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塑性变形对金属组织和性能的影响 加工硬化 回复T回=（0.25~0.3）T熔 再结晶T再=0.4T熔  锻造 锻造方法一、自由锻1、基本工序、辅助工序、精整工序2、锻件分类及基本工序方案 自由锻件的结构工艺性 自由锻件上不应设计 出加强筋、凸台、工字形截面 截面变化大的锻件， 采用组合连接 * 3.金属塑性加工 金属塑性成型的基本生产方法 轧制示意图 挤压示意图 金属塑性成型：由利用金属在外力作用下所产生的塑性变形，来获得具有一定形状、尺寸和机械性能的原材料、毛坯或零件的生产方法，也称为压力加工。 概述 锻压生产方式示意图 金属的塑性变形 塑性变形的实质 单晶体滑移变形 位错运动引起塑性变形 多 晶 体 塑 性 变 形 常温下塑性变形对低碳钢力学性能的影响 冷变形??? 变形温度低于再结晶温度时，变形后的金属具有加工硬化组织，这种变形称为冷变形。 热变形??? 变形温度在再结晶温度以上时，变形产生的加工硬化被随即发生的再结晶所抵消，变形后金属具有再结晶的等轴晶粒组织，而无任何加工硬化痕迹，这种变形称为热变形。 冷变形及热变形 ??? 在压力加工过程中，常用锻造比(Y锻)来表示变形度。锻造比的计算公式与变形方式有关。 拔长时的锻造比为:Y拔＝F0/F, 镦粗时的锻造比为:Y镦＝H0/H.??? 根据锻造比即可得出坯料的尺寸。 变形程度的计算 1、将铸锭加热进行压力加工后，由于金属经过塑性变形及再结晶，从而改变了粗大的铸造组织，获得细化的再结晶组织。 2、同时还可以将铸锭中的气孔、缩松等结合在一起，使金属更加致密，其机械性能会有很大提高。 3、此外，铸锭在压力加工中产生塑性变形时，基体金属的晶粒形状和沿晶界分布的杂质形状都发生了变形，它们将沿着变形方向被拉长，呈纤维形状。这种结构叫纤维组织。 ??使纤维分布与零件的轮廓相符合而不被切断； 使零件所受的最大拉应力与纤维方向一致，最大切应力与纤维方向垂直。 4、具有纤维组织的金属，各个方向上的机械性能不相同。顺纤维方向的机械性能比横纤维方向的好。金属的变形程度越大，纤维组织就越明显，机械性能的方向性也就越显著。 当采用棒料直接经切削加工制造螺钉时，螺钉头部与杆部的纤维被切断，不能连贯起来，受力时产生的切应力顺着纤维方向，故螺钉的承载能力较弱(如图示 )。 当采用同样棒料经局部镦粗方法制造螺钉时(如图示)，纤维不被切断且连贯性好，纤维方向也较为有利，故螺钉质量较好。 实例： 金属的可锻性 可锻性——常用金属材料在经受压力加工产生塑性变形的工艺性能来表示。可锻性的优劣是以金属的塑性和变形抗力来综合评定的。 塑性是指金属材料在外力作用下产生永久变形，而不破坏其完整性的能力。 变形抗力是指金属对变形的抵抗力。 金属的可锻性取决于材料的性质和加工条件。 材料性质的影响 化学成分的影响 纯金属的可锻性比合金的可锻性好。 钢中合金元素含量越多，合金成分越复杂，其塑性越差，变形抗力越大。 例如纯铁、低碳钢和高合金钢，它们的可锻性是依次下降的。 金属组织的影响 纯金属及固溶体(如奥氏体)的可锻性好。而碳化物(如渗碳体)的可锻性差。 铸态柱状组织和粗晶粒结构不如晶粒细小而又均匀的组织的可锻性好 加工条件的影响 在一定的变形温度范围内，随着温度升高，原子动能升高，从而塑性提高，变形抗力减小，有效改善了可锻性。 若加热温度过高，晶粒急剧长大，金属力学性能降低，这种现象称为“过热”。若加热温度更高接近熔点，晶界氧化破坏了晶粒间的结合，使金属失去塑性，坯料报废，这一现象称为“过烧”。 金属锻造加热时允许的最高温度称为始锻温度。 不能再锻，否则引起加工硬化甚至开裂，此时停止锻造的温度称终锻温度。 变形温度的影响 应变速率的影响 一方面由于变形速度的增大，回复和再结晶不能及时克服加工硬化现象，金属则表现出塑性下降、变形抗力增大，可锻性变坏。 另一方面，金属在变形过程中，消耗于塑性变形的能量有一部分转化为热能，使金属温度升高(称为热效应现象)。变形速度越大，热效应现象越明显，使金属的塑性提高、变形抗力下降(图中a点以后)，可锻性变好。 应力状态的影响 挤压时为三向受压状态。 拉拔时为两向受压一向受拉的状态。 压应力的数量愈多，则其塑性愈好，变形抗力增大；拉应力的数量愈多，则其塑性愈差。 终锻模