第三第金属压力加 第一章金属的塑性变形
第三篇 金属压力加工 第一章 金属的塑性变形
§1.1金属塑性变形的质 ●弹性变形 在外力作用下,材料内部产生应力,应力迫使原子离开 原来的平衡位置,改变了原子间的距离,使金属发生变 形。并引起原子位能的增高,但原子有返回低位能的倾 向。当外力停止作用后,应力消失,变形也随之消失 图3-1 ●塑性变形 内应力超过金属的屈服点后,外力停止作用后,金属的 变形并不完全消失 滑移面 在切向应力作用下,晶体的一部分相对于另一部分,沿 着一定的晶面产生相对滑移,该面称为滑移面。 2021/223
2021/2/23 §1.1 金属塑性变形的实质 ●弹性变形 在外力作用下，材料内部产生应力，应力迫使原子离开 原来的平衡位置，改变了原子间的距离，使金属发生变 形。并引起原子位能的增高，但原子有返回低位能的倾 向。当外力停止作用后，应力消失，变形也随之消失。 图3-1 ●塑性变形 内应力超过金属的屈服点后，外力停止作用后，金属的 变形并不完全消失。 ●滑移面 在切向应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分，沿 着一定的晶面产生相对滑移，该面称为滑移面
●位错运动引起塑性变形 近代物理学证明,晶体不是在滑移面上,原子 并不是整体的刚性运动而是以位错引起金属塑 性变形。 位错:沿滑移面旧原子对破坏,新原子对形成 图3-2 多晶体的塑性变形(晶内和晶间变形 晶内变形:外力作用下,某一晶粒的性变形 晶向变形:晶粒之间的相互位移或转动 在外力作用下,有的晶粒处于利于塑性 形位置,则首先塑性变形有的处于 不利于塑性变形的位置,则暂时不变 形。晶粒间会移动转动,这种利与不 利位置在变化,朝性变形不断进行 图B-3 2021/223
2021/2/23 ● 位错运动引起塑性变形 近代物理学证明，晶体不是在滑移面上，原子 并不是整体的刚性运动而是以位错引起金属塑 性变形。 位错：沿滑移面旧原子对破坏，新原子对形成 图3-2 ● 多晶体的塑性变形（晶内和晶间变形） 晶内变形：外力作用下，某一晶粒的塑性变形。 晶间变形：晶粒之间的相互位移或转动。 在外力作用下，有的晶粒处于利于塑性 变形位置，则首先塑性变形。有的处于 不利于塑性变形的位置，则暂时不变 形。晶粒间会移动、转动，这种利与不 利位置在变化，塑性变形不断进行。 图3-3
51.2塑性变形对金属组织和性能 ●金属在常温下经塑性变形后,内部组织将发生变化。 ()晶粒沿最大变形的方向伸长 2)晶格与晶粒发生扭曲,产生内应力 (3)晶粒产生碎晶。 ●冷作硬化 *现象:强度。度上升, 而塑。韌些下 原蚓:移面阼近的岦, 晶畸变,大溻移 阻力,使滑移践以进行 点R 2021/223
2021/2/23 §1.2 塑性变形对金属组织和性能影响 ● 金属在常温下经塑性变形后，内部组织将发生变化。 ⑴ 晶粒沿最大变形的方向伸长； ⑵ 晶格与晶粒发生扭曲，产生内应力； ⑶ 晶粒产生碎晶。 ● 冷作硬化 ＊ 现象：强度、硬度上升， 而塑性、韧性下降。 ＊ 原因：滑移面附近的晶粒碎晶块， 晶格扭曲畸变，增大滑移 阻力，使滑移难以进行
回复与再结晶 回复 冷作硬化是一种不稳定的现象,具有自发恢复到稳定 状态的倾向。室温下不易实现。当提高温度时,原子 获得热能,热运动加剧,当加热温度T: T回=(0.25-0.3)熔 使原子回复到正常排列,消除了晶格扭曲,使加工 化得到部分消除。 330330033300 2021/223
