4塑性成型原理2014(第六节塑性影响因素-外部因素)解析.ppt

上节主要内容回顾 （1）什么是塑性？ （2）塑性与柔软性的区别是什么？ （3）影响塑性的内部因素？ （4）冷脆、红脆、氢脆？ 学习 “出生新西兰、J.J.汤姆逊研究生、卡文迪许实验室主任、英国皇家学会会长、在剑桥逝世，与牛顿和法拉第并排安葬，享年66岁” 培养诺贝尔奖：索迪、阿斯顿、玻尔、威尔逊…等等12人 一位杰出科学家不一定是一位伟人，而一位伟大的导师则必须是伟人 被誉为“从来没有树立过一个敌人，也从来没有失去一位朋友”的人 欧内斯特·卢瑟福 a粒子散射实验 发现并命名质子 人工核反应 第二章 金属塑性变形的物理基础 思考 2.4 影响金属塑性和变形抗力的因素 影响金属塑性的外部因素 提高金属塑性的主要途径 静水压力对金属塑性的影响。 影响塑性的内部因素 影响金属塑性的外部因素 提高金属塑性的主要途径 影响金属塑性和变形抗力的因素 影响金属塑性的外部因素 1．变形温度 碳钢的塑性随温度变化图 影响金属塑性的外部因素 Ⅰ区（超低温度区）---原子热振动能力、晶界脆化物脆化 Ⅱ区（200-400℃ ）---氧化物、氮化物沉淀在晶界、滑移面 Ⅲ区（800-950 ℃）---铁素体和奥氏体共存、低熔点共晶 Ⅳ区（1250 ℃ ）---过热、过烧，晶粒粗大、低熔点共晶 金属塑性降低区 金属塑性增高区 1区（100-200℃ ）---原子热振动能力 2区（700-800℃ ）---回复和再结晶 3区（950-1250 ℃）---均匀一致奥氏体 纯铝 无氧铜 几种铝合金及铜合金的塑性图 超硬铝合金 H68 Qsn6.5-0.4 晶粒粗大化 金属间化合物 析出物 第二相 2.应变速率 影响金属塑性的外部因素 应变速率对塑性影响的示意图 a-b: 加工硬化软化 热效应 塑性成形设备工作速度 水压机 1-10cm/s 机械压力机 30-100cm/s 通用锻锤 500-900cm/s c-d: 加工硬化软化 热效应 铝合金冷挤压时因热效应所增加的温度 合 金 号 挤压系数 挤压速度（毫米/秒） 金属温度 ℃ L4 11 150 158-195 LD2 11-16 150 294-315 LY11 11-16 150 340-350 LY11 31 65 308 影响金属塑性的外部因素 影响金属塑性的外部因素 不同变形温度下变形速率对塑性影响规律 接近熔化区---变形速率剧增，则塑性降低 热变形区（0.5-0.9TM ）---塑性好，热脆性降低 温变形区（0.2-0.5 TM ）---晶内变形为主 冷变形区（0-0.2 TM ）---与温变形相似 金属塑性变化 高速率成形被认为是加工不易加工金属的好成形方法（钛和耐热合金） 基于红外热像技术的金属材料疲劳