材料成形原理简答.docx

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1、1为什么通常挤压加工的延伸系数要比拉拔加工的高很多？答案：挤压加工时工件所受的应力状态为强烈的三向压应力，其静水压力分量较高，这种应力状态有利于充分发挥金属材料的塑性，可以使其产生较大的塑性变形；而拉拔加工时工件所受的应力状态为两向压应力一向拉应力，其静水压力分量较低，不利于充分发挥金属材料的塑性，因此能够产生的塑性变形程度较低。2提高金属材料强度的措施有哪些？提高金属材料强度的措施有：(1)晶粒细化(晶界强化)；(2)加工硬化(位错强化)；(3)亚晶强化；(4)固溶强化；(5)第二相强化(沉淀强化)；(6)相变强化；3单晶体

2、塑性变形的主要机制有哪些？其机理分别是什么？答案：单晶体塑性变形的主要机制有滑移与孪生。滑移是指在力的作用下，晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于晶体的另一部分发生相对移动。孪生是在切应力作用下，晶体的一部分沿着一定的晶面(孪生面)和一定的晶向(孪生方向)发生均匀切变，变形后，晶体的变形部分与未变形部分构成了镜面对称关系，镜面两侧晶体的相对位向发生了改变。晶体的滑移过程，实质上就是位错的移动和增殖的过程。而孪生是通过部分位错横扫孪生面而进行的。4多晶体金属塑性变形的主要特点和主要机制有哪些？答案：多晶体金属的塑性变形有以下主要

3、特点：(1)各晶粒变形的不同时性。(2)各晶粒变形的相互协调性。(3)晶粒之间、晶内与晶界之间变形的不均匀性。多晶体金属塑性变形的主要机制有：(1)晶内变形，包括滑移、孪生；(2)晶间变形，包括滑动、转动5何谓屈服效应？其对制品深加工有何影响？一般应如何消除？某些特定状态下的金属材料在拉伸试验时，具有明显的上下屈服点及屈服平台，此时在应力却保持不变或作微小波动的情况下变形可继续进行，这种现象称为屈服效应。具有屈服效应的金属在深加工时，当金属变形量恰好处在屈服延伸范围时，金属表面会出现粗糙不平、变形不均的痕迹，称为吕德斯带，是一

4、种外观表面缺陷。屈服效应是由于金属中的溶质气团对位错的钉扎作用而引起，为避免其对制品深加工的影响，一般在深加工之前先进性小量变形以使金属越过屈服平台，即使位错摆脱溶质气团的钉扎。6晶粒大小对材料的力学性能有何影响？其机理何在？晶粒越小，则金属屈服强度越高，塑性越好。晶粒细化提高金属屈服强度的主要原因是晶粒尺寸减小，则晶内位错运动距离缩短，晶界上塞积的位错减少，所形成的畸变程度减小、应力集中程度减弱，不易于开动周围硬取向晶粒的位错，即变形抗力增加。晶粒细化提高金属塑性的主要原因是晶粒尺寸减小，则单位体积内晶粒数目增多，由于多晶体

5、各晶粒取向是随机分布的，这样处于变形有利的软取向晶粒在整个体积中的分布就更为均匀，变形时产生的变形也更为均匀，从而不容易产生破坏。7提高金属材料塑性的途径有哪些？提高金属材料塑性的途径有：(1)提高材料成分和组织的均匀性(2)合理选择变形温度和应变速率(3)选择三向压缩性较强的变形方式(4)减小变形的不均匀性8试分析在平砧上拨长矩形断面坯料时出现“十字裂纹”的力学原因？要点：矩形坯每道次锻压时变形区分区如图，各区向不同方向运动，造成对角线处承受剪切变形与应力，下道次锻压时坯料旋转90度，各区运动方向与前道次刚好相反，造成相反的

6、剪切变形与应力，如此反复进行，就形成所谓的“十字裂纹”。9某厂轧制厚件时，轧件内部产生了如图所示的周期性裂纹，试分析其产生的力学原因并提出改进措施？产生该种裂纹的力学原因可能厚件轧制时，压下量较小，变形没有深入轧件中部而产生不均匀变形，这样在轧件上、下表面变形延伸较大，受附加压应力，而中心变形延伸较小，受附加拉应力，如图。如果中心部位拉应力达到轧件断裂极限，则将在该处产生裂纹。轧制过程瞬时产生的附加应力可能还不足以使轧件产生裂纹，但该不均匀变形结束后，将在轧件中产生残余应力，该残余应力的方向与轧制时的附加应力一致，但该残余应力

7、积累到一定程度后，将使轧件中工作应力达到断裂极限而产生裂纹。裂纹产生后残余应力将松弛，再经过一段轧制后残余应力又积累起来，因此就可能产生上述裂纹的周期性分布现象。改进措施：增大压下量。10试分析正向挤压时出现竹节状表面裂纹的力学原因？挤压时工件表面金属由于受到挤压工具摩擦的作用，其流动较内部金属慢，从而造成工件内部纵向的附加应力，这种附加应力的分布为表面拉伸内部压缩，该附加应力将与挤压工具所造成的纵向压应力(基本应力)叠加而形成实际的工作应力。当变形程度不大时，其不均匀变形程度也较小，所产生的附加应力也较小，工件纵向工作应力仍

8、可能为压应力。当变形程度较大时，其不均匀变性程度及附加应力也大幅度增加，从而工件表面纵向将可能形成拉伸的工作引力。这就给工件表面产生裂纹创造了条件。上述工作应力尚未必能产生裂纹，但工件在出模孔后不均匀变性依然存在，这就产生了与上述附加应力同方向的残余应力，该残余应力有积累性，