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材料成型基础第二篇 金属的塑性成型.ppt
文档介绍:
《材料成型基础》
《材料成型基础》 第二篇金属的塑性成型
机电学院材控教研室
刘好
1、何为锻压?
锻压是对坯料施加外力,使其产生塑性变形、改变尺寸、形状及改善性能,用以制造机械零件、工件或毛坯的成形加工方法。它是锻造与冲压的总称,属于压力加工的范畴。
6 金属塑性成型的工艺理论基础 概述
2、锻压特点:
塑性变形是压力加工的基础,凡具有一定塑性的金属如钢及大多数有色金属,均可进行压力加工。 与铸造相比,压力加工的优点是:金属铸锭经塑性变形后,铸造组织的内部缺陷如气孔、缩孔、微裂纹等得到焊合,再结晶后可细化晶粒,金属的各种力学性能得到提高。冲压件又具有重量轻、精度高、刚性好等优点。但由于锻压件是在固态成形,金属的流动受到限制。因此,对于形状复杂、尤其是内腔形状复杂的零件,从制造工艺上锻件远不及铸件容易实现。另外,锻件的成本比铸件高,材料利用率等方面也不如铸件。然而,从锻件力学性能的提高,锻造流线更加与受力条件相适应,在同样受力条件下,零件的几何尺寸可以缩小的角度看,又可以大大降低原材料的使用量,延长零件的使用寿命,节约金属。
3、锻压的历史、现状与发展
锻压技术的发展历史
锻压与汽车生产的关系
模锻与自由锻的国内外生产技术现状
一、金属的塑性变形的物理基础 金属塑性变形的实质,对于单晶体是由于金属原子某晶面两侧受切应力作用产生相对滑移,或晶体的部分晶格相对于某晶面沿一定方向发生切变,即滑移理论和孪生理论。 1、单晶体的塑性变形
拉伸(图2-1)——弹性变形(图2-2)——塑性变形(图2-3)——滑移(图2-4)——孪生(图2-5) (注严绍华《热加工工艺基础》图)
2、多晶体的塑性变形(图6-2)
晶界的影响,杂质的影响。
晶内变形,晶间变形。
晶粒大小的影响
3、位错运动(图6-3)
6.1 金属塑性变形实质
二、塑性变形的力学基础
1、塑性变形的屈服准则
(1)曲雷斯加屈服准则
τmax =(σ1- σ2)/2
(2)密西斯屈服准则
2、塑性变形的应力应变关系
(图6-4)
弹性变形阶段
塑性变形阶段
3、塑性变形体积不变条件
一、冷塑性变形对金属组织与性能的影响
1、冷变形强化(加工硬化)
金属在冷变形时,随变形程度的增加,强度、硬度提高而塑性韧性下降的现象。
2、回复与再结晶
回复:T回=(0.25~0.3)T熔,内应力消除,组织基本不变。
再结晶:T再=0.4T熔,组织、性能恢复到变形前的水平。
6.2塑性变形后的金属组织和性能
从金属学的观点划分冷热锻压加工(冷、热变形)的界限为再结晶温度。 (1)热锻在金属再结晶温度以上进行的锻造工艺称为热锻。在变形过程中冷变形强化和再结晶同时存在,属于动态再结晶。 (2)冷锻在室温下进行的锻造工艺称为冷锻。冷锻可以避免金属加热出现的缺陷,获得较高的精度和表面质量,并能提高工件的强度和硬度。但冷锻变形抗力大,需用较大吨位的设备,多次变形时需增加再结晶退火和其它辅助工序。目前冷锻主要局限于低碳钢、有色金属及其合金的薄件及小件加工。 (3)温锻在高于室温和低于再结晶温度范围内进行的锻造工艺称为温锻。与热锻相比,坯料氧化脱碳少,有利于提高工件的精度和表面质量;与冷锻相比,变形抗力减小、塑性增加,一般不需要预先退火、表面处理和工序间退火。温锻适用于变形抗力大、冷变形强化敏感的高碳钢、中高合金钢、轴承钢、不锈钢等。 (4)等温锻在锻造全过程中,温度保持恒定不变的锻造方法称为等温锻。
二、热变形对金属组织与性能的影响
6.3锻造流线和锻造比
一、纤维组织
锻造时,金属的脆性杂质被打碎,顺着金属主要伸长方向呈碎粒状或链状分布;塑性杂质随着金属变形沿主要伸长方向呈带状分布,这样热锻后的金属组织就具有一定的方向性,通常称为锻造流线,又叫纤维组织。使力学性能具有方向性。 二、锻造比
锻造比是锻造时变形程度的一种表示方法。通常用变形前后的截面比、长度比或高度比来表示。 内容来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.
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