金属工艺学 第3章-1.ppt

第三章 金属的塑性成形 第一节 塑性成形中的材料学理论 第二节 锻造技术 第三节 锻件的结构工艺性 第四节 板料冲压技术 第三章 金属的塑性成形 塑性成形(Plasticity Forming) 是指对金属材料施加外力作用，利用金属的塑性使其产生塑性变形，从而获得具有一定的形状、尺寸、组织和性能的工件或毛坯的加工方法，也称为塑性加工或压力加工。常见的塑性成形方法有：锻造、冲压、挤压、轧制、拉拔等。 第三章 金属的塑性成形 第三章 金属的塑性成形 第三章 金属的塑性成形 第一节 塑性成形中的材料学理论 第三章 金属的塑性成形 第一节 塑性成形中的材料学理论 第三章 金属的塑性成形 第一节 塑性成形中的材料学理论 第三章 金属的塑性成形 第一节 塑性成形中的材料学理论 第三章 金属的塑性成形 第一节 塑性成形中的材料学理论 第三章 金属的塑性成形 第一节 塑性成形中的材料学理论 第三章 金属的塑性成形 第一节 塑性成形中的材料学理论 第三章 金属的塑性成形 第一节 塑性成形中的材料学理论 第三章 金属的塑性成形 第一节 塑性成形中的材料学理论 第三章 金属的塑性成形 第一节 塑性成形中的材料学理论 第三章 金属的塑性成形 第一节 塑性成形中的材料学理论 第三章 金属的塑性成形 第一节 塑性成形中的材料学理论 第三章 金属的塑性成形 第一节 塑性成形中的材料学理论 第三章 金属的塑性成形 第一节 塑性成形中的材料学理论 第三章 金属的塑性成形 第一节 塑性成形中的材料学理论 第三章 金属的塑性成形 第一节 塑性成形中的材料学理论 第三章 金属的塑性成形 第一节 塑性成形中的材料学理论 第三章 金属的塑性成形 第一节 塑性成形中的材料学理论 第三章 金属的塑性成形 第一节 塑性成形中的材料学理论 第三章 金属的塑性成形 第一节 塑性成形中的材料学理论 第三章 金属的塑性成形 第一节 塑性成形中的材料学理论 第三章 金属的塑性成形 第一节 塑性成形中的材料学理论 通过塑性变形使金属改变形状，也使组织更为致密，晶粒更为细小，杂质更为均匀，力学性能更高。 金属变形包括弹性变形和塑性变形，塑性变形往往伴随弹性变形。 滑移变形容易进行，是主要的变形方式；孪生变形比较困难，是次要的变形方式。 对于理想晶体，理论上产生滑移所需要的变形力非常大，但实际金属塑性变形力却远低于理论上的变形力，这与实际金属中存在大量的位错有关。 形变强化虽然可以提高金属的强度和硬度，但形变强化时出现的碎晶和晶格畸变，增加了进一步的滑移阻力，使金属塑性变形的抗力增高，难于进一步的塑性变形。 塑性变形出现的碎晶和晶格畸变具有不稳定性，有回到正常状态的趋势，但在室温下能量不足。当提高金属的温度，原子活动能量增加后，原子可以回到正常排列，使晶格畸变消除，内应力大为减少。注意是按K计算 当温度加热到0.4倍T熔时，开始以某些碎晶或杂质为核心生成新的 等轴晶粒，原来已变形的晶粒消失，使已产生形变强化的金属硬度降低，塑性和韧性增加，即形变强化现象消除。 注意是按K计算 只有在热变形情况下，才能以较小的功达到较大的变形，同时能获得具有高机械性能的再结晶组织。通常热加工生产多采用热变形进行。 纤维组织不易消除，只能合理利用。如锻造纤维。 * 金属工艺学 * 图3-1 金属塑性成形的各种方法 a) 轧制；b) 挤压；c) 拉拔；d) 自由锻；e) 模锻；d) 冲压 a—变形前；b—弹性变形；c—塑性变形 晶体的塑性变形 晶体的弹性变形 一、塑性变形的微观机理 变形前 变形后 多晶体金属的塑性变形由晶内变形和晶间变形所组成。 一、塑性变形的微观机理 晶内变形（即单晶体塑性变形）是指晶粒内部的变形，主要方式为滑移和孪生。 晶间变形是指晶粒间的相对位移，包括晶粒间的相对滑动和转动。 一、塑性变形的微观机理 滑移——晶体一部分相对于另一部分沿某个原子密排面产生相对滑动。 孪生——在切应力作用下，晶体的一部分沿一定晶面（孪晶面）和晶向（孪生方向），相对于另一部分所发生的切变。发生孪生的晶体称为“孪晶” 。 滑移 孪生 一、塑性变形的微观机理 实际金属塑性变形力却远低于理论上的变形力，这与实际金属中存在大量的位错有关。 刃型位错 螺型位错 位错——晶体中某一列或若干列原子发生了有规则的错排现象。 一、塑性变形的微观机理 透射电镜下观察到的位错 一、塑性变形的微观机理 位错可视为晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成的结果。晶体滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线 。 c) 位错运动 图3-3 位