中压工艺与模具设计 由于晶粒是靠原子间的吸引力和晶粒间的机械连锁力互相联结的,因此,晶间变形比 较困难。晶粒间的滑动即使非常微小,也容易引起晶界处的结构破损,从而导致金属的断 裂。晶粒间的转动过程相当复杂,这是由于多晶体中不同位向的各个晶粒既有向有利于晶 内滑移的方向转动的趋势,又受到相互牵制的缘故。晶粒转动的现象在粗晶粒的板料冲压 成形后可以观察到,这就是冲压件表面显出凹凸不平的所谓“桔皮”现象。 多晶体的塑性变形还受到晶界的影响。晶界内晶格畸变更甚,晶界的存在使多晶体的 强度、硬度比单晶体髙。多晶体内晶粒愈细,晶界区所占比率也就愈大,金属的强度、硬 度也就愈高。此外,晶粒愈细,变形愈易分散在许多晶粒内进行,因此变形更为均匀,不 易造成应力集中而导致金属破坏,这就是一般的细晶粒金属不仅强度、硬度高,而且塑性 也较好的原因。 在金属塑性变形过程中,金属的性能和组织都可能发生变化。其中最重要的是加工硬 化,随着变形程度的增加,变形阻力增大,强度和硬度升高,而塑性、韧性下降。同时, 由于变形不均匀,晶粒内部和晶粒之间会存在不同的内应力。变形后作为残余应力,保留 在金属内部,致使经冷变形后的零件在放置一段时间后,可能自动发生变形甚至开裂。金 属塑性变形后的性能变化是其组织发生变化的结果。多晶体变形时各晶粒沿其变形最大的 方向伸长,在变形程度很大时,则显著伸长,使得晶界过剩相沿主变形方向呈条状分布, 形成热处理也改变不了的纤维组织。晶内变形会使晶粒破碎,形成许多小晶粒,即亚晶粒。 晶间变形则在晶界造成许多破坏。另外,在变形程度很大时,多晶体内各个晶粒的位向会 因滑移面的转向而逐渐趋向一致,形成变形织构。由于变形织构的形成,使轧制后的板料 出现各向异性,即使退火,一般也难以消除。用这种材料经冲压变形得到的制件厚薄不均, 口沿不齐,典型表现是在拉深成形的筒形制件口部形成凸耳(参见图1.18)。由此可见,金 属塑性变形过程中的这些变化对冲压成形工艺有相当大的影响 142影响塑性及变形抗力的主要因素 1421塑性与变形抗力的概念 所谓塑性,是指金属材料在外力作用下产生永久变形而其完整性不被破坏的能力。塑 性可用材料在不被破坏条件下能获得的塑性变形的最大值来评定。同一种材料,在不同的 变形条件下,其塑性是不一样的。 影响金属塑性的因素包括两个方面:金属本身的晶格类型、化学成分和金相组织 变形时的外部条件,如变形温度、变形速度以及变形方式等。 2.变形抗力 变形抗力一般来说反映了金属在外力作用下抵抗塑性变形的能力(参见14.3节) 影响变形抗力的因素,也包括金属的内部性质和变形条件(即变形温度、变形速度和变 形程度)两个方面。 塑性和变形抗力是两个不同的概念。通常说某种材料的塑性好坏是指受力以后临近破 坏时的变形程度的大小,而不是指变形抗力的大小。如奥氏体不锈钢允许的变形程度大,6 冲压工艺与模具设计 由于晶粒是靠原子间的吸引力和晶粒间的机械连锁力互相联结的，因此，晶间变形比 较困难。晶粒间的滑动即使非常微小，也容易引起晶界处的结构破损，从而导致金属的断 裂。晶粒间的转动过程相当复杂，这是由于多晶体中不同位向的各个晶粒既有向有利于晶 内滑移的方向转动的趋势，又受到相互牵制的缘故。晶粒转动的现象在粗晶粒的板料冲压 成形后可以观察到，这就是冲压件表面显出凹凸不平的所谓“桔皮”现象。 多晶体的塑性变形还受到晶界的影响。晶界内晶格畸变更甚，晶界的存在使多晶体的 强度﹑硬度比单晶体高。多晶体内晶粒愈细，晶界区所占比率也就愈大，金属的强度﹑硬 度也就愈高。此外，晶粒愈细，变形愈易分散在许多晶粒内进行，因此变形更为均匀，不 易造成应力集中而导致金属破坏，这就是一般的细晶粒金属不仅强度﹑硬度高，而且塑性 也较好的原因。 在金属塑性变形过程中，金属的性能和组织都可能发生变化。其中最重要的是加工硬 化，随着变形程度的增加，变形阻力增大，强度和硬度升高，而塑性﹑韧性下降。同时， 由于变形不均匀，晶粒内部和晶粒之间会存在不同的内应力。变形后作为残余应力，保留 在金属内部，致使经冷变形后的零件在放置一段时间后，可能自动发生变形甚至开裂。金 属塑性变形后的性能变化是其组织发生变化的结果。多晶体变形时各晶粒沿其变形最大的 方向伸长，在变形程度很大时，则显著伸长，使得晶界过剩相沿主变形方向呈条状分布， 形成热处理也改变不了的纤维组织。晶内变形会使晶粒破碎，形成许多小晶粒，即亚晶粒。 晶间变形则在晶界造成许多破坏。另外，在变形程度很大时，多晶体内各个晶粒的位向会 因滑移面的转向而逐渐趋向一致，形成变形织构。由于变形织构的形成，使轧制后的板料 出现各向异性，即使退火，一般也难以消除。用这种材料经冲压变形得到的制件厚薄不均， 口沿不齐，典型表现是在拉深成形的筒形制件口部形成凸耳(参见图 1.18)。由此可见，金 属塑性变形过程中的这些变化对冲压成形工艺有相当大的影响。 1.4.2 影响塑性及变形抗力的主要因素 1.4.2.1 塑性与变形抗力的概念 1. 塑性 所谓塑性，是指金属材料在外力作用下产生永久变形而其完整性不被破坏的能力。塑 性可用材料在不被破坏条件下能获得的塑性变形的最大值来评定。同一种材料，在不同的 变形条件下，其塑性是不一样的。 影响金属塑性的因素包括两个方面：金属本身的晶格类型﹑化学成分和金相组织等； 变形时的外部条件，如变形温度﹑变形速度以及变形方式等。 2. 变形抗力 变形抗力一般来说反映了金属在外力作用下抵抗塑性变形的能力(参见 1.4.3 节)。 影响变形抗力的因素，也包括金属的内部性质和变形条件(即变形温度﹑变形速度和变 形程度)两个方面。 塑性和变形抗力是两个不同的概念。通常说某种材料的塑性好坏是指受力以后临近破 坏时的变形程度的大小，而不是指变形抗力的大小。如奥氏体不锈钢允许的变形程度大