金属的热性能等课件.ppt

④应力状态 拉应力个数越多，数值越大，金属塑性越差； 压应力个数越多，数值越大，金属塑性越好。 原因： a. 拉应力促进晶间变形，加速晶间破坏，而压 应力阻碍晶间变形； b. 压应力能有利消除由塑性变形引起的各种破 坏（微裂纹），而拉应力能促进各种破坏。 (四) 变形抗力 1. 基本概念 变形抗力——在塑性加工过程中，金属抵抗塑性 变形的能力称。 在实际生产条件下，实际测得的变形抗力值 包括金属真实抵抗变形的抗力和附加抗力两部分, 即： σ =σ +q F S 真实变形抗力 (工作应力) 附加抗力值 (外部因素即加工类型、工具与变形物体表面及其形状) 材料在线应力状态下产生屈服强度时的变形抗力 2. 影响金属变形抗力的因素 ①影响金属变形抗力的内因 a. 化学成分 金属不同，变形抗力也不同。铜大于铝。 同一金属，纯度 ↑ 含杂质量↓ 变形抗力↓ b. 组织结构 晶粒越小，变形抗力↑ 晶粒越细，单位体积晶界区↑晶界面积↑ 晶粒受晶界的影响↑ 晶粒表面晶格歪扭加剧 难变形区↑ 滑移↓ 晶界变形困难↑ ②影响金属变形抗力的外因 a. 变形温度 一般来说随变形温度升高，金属的变形抗力下降。 原因： 温度↑ 金属原子的动能↑ 使临界剪切应力↓ 滑移↑ 使一些晶格的畸变和歪扭减轻或消失 使变形抗力↓ 但随温度↑ 有些金属变形抗力也可能出现波动， 可能是金属发生了物理、化学或晶相变化。 2. 弹性变形特点 ①具有可逆性，即外力去除后，变形完全消失; ②弹性变形量小，一般不超过1%； ③应力和应变成线性关系。 即虎克定律： EB=F 试中： F——金属变形时所受到的外力(应力) B——变形(应变) E——弹性模量(弹性系数) a d a=d 引力=斥力 变形前 变形后 a′ d′ 拉力内力 a′ d′ P P a′ d′ 引力=斥力 a′ d′ 去除外力后变形 (一)金属的塑性变形 塑性变形——当金属受到外力作用发生变形, 去除外 力后，不能立即恢复原状的变形称。 塑性——金属发生塑性变形而未引起破裂的性能称。 三、塑性 1. 塑性变形的特点 ①金属在外力作用下，金属晶体中各层原子(正离子)发生相对位移(滑移)； ②位移前后，原子(正离子) 与自由电子仍保持着金属键的结合力； ③金属发生变形(永久变形)后不受到破坏。 a d 变形前 变形后 a′ d′ P P a′ d′ 去除外力后变形 2. 塑性变形的力学基础 ①外力 在金属材料的压力加工过程中，如忽略被加 工金属物体的重量和惯性力, 则金属物体所受外 力作用有三种： 第一种力称 作用力——一般是由运动机械的作用而产生的。 例如：拉线机中拉线轮的旋转 拉制力(作用力)——是靠线材与拉线轮间的滑动 摩擦力产生的 线的运动方向 拉线轮的运动方向产生的力 滑动式拉线机简单示意图 拉线模 第二种力称 反作用力——这是由于工具阻碍金属向某个方 向运动而产生的力。 滑动式拉线机简单示意图 反拉力(反作用力) 拉线模 反作用方向产生的反作用力 第三种力称 摩擦力——在任何压力加工中，变形金属和工 具之间都存在着摩擦而产生的力称。 金属受到外力作用示意图 摩擦力 拉制力 ②内力——在外力作用下，当物体的内部的原子 被迫离开平衡位置时物体内各原子之 间就会产生相互作用力称。 a d a=d 引力=斥力 变形前 变形后 a′ d′ 拉力内力 a′ d′ P P a′ d′ 引力=斥力 a′ d′ 去除外力后变形 外力示意图 当某一物体受外力F1、F2 ……作用,处于平衡状态时，即： 外力 = 内力 外力(F)——是F1、F2 、F3、F4、F5、F6、F7的合力 σ σ 2 σ 1 N(法线方向的分力) A(平面) T