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材料成形原理Principle of Materials? Forming 第十三章 金属塑性成形的物理 基础 第一节 概述 扎制视频 拉拔动画 正挤压动画 一、金属的晶体结构和组织 二、金属冷态下的塑性变形机理 三、合金的塑性变形 四、冷塑性变形对金属组织和性能的影响 （一）对组织结构的影响 1．晶粒形状发生改变 2．晶粒位向发生改变 （二）对金属性能的影响 塑性变形改变了金属内部的组织结构，因而改变了金属的力学性能。随着变形程度的增加，金属的强度、硬度增加，而塑性和韧性相应下降。 加工硬化既是金属塑性变形的特征，也是强化金属的重要手段。 金属在再结晶温度以上的变形，称为热塑性变形。热锻、热轧、热挤压工艺是常用的热塑性变形加工方法。 一、热塑性变形时金属的软化过程 热塑性变形时金属的软化过程比较复杂，它与变形温度、应变速率、变形程度和金属本身的性质有关，主要有静态回复、静态再结晶、动态回复、动态再结晶和亚动态再结晶等。 二、热塑性变形机理 金属热塑性变形机理主要有以下几种：晶内滑移，晶内孪生，晶界滑移，扩散蠕变。其中，晶内滑移是最主要的行为方式。孪生多发生在高温高速变形；晶界滑移和扩散蠕变只发生在高温变形的时候。 三、双相合金热塑性变形的特点 四、热塑性变形对金属组织和性能的影响 热塑性变形对金属的组织和性能的影响主要表现在 以下几点： 1．改善晶粒组织 2．锻合内部缺陷 3．形成纤维状组织 4．改善碳化物和夹杂物分布 5．改善偏析 第四节 塑性和变形抗力的影响因素 三、对变形抗力的影响因素 与对塑性的影响一样，对变形抗力的影响因素也很多，下面讨论几个主要的影响因素。 1．化学成分的影响 2．组织结构的影响 3．变形温度的影响 4．变形程度的影响 5．变形速度的影响 6．应力状态的影响 * * 塑性定义：塑性是指金属材料在外力作用下发生变形而不破坏其完整性的能力 金属塑性成形的特点： 1.生产效率高，适用于大批量生产 2.改善了金属的组织和结构 3.材料利用率高 4. 尺寸精度高 塑性成型工艺的分类：锻造、轧制、拉拔、挤压等(动画见后面PPT) 塑性加工按照温度分为冷加工和热加工 第二节 金属在冷态下的塑性变形 第三节 金属的热塑性变形 一、塑性指标和变形抗力 为了衡量金属塑性的高低，需要有一种可以量化的指标，称为塑性指 标。金属在发生塑性变形时，产生抵抗变形的能力，称为变形抗力 二、对塑性的影响因素 对金属塑性的影响因素是多方面的，主要有化学成分和合金元素成分、组织状态、变形温度、应变速率、应力状态等，下面作简要的介绍。 （一）化学成分和合金成分对金属塑性的影响 （二）组织状态对金属塑性的影响 （三）变形温度对金属塑性的影响 （四）应变速率对塑性的影响 （五）应力状态对塑性的影响 第五节 金属的超塑性 在一些特定条件下，如一定的化学成分、特定的显微组织、特定的变形温度和应变速率等，金属会表现出异乎寻常的高塑性状态，即所谓超常的塑性变形行为，具有均匀变形能力，其伸长率可以达到百分之几百、甚至几千，这就是超塑性。 一、超塑性变形的特点 与一般的变形情况相比，超塑性效应表现为以下几个特点：大伸长率、无缩颈、低流动应力、对应变速率的敏感性、易成形。 二、超塑性变形的类型 根据超塑性变形的特点，超塑性可分为细晶超塑性和相变超塑性两大类。 三、超塑性变形时组织的变化和对力学性能的影响