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课件.ppt

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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主要内容金属的塑性金属的塑性指标影响金属塑性的主要因素提高金属塑性的基本途径1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2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时的塑性变形量来表示。测定塑性指标的实验方法拉伸实验镦粗实验扭转实验2.1拉伸试验电子拉伸试验机标准试件试件断口拉伸试验的力学条件与塑性指标拉伸速度一般液压机的速度范畴锻锤变形速度的下限可确定以下塑性指标：2.2镦粗试验2.3扭转试验材料的塑性指标用试样破断

2、前的扭转角或扭转圈数表示。材料扭转时的应力状态：优点：无颈缩、鼓形影响金属塑性的主要因素3.1化学成分对金属塑性的影响碳:碳↑－→塑性↓（渗碳体）杂质:杂质↑－→塑性↓磷－→冷脆性。强度、硬度↑塑性↓硫－→热脆性。硫化物和共晶体分布晶界，熔点低氮－→时效脆性、即兰脆。温度↓氮化物析出↑氢－→氢脆，间隙固溶体。白点，扩散聚集微缺陷处氧－→热脆性。氧化物、易溶共晶体分布晶界，熔点低合金元素:合金元素加入－→塑性↓－→抗力↑一般规律：金属的塑性主要取决于基体金属。碳和杂质元素3.2组织对金属塑性的影响相结构晶粒度铸造组织3.3温度对金属塑性的影响一般趋势：温度↑－→塑性↑塑性-200200

3、0400600100012008001400温度/℃碳钢的塑性随温度的变化曲线3.4.4温度影响金属塑性的机理发生回复或再结晶；原子动能增加，位错活动性提高、滑移系增多；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；扩散蠕变机理起作用；晶间滑移作用增强。3.4.5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↑。3.4.6应变速率对金属塑

4、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压力柱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0123456789破坏破坏压缩程度（％）10002000300040005000破坏压缩程度（％）0123456710002000300040005000破坏卡尔曼试验3.4.8应力状态影响金属塑性的机理应力状态对塑性起影响作用的是应力球张量。静水压力提高金属塑性变形的解释：1、静水压力↑→晶间变形困难→金属塑性↑2、三向压缩应力有利于愈合塑性变形过程中产生的各种损伤；3、三向压缩作用能抑制变形体内存在的少量的对塑性不利的杂质、液相态

5、或组织缺陷；4、增大静水压应力，可抵消由不均匀变形引起的附加拉应力，从而减轻附加拉应力所造成的拉裂作用。V型砧拔长，加反压力的挤压3.4.9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。3.4.10提高金属塑性的基本途径1、提高材料的成份和组织均匀性；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；挤压>开式模锻>自由锻4、减少变形的不均匀性。附加应力