度都高，能耗低，适于大规模生产，是冶金工业使用最广的塑性加工方法。缺点是生产品种和批量受到限制。,拔制 被加工金属由拉力通过倾角约为520的锥形拉模而

10、变形的过程。拔制的产品可以为棒、丝或管，其断面通常为圆形，但也有种种异形制品。拔制大多数为冷拔,都属于二次加工,只能用于特定的产品，而且往往这种方法是唯一可行的方法。拔制工艺的优点是平均单位压力低，制品尺寸精度高；但不适用于低塑性材料。,金属热处理,退火 annealing 将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却(通常是缓慢冷却，有时是控制冷却)的一种金属热处理工艺。目的是使经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料或工件软化，改善塑性和韧性，使化学成分均匀化，去除残余应力，或得到预期的物理性能。退火工艺随目的之不同而有多种，如重结晶退火、等温退火、均匀化退火、球化退火、去除应力

11、退火、再结晶退火，以及稳定化退火、磁场退火等等。,金属热处理,正火 将工件加热到适当温度，保温一段时间后从炉中取出在空气中冷却的金属热处理工艺。 正火与退火的不同点是 正火冷却速度比退火冷却速度稍快，因而正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所提高。另外，正火炉外冷却不占用设备，生产率较高，因此生产中尽可能采用正火来代替退火。,金属热处理,淬火 钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上某一温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。 淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。也可以通过淬火满足某些特种钢材的的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。,金属热处理,回火 指钢件经淬硬后，再加热到 以下的某一温度，保温一定时间，然后冷 却到室温的热处理工艺。常见的回火工艺有：低温回火，中温回火，高温回火和多次回火等。 回火的目的：主要是消除钢件在淬火时所产生的应力，使钢件具有高的硬度和耐磨性外，并具有所需要的塑性和韧性等。,金属热处理,调质 指将钢材或钢件进行淬火及回火的复合热处理工艺。使用于