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第3章 金属塑性加工的宏观规律 §3.1 塑性流动规律（最小阻力定律） §3.2 影响金属塑性流动和变形的因素 §3.3 不均匀变形、附加应力和残余应力 §3.4 金属塑性加工诸方法的应力与变形特点 §3.5 塑性加工过程的断裂与可加工性 本章重点 不均匀变形的基本概念 变形不均匀的原因及对塑性加工的影响 消除残余应力的措施 断裂的基本类型 生产实际中的断裂分析 §3.1 塑性流动规律（最小阻力定律） 概念：最小阻力定律 最小周边法则 实际应用分析 最小阻力定律 变形过程中，物体各质点将向着阻力最小的方向移动。即做最少的功，走最短的路。 §3. 2 影响金属塑性流动和变形的因素 3. 2. 1 摩擦的影响 3. 2. 2 变形区的几何因素的影响 3. 2. 3 工具的形状和坯料形状的影响 3. 2. 4 外端的影响 3. 2. 5 变形温度的影响 3. 2. 6 金属性质不均的影响 外端的概念 变形体的外端是指在变形过程中某一瞬间不直接承受工具的作用而处于变形区以外的部分，称为外端或刚端。 3.3.1 均匀变形与不均匀变形 均匀变形与不均匀变形的概念 均匀变形：变形区某体积内金属各质点的变形状态相同，就称为均匀变形，否则就叫不均匀变形。 均匀变形的特点： 1。平面与直线 2。圆与球体 3。相似单元体 均匀变形必需满足的条件 变形体物理性质均匀且各向同性 各点物理状态完全相同（温度、抗力、硬化情况等） 各点的绝对变形量和相对变形量相同 变形完全没有外端的作用 接触表面没外縻擦或縻擦阻力。 不均匀变形的典型现象 高向单鼓形或双鼓形 接触表出现粘着区、滑动区、侧翻区 变形体整个体积可分为难变形区、易变形区、自由变形区。 3.3.2 研究变形分布的方法 3.3.3 基本应力与附加应力 基本应力与附加应力的概念 基本应力：由外力作用所引起的应力叫基本应力。表示这种应力分布的图形叫基本应力图。 附加应力：在物体中，由于各部分的变形不均匀受到物体的整体性限制而引起的相互平衡的应力。 工作应力图是处于应力状态的物体在变形时用各种方法测出来的应力图。均匀变形时基本应力图与工作应力图相同。而变形不均匀时，工作应力等于基本应力与附加应力的代数和。 附加应力的种类 第一类附加应力（宏观附加应力） 存在于物体的局部之间 第二类附加应力（微观附加应力） 存在于物体内的晶粒之间 第三类附加应力（微观附加应力） 存在于滑移面或滑移带之间 附加应力对塑性变形 产生的不良后果： （1）引起变形体的应力状态发生变化，使应力分布更不均匀。 （2）造成物体的破坏。 （3）使材料变形抗力提高和塑性降低 （4）使产品质量降低。 （5）使生产操作复杂化。 （6）形成残余应力。 3.3.4 残余应力 残余应力的来源 残余应力的分类： 第一类残余应力（宏观应力） 第二类残余应力（显微应力） 第三类残余应力（超显微应力） 残余应力的来源： 不均匀变形 相变 热处理 铸造 电镀 机加工等 变形条件对残余应力的影响 变形温度的影响 变形速度的影响 变形程度的影响 残余应力所引起的后果 引起物体尺寸和形状的变化 使零件的使用寿命缩短 降低了金属的塑性加工性能 降低金属的耐蚀性及冲击韧性和疲劳强度 减小或消除残余应力的措施 热处理方法 机械处理法 零件彼此碰撞 喷丸法 表面压平 表面拉制 在模子中表面校形或精压 研究残余应力的主要方法  机械法 化学法 X射线法 X射线法 在X射线法中可包括有劳埃法和德拜法。在劳埃法中可根据干扰斑点形状的变化来定性地确定残余应力。图3-34示出，当无残余应力存在时，各干扰斑点呈点状分布。有残余应力时，各干扰斑点伸长，呈“星芒”状。用德拜法可以定量地测出所存在的残余应力。第一种残余应力可根据德拜图上衍射线条位置的变化来确定。第二种和第三种残余应力可根据衍射线条的宽度变化和强度的变化来确定。 §3. 4 金属塑性加工诸方法的应力与变形特点 3.4.1 金属在平锤间镦粗时的应力及变形特点 3.4.2 平辊轧制时金属的应力及变形特点 3.4.3 棒材挤压时的应力及变形特点 3.4.4 棒材拉伸时的应力及变形特点 3.4.2 平辊轧制时金属的应力及变形特点 一．基本应力特点 二．变形区内金属质点流动特点 1．金属质点纵向流动特点 前滑：在变形区内，金属质点的向前流动速度大于轧辊表面线速度的现象叫前滑。