2010秋-金属材料加工学-第3讲.pptVIP

复习 作业 一板材标距20mm试样，板厚2mm，试样宽度5mm，试样拉伸到28mm，若板材的r值为0.7，问拉伸后板的厚度和宽度各变为多少？ （提示：利用体积不变原理） 金属在再结晶温度以下的变形称为冷变形 晶粒沿变形方向被拉长，随变形量增大，呈纤维状，材料性能具有明显方向性 位错密度增加，其他晶体缺陷增加，晶粒破碎—材料强度和硬度增加，塑性下降（加工硬化） 晶粒择优取向，形成一定的织构—材料性能呈各向异性 残余内应力 回复 在较低温度加热（例如对纯金属，T回=[0.25～0.30]Tm），通过点缺陷和位错的迁移，消除晶粒的晶格扭曲，显著降低金属中的内应力，同时又保留高的强度和硬度。 再结晶 在较高的温度加热时，原子扩散能力强，在缺陷处形成新结晶核心，并逐渐形成新的等轴晶粒，取代变形后破碎、被拉长的晶粒，形成等轴的再结晶晶粒形态。开始产生再结晶现象的最低温度称为再结晶温度（例如对于纯金属T再=04Tm），再结晶对于改变金属的组织及性能具有重要意义，它能消除材料冷变形强化，恢复良好的塑性，为随后的进一步加工变形创造有利条件。往往金属塑性加工多个道次之间需要再结晶加热。 热变形指再结晶温度以上的塑性变形，变形强化与再结晶同时发生（这一再结晶过程称为动态再结晶） 金属致密度提高 组织细化，力学性能改善 出现变形流线 什么是锻造 加压设备与工（模）具作用下，通过金属体积的转移和分配获得机器零件或毛坯的塑性成形方法 锻造的分类 主要包括自由锻和模锻 自由锻是利用冲击力或压力，使金属在上、下砧铁之间产生塑性变形，从而获得所需形状、尺寸及内部质量锻件的一种工艺方法 特点 工具简单 周期短 适应性强 两平砧之间圆柱型坯料在镦粗中变形分布 I区—难变形区 Ⅱ区—小变形区 Ⅲ区—大变形区 鼓型锻件表面纵向裂纹的产生 切向拉应力作用下，原始组织缺陷开裂 冶炼后浇注的铸锭组织不均匀，尤其是大型铸锭中存在严重的宏观偏析和缺陷（例如空洞） 铸锭组织不均匀的原因 原始金属液成分不均匀 金属液中杂质 凝固先后晶粒形态不同 凝固先后成分不均匀 冷却中收缩或相变体积变化形成的空洞等 材料中的气体 自由锻以及与其结合的热处理是改造大型铸锭组织性能的重要手段，同时，为达到规定的锻造比和合格的锻件内部质量，常需要反复镦拔 自由锻可以打碎枝晶，还可以使空洞闭合 如何使大型铸锭的心部锻透，需要工艺和设备的保证。例如砧的形状、尺寸、压下量等 圆 柱 形 锻 件 圆柱形锻件工序 制造环件坯工序 制造环件坯工序 马架锻环件 * * 金属板成形的主要方式有哪些? 弯曲变形的重要特征是什么? 拉深成形过程中有哪几个区域? r值的定义是什么?如何计算。 （注意：真应变的定义是： 金属材料加工学基础 第三讲 金属的体积成形 （一） 1. 金属变形后的组织与性能 1.1 冷变形后金属的组织与性能 1.2 冷变形后在加热中金属的组织及性能变化 1.3 热变形后金属的组织及性能 2. 自由锻造 2.1 锻造的基本概念 锻件 设备 锻造 模锻 自由锻 冲孔 拔长 镦粗 错移 温锻 热锻 冷锻 温度 模具 开式模锻 闭式模锻 普通模锻 精密模锻 锤上模锻 压力机模锻 2.2 自由锻简介 2.3 自由锻基本工序及变形特点 2.3.1 镦粗 使锻件长 度减小，截面增大 适用于块类、盘套类锻件的生产 高径比不同的坯料镦粗中的变形情况 2.3.2 拔长—使锻件长度增加，截面减小 矩形截面坯料拔长时金属的流动特点 2.3.3 自由锻改善材料组织性能的重要范例 ——铸锭开坯（镦粗—拔长的结合应用） 从熔融合金L冷却中逐渐析出α时成分不均匀的示意图 大型铸锭宏观偏析 2.3.4 锻造过程流线的形成和控制 合理和不合理的锻造组织 2.3.5 自由锻的其他方式 2.3.5.1 错移 使坯料的一部分相对于另一部分平移错开，但仍保持轴心平行的工序 2.3.5.2 冲孔 在坯料上冲出通孔或盲孔的工序。对于圆环类锻件，冲孔之后还应进行扩孔工序 2.3.5.3 马架扩孔 2.3.5.4 芯轴拔长 3. 自由锻工艺规程 绘制锻件图 根据零件图绘制的锻件图是制定锻造工艺和检验的 依据。主要考虑敷料、加工余量和锻件公差 敷料：难以用自由锻锻出，添加金属以简化锻件形状， 在随后采用切削加工除去 加工余量：与零件形状、尺寸等有关 锻件公差：锻件名义尺寸的允许浮动量 零 件 敷 料 加 工 余 量 锻件公差 零件 计算坯料质量和尺寸 质量：m坯料=m锻件+m烧损+m料头 坯料的计算直径：V坯料=m坯料/