2021/2/23 ● 回复与再结晶 ＊ 回复： 冷作硬化是一种不稳定的现象，具有自发恢复到稳定 状态的倾向。室温下不易实现。当提高温度时，原子 获得热能，热运动加剧，当加热温度T回： T回=（0.25—0.3）T熔 使原子回复到正常排列，消除了晶格扭曲，使加工硬 化得到部分消除
51.3金属的可性 可锻性的衡量 塑性(断面收缩率ψ,伸长率6) 变形抗力。 可锻性取决于:金属本质和加工条件 金属的本质 1化学成分的影响 纯金属的可锻性比合金好,有些素可使可 锻性显者下降,钢的含碳量越低,可锻性 越好 2021/223
2021/2/23 §1.3 金属的可锻性 一、金属的本质 ⒈化学成分的影响 纯金属的可锻性比合金好，有些元素可使可 锻性显著下降，钢的含碳量越低，可锻性 越好。 可锻性的衡量： 塑性（断面收缩率ψ，伸长率δ）， 变形抗力。 可锻性取决于：金属本质和加工条件
2金属组织的影响 组织不同,可锻性有差异、纯金属、 团溶体可锻性好 碳化物可锻性差; 铸态柱状组织和粗晶粒不如晶粒细小均匀。 二、加工条件 1变形温度的影响 温度↑→原子的运动能力→容易滑移→ 塑性↑变形抗力↓ 六锻造温度 始锻温度 终锻温度,过低难于锻造图3 2021/223
2021/2/23 ⒉金属组织的影响 ＊组织不同，可锻性有差异、纯金属、 固溶体可锻性好； ＊碳化物可锻性差； ＊铸态柱状组织和粗晶粒不如晶粒细小均匀。 二、加工条件 ⒈变形温度的影响 ＊ 温度↑→原子的运动能力↑→容易滑移→ 塑性↑,变形抗力↓. ＊ 锻造温度： 始锻温度 终锻温度，过低难于锻造 图3-8
第二章锻造 §21锻造方法 自由锻 自由锻是利用冲击力或压力使金属在上、下两 个抵铁之间变形。从而获得所需形状及尺寸的 锻件。 沿变形方向可以自由流动 锻锤: 依靠冲击力使金属变形,只能锻造中小锻件。 液压机: 依靠静压力使金属变形,可加工大型锻件 2021/223
2021/2/23 第二章 锻造 一、自由锻 ＊ 自由锻是利用冲击力或压力使金属在上、下两 个抵铁之间变形。从而获得所需形状及尺寸的 锻件。 ＊ 沿变形方向可以自由流动。 ＊ 锻锤： 依靠冲击力使金属变形，只能锻造中小锻件。 液压机： 依靠静压力使金属变形，可加工大型锻件。 §2.1 锻造方法
1自由锻工序 ()基本工序 镦粗:适于饼块类,盘套类 拔长:适于轴类、杆类 拔长、镦粗经常交替反复使用。 有时一头镦粗,另一头拔长。 (通孔、盲孔)冲孔:常用方法:镦粗一冲子 镦粗一冲孔扩孔 弯曲:工件轴线产生一定曲率 扭转:某一部转一定角度。 错移:例如曲轴。 切割 2021/223
2021/2/23 ⒈自由锻工序 ⑴ 基本工序 镦粗：适于饼块类，盘套类 拔长：适于轴类、杆类 拔长、镦粗经常交替反复使用。 有时一头镦粗，另一头拔长。 （通孔、盲孔）冲孔：常用方法：镦粗—冲孔 镦粗—冲孔—扩孔 弯曲：工件轴线产生一定曲率。 扭转：某一部转一定角度。 错移：例如曲轴。 切割：
§22镦造工艺规程的制 绘制锻件图 1敷料、余量及公差 敷料 为简化零件的形状和结构,便于锻造而 增加的一部分金属为敷料。 余 零件表面为切削加工而增加的尺寸称会 锻件公差 查表而定。 自由锻锻件图:图235 2021/223
2021/2/23 §2.2 锻造工艺规程的制订 一、绘制锻件图 ⒈敷料、余量及公差 ＊ 敷料： 为简化零件的形状和结构，便于锻造而 增加的一部分金属为敷料。 ＊ 余量： 零件表面为切削加工而增加的尺寸称余量。 ＊ 锻件公差： 查表而定。 ＊ 自由锻锻件图：图2-35