大学物理第二章分析.ppt

（2）确定坯料重量和尺寸 质量计算： 式中：G坯料——坯料质量； G锻件——锻件质量； G烧损——加热时坯料表面氧化而烧损的质量。（第一次加热时取被加热金属的2%～3%，以后各次加热取1.5%～2%；） G料头——在锻造过程中冲掉或切掉的金属的质量。如冲孔时坯料中部的料芯，修切端部产生的料头等。 （3）选择锻造工序 根据工序特点和锻件形状进行选择。 盘类件：镦粗(或拔长及镦粗)、冲孔； 轴类锻件：拔长(或镦粗及拔长)、切肩和锻台阶； 筒类锻件：镦粗(或拔长及镦粗)、冲孔、在心轴上拔长； 环类锻件：镦粗(或拔长及镦粗)、冲孔、在心轴上扩孔； 曲轴类锻件：拔长(或镦粗及拔长)、错移、锻台阶、扭转； 弯曲类锻件：拔长、弯曲等。 复杂形状的锻件：各种工序的组合。 * * 第二章 金属的塑性成形 基本要求：了解金属塑性成形工艺基础和常用塑性 成形工艺。 重点难点：模膛锻造成形工艺和薄板冲压成形工 艺，包括各种成形模具结构、基本工序 和典型零件的工艺制订。 2.1 金属塑性成形的工艺基础 一、概述 定义：利用锻压设备并借助加工模具对坯料施加外力使其产生塑性变形，从而改变坯料的尺寸和形状，并改善其内部组织和力学性能，获得所需毛坯或零件的成形加工方法。常见的塑性成形方法有：锻造、冲压、挤压、轧制、拉拔等。 优点： （1）组织与性能优于铸件和切削加工件。 （2）材料利用率和经济效益高。 （3）效率高、成本低。 二、金属塑性变形理论基础 1、变形种类 ①弹性变形：材料在外力作用下会产生变形；当外力消失后，所产生的应力和变形也消失的变形，称为弹性变形。 ②塑性变形：当外载荷在材料内部所产生的内应力超过了材料的屈服强度以后，即使去掉外载荷，变形也不能完全消失的变形称为塑性变形。 注意：塑性变形发生时一定伴随有弹性变形的存在。当外力去除后，弹性变形必将消失，即发生“弹复”现象。弹复对某些压力加工件（如弯曲件）的加工质量有很大影响，必须采取适当的工艺措施以保证产品质量。 2、金属塑性变形的实质 1)单晶体塑性变形 在金属塑性变形过程中，金属的晶粒内部产生了滑移和孪生，晶粒间也产生了滑移并转动。 ①单晶体受正应力拉伸 ②单晶体的刚性滑移 ③孪生变形 ④位错运动 2)? 多晶体塑变 多晶体是由许多晶格位向不同的晶粒所组成的，其塑性变形可视为各个单晶体塑性变形的综合效应。 三、塑性变形对金属组织和性能的影响 1、冷塑性变形对金属组织与性能的影响 冷变形：金属在再结晶温度以下进行的塑性变形。 1）冷塑性变形对金属组织的影响 金属在外力作用下进行塑性变形时，金属内部的晶粒也由原来的等轴晶粒变为沿加工方向拉长的晶粒，当变形度增加时，晶粒被显著拉长成纤维状，这种组织称为冷加工纤维组织。平行于纤维组织方向上强度、塑性和韧性就相应提高，而垂直于纤维方向上塑性和韧性则降低。 (1)加工硬化：金属材料经冷塑性变形后，随变形度的增加，其强度、硬度提高，塑性和韧性下降的现象。 加工硬化对金属组织性能的影响： ①压力加工中，加工硬化增大了材料继续变形的阻力。 ②通过加工硬化可以提高金属强度、硬度和耐磨性。 ③加工硬化是一种不稳定的现象，具有自发地回复到稳定状态的倾向。 2）冷塑性变形对金属性能的影响 (2)晶粒择优取向，形成变形织构 ，使金属具有各向异性。 随着变形程度的增加，各晶粒的晶格位向会沿变形方向发生转动，当变形量很大时，金属中每个晶粒位向大体趋于一致，此种现象称为择优取向，所形成的结构称为变形织构。织构现象使金属呈现各向异性，这对金属材料的加工和使用性能带来不利影响。例如织构板材冷冲筒形制品时，由于不同方向上的性能差异，变形不一致，冲出的产品壁厚不均匀，边缘不整齐，形成所谓制耳。 ③残余内应力：是指去除外力后，残留在金属内部的应力，它主要是由于金属在外力作用下变形不均匀而造成的，内应力是一种弹性应力，在整个工件中，它处于一种暂时平衡状态，在压应力附近必有一拉应力与之相平衡。 2、冷变形后金属再加热时组织与性能变化 1)回复 随着温度的升高，已产生加工硬化的金属其晶格的扭曲程度减小，内应力降低，但金属组织还没有显著变化的现象。 T回=（0.25～0.3）T熔 2)再结晶 随着温度的进一步升高，已发生回复的金属开始以某些碎晶或杂质为核心形成新的晶粒，从而消除了加工硬化的现象。 T再=0.4T熔 1）热变形：指金属在再结晶温度以上进行的塑性变形。金属在热变形过程中，同