《金属工艺学(第2版)》教学讲义 第14章压力加工.pdfVIP

课题：压力加工基础知识金属的塑性变形

授课时数：2

教学目的、要求：

1.熟悉金属压力加工的实质、特和应用

2.掌握金属弼性变形的实质、塑性变形对金属组织和性能的影响

3.熟悉金属加热时变形组织的回复、再结晶

教学重、难：

重：金属塑性变形的实质、塑性变形对金属组织和性能的影响

难：金属加热时变形组织的回复、再结晶

教学过程：

（一）复习提问

1.特种铸造的特

2.金属型铸造、压力铸造、离心铸造、熔模铸造的方法、特和

用途

（二）导入新课、授新课

14.1概述

一、压力加工的实质

金属压力加工是指在外力作用下，坯料产生塑性变形，改变形状、尺寸，改善

性能，获得型材、棒材、板材、线材或锻压件等的加工方法。

二、压力加工的种类

主要包括轧制，挤压、拉拔、自由锻造、模锻和板料冲压等，如图14-2所示。

其中，轧制、挤压、拉拔主要用于生产型材、棒材、板材、线材，自由锻造、模锻

和板料冲压又统称为锻压，主要用于生产毛坯和零件。

三、压力加工的应用

1.在机械制造工业中，凡承受重载荷的中、小型机器零件，通常采用棒材等

原材料锻造毛坯，然后经切削加工成成品。

2.冶炼得到的金属铸锭，少部分用于锻造大型锻件外，大部分是由轧制、挤

压、拉丝等方法制成型材、板材、管材、线材等。如机器的主轴、连杆、重要的齿

轮、炮筒和枪管等。

3.板料冲压广泛应用于汽车、拖拉机制造、电器、仪表零件及日用工业品等

行业。

四、压力加工的特：

1.改善金属内部组织，提高力学性能

2.生产率较高

3.节省金属材料

14.2金属的塑性变形

一、金属的塑性变形的实质

金属塑性变形过程实质上是位错沿着滑移面的运动过程，大量位错运动的宏观

表现就是金属的塑性变形，位错运动的观认为，晶体缺陷阻碍位错运动，导致金

属的强化产生冷变形强化现象。

二、冷变形强化加（工硬化）

随着冷变形程度的增加，金属材料的所有强度和硬度指标都有所提高，但塑性、

韧性有所下降，这种现象称为冷变形强化或加工硬化。

1.冷变形强化实质

冷变形强化是由于塑性变形时，滑移面上产生了很多晶格位向混乱的微小碎晶

块，滑移面附近晶格也处于强烈的歪扭状态，产生了较大的应力，增加了继续滑移

的阻力所造成的。经冷变形的金属，其晶格畸变严重，晶粒被压扁或拉长，甚至被

破碎成许多小晶粒。此时金属的位错密度很高，变形阻力加大。

2.冷变形强化在生产的意义

可强化金属材料，特别是一些不能用热处理进行强化的金属，如纯金属、奥氏

体不锈钢、形变铝合金等，都可用冷轧、冷挤、冷拔或冷冲压等加工方法来提高其

强度和硬度。但是，冷变形强化会给金属进一步变形带来困难。所以常在变形工序

之间安排间退火，以消除冷变形强化，恢复金属塑性。

三、回复与再结晶

1.回复

当加热温度不高时,原子的扩散能力很低，冷变形金属的显微组织无显著变化,

只能消除一些晶格畸变，使内应力明显减小，强度、硬度略有下降，塑性、韧性有

所回升。这种变化过程称为回复。

2.再结晶

当加热温度较高时，原子的活动能力增大，冷变形金属的显微组织将发生明显

的变化。由破碎、拉长或压扁的晶粒将转变为新的均匀细小的等轴晶粒，从而消除

了加工硬化和内应力，力学性能得到恢复。这一过程称为再结晶。

再结晶是在一定的温度范围内进行的，开始产生再结晶现象的最低温度，通常

称为再结晶温度。

再结晶过程完成后，若继续升高加热温度，或保温时间过长，则会发生晶粒长

大现象，使晶粒变粗、力学性能变坏，故应正确掌握再结晶退火的加热温度和保温

时间。

3.冷变形和