金属塑性加工篇-1.ppt

* 第三篇 金属塑性加工 金属塑性加工是指利用金属的塑性，使其改变形状、尺寸和性能，获得型材、棒材、板材、线材或锻压件的加工方法 锻造 冲压 挤压 轧制 拉拔 金属的塑性变形 第一章 冲压 第三章 锻造 第二章 §1-1 金属塑性变形的实质 晶体沿一定晶面滑移该面叫滑移面 线缺陷 晶体在晶面上的滑移是通过位错的不断运动来实现的 多晶体的塑性变形可以看作是单个晶粒的位错及晶粒之间的滑动和转动的综合结果。 晶界与相邻晶粒对滑移起阻碍作用，晶粒愈细愈多，材料对塑性变形的抗力越大，而且晶粒间变形均匀，减少应力集中，减缓裂纹形成，塑性和韧性提高。 金属在发生塑性变形时，是从弹性向塑性转变的过程，其中一定存在“残余”的弹性变形，当外力去除后，弹性变形将恢复，即“弹复”现象。 弹复现象的存在，对金属的压力加工精度产生很大的影响。如：产生尺寸误差。 §1-2 塑性变形对金属组织 和性能的影响 金属在常温下发生塑性变形，内部组织发生三种变化： 晶粒沿最大变形的方向伸长 晶粒间产生碎晶 晶格与晶粒均发生扭曲，产生内应力 内部组织变化导致力学性能发生明显变化！ 1.加工硬化与再结晶 1）晶粒间产生碎晶，晶格的扭曲，会增大滑移阻力，材料强度和硬度增加，塑性和韧性有所下降，这种现象称为加工硬化或冷变形强化 2）优点：提高材料强度，对于不能用热处理强化的金属很有用 缺点：抗变形力增加对进一步加工不利 加热至回复温度，可部分消除加工硬化 再结晶，可完全消除加工硬化 3）加工硬化不稳定，可以消除 加工硬化的金属，会随着温度的升高而大大消除残余应力，称为“回复”。回复不改变晶粒形状。 当温度升高到某一临界温度时，硬化组织会全部消失，这一现象称为“再结晶”。 T回 =（0.25---0.3）T熔 T再 =0.4T熔 4）金属的冷变形和热变形： 在T＜ T再时进行加工而产生的变形叫冷变形 在T＞ T再时进行加工而产生的变形叫热变形 2.纤维组织 金属在变形过程中，晶粒沿变形方向被拉长后所呈现的纤维状组织。其使金属性能具有方向性，即平行于纤维方向的强度、塑性和韧性高于垂直纤维方向的相应性能。 纤维状组织很稳定，不能用热处理的方法消除！！ 但可用压力加工方法改变其方向！ 正确利用纤维组织：在设计和制造零件时，应使零件在工作中产生的最大正应力方向与纤维方向重合，最大切应力方向与纤维方向垂直，并使纤维分布与零件轮廓相符，尽量不切断纤维组织。 §1-3 金属的可锻性 可锻性----材料在锻造过程中经受塑性变形而不开裂的能力。通常用金属的塑性和变形抗力来综合衡量。 金属的可锻性取决于金属的本质和加工条件 一、金属的本质 化学成分的影响：纯金属可锻性最好，碳钢中碳含量越低，可锻性越好 金属组织的影响：组织结构不同导致可锻性差别大。纯金属及固溶体可锻性好；碳化物可锻性差；细晶粒可锻性好 二、加工条件 1.变形温度的影响：提高金属变形时的温度是改善可锻性的有效措施。用始锻温度和终锻温度来控制，始锻温度过高会产生过热和过烧缺陷，终锻温度过低导致金属塑性差，变形抗力大，可能出现加工硬化，容易出现裂纹。 过热---加热温度超过一定温度时，晶粒急剧长大的现象。过热后的金属晶粒粗大，塑性大为降低。 过烧---若温度继续升高，则晶界上低熔点杂质开始熔化，晶界发生剧烈氧化，破坏晶粒之间的联系，使金属失去塑性，在压力作用下破碎的现象。