第1章综论 称为塑性好,但其变形抗力也大,需要较大的外力才能产生塑性变形。由此可见,变形抗 力是从力的角度反映塑性变形的难易程度 1422成分与组织对金属塑性变形的影响 成分与组织对金属塑性变形的影响很大,下面以钢为例来说明。 1.化学成分的影响 在碳钢中,Fe和C是基本元素。在合金钢中,除了Fe和C以外,还包含有Si、M、 Cr、Ni、W等合金元素。此外,在各类钢中还含有一些杂质,如P、S、N、H、O等 (1)碳钢中C和杂质元素的影响 C对碳钢的性能影响最大。C能固溶于Fe,形成铁素体和奥氏体固溶体,它们都具有 良好的塑性。当C的含量超过re的溶C能力时,多余的C便与Fe形成硬而脆的渗碳体, 从而使碳钢的塑性降低,变形抗力提高。含C量愈高,碳钢的塑性愈差。宜于拉深成形的 低碳钢一般含C量为0.05%~0.15% 杂质元素对钢的塑性变形一般都有不利影响,如P溶入铁素体后,使钢的强度、硬度 显著提高,塑性、韧性显著降低,在低温时,造成钢的冷脆性。又如S在钢中几乎不溶解, 而与铁形成脆性的硫化铁,使钢的塑性降低。热加工时,钢的热脆现象也是由S引起的 因此,应对冷冲压材料的杂质含量加以控制。如对于深拉深冷轧薄钢板就应按国家标准 (GB710)加以控制,S的含量不超过0.040%,P的含量控制更严。 2)合金元素对钢的塑性变形的影响 合金元素加入钢中,不仅改变钢的使用性能,而且改变钢的塑性成形性能。主要表现 为:塑性降低,变形抗力提高。这是由于合金元素与钢中的C形成硬而脆的碳化物,使钢 的强度提高,塑性降低。另外,很多元素溶入固溶体(铁素体和奥氏体)中,致使Fe原子的 晶格发生不同程度的畸变,从而使钢的变形抗力提高,塑性降低。 表1.4列出了几种主要元素对08钢冲压性能的影响 表1.4几种主要元素对08钢冲压性能的影响 对冲压性能的影响 增加Fe3C的数量,提高钢板的抗拉强度和屈服强度,降低塑性,使冲压性能恶化,特别是当 FesC出现于晶界时,对冲压性能的不利影响更大 S/溶铁素体中,强化作用很大,增加强度,降低塑性。含量愈低愈好,深拉深钢板不能用Si Mn直接影响不大,和S形成MnS夹杂物,其数量和形态对冲压性能有影响 P|显著地增加强度和脆性,并有偏析倾向,易于形成带状组织,对冲压性能不利 硫化物数量、形态和分布对冲压性能有很大影响,数量多、呈细长条状分布的硫化物对冲压 是镇静钢的最终脱氧剂,可与N形成氮化铝(AN),显著降低钢板的“应变时效”倾向,容易 得到“饼形”铁素体晶粒,改善冲压性能。钢中A的最佳含量为0.03%~0.05% 注:沸腾钢板平整后存放一段时间,拉伸曲线上会重新出现屈服伸长的现象称为应变时效。第 1 章 综论 7 称为塑性好，但其变形抗力也大，需要较大的外力才能产生塑性变形。由此可见，变形抗 力是从力的角度反映塑性变形的难易程度。 1.4.2.2 成分与组织对金属塑性变形的影响 成分与组织对金属塑性变形的影响很大，下面以钢为例来说明。 1. 化学成分的影响 在碳钢中，Fe 和 C 是基本元素。在合金钢中，除了 Fe 和 C 以外，还包含有 Si、Mn、 Cr、Ni、W 等合金元素。此外，在各类钢中还含有一些杂质，如 P﹑S﹑N﹑H﹑O 等。 (1) 碳钢中 C 和杂质元素的影响 C 对碳钢的性能影响最大。C 能固溶于 Fe，形成铁素体和奥氏体固溶体，它们都具有 良好的塑性。当 C 的含量超过 Fe 的溶 C 能力时，多余的 C 便与 Fe 形成硬而脆的渗碳体， 从而使碳钢的塑性降低，变形抗力提高。含 C 量愈高，碳钢的塑性愈差。宜于拉深成形的 低碳钢一般含 C 量为 0.05%~0.15%。 杂质元素对钢的塑性变形一般都有不利影响，如 P 溶入铁素体后，使钢的强度﹑硬度 显著提高，塑性﹑韧性显著降低，在低温时，造成钢的冷脆性。又如 S 在钢中几乎不溶解， 而与铁形成脆性的硫化铁，使钢的塑性降低。热加工时，钢的热脆现象也是由 S 引起的。 因此，应对冷冲压材料的杂质含量加以控制。如对于深拉深冷轧薄钢板就应按国家标准 (GB 710)加以控制，S 的含量不超过 0.040%，P 的含量控制更严。 (2) 合金元素对钢的塑性变形的影响 合金元素加入钢中，不仅改变钢的使用性能，而且改变钢的塑性成形性能。主要表现 为：塑性降低，变形抗力提高。这是由于合金元素与钢中的 C 形成硬而脆的碳化物，使钢 的强度提高，塑性降低。另外，很多元素溶入固溶体(铁素体和奥氏体)中，致使 Fe 原子的 晶格发生不同程度的畸变，从而使钢的变形抗力提高，塑性降低。 表 1.4 列出了几种主要元素对 08 钢冲压性能的影响。 表 1.4 几种主要元素对 08 钢冲压性能的影响 元素 对冲压性能的影响 C 增加 Fe3C 的数量，提高钢板的抗拉强度和屈服强度，降低塑性，使冲压性能恶化，特别是当 Fe3C 出现于晶界时，对冲压性能的不利影响更大 Si 溶于铁素体中，强化作用很大，增加强度，降低塑性。含量愈低愈好，深拉深钢板不能用 Si 脱氧 Mn 直接影响不大，和 S 形成 MnS 夹杂物，其数量和形态对冲压性能有影响 P 显著地增加强度和脆性，并有偏析倾向，易于形成带状组织，对冲压性能不利 S 硫化物数量、形态和分布对冲压性能有很大影响，数量多、呈细长条状分布的硫化物对冲压 不利 Al 是镇静钢的最终脱氧剂，可与 N 形成氮化铝(AlN)，显著降低钢板的“应变时效”倾向，容易 得到“饼形”铁素体晶粒，改善冲压性能。钢中 Al 的最佳含量为 0.03%~0.05% 注：沸腾钢板平整后存放一段时间，拉伸曲线上会重新出现屈服伸长的现象称为应变时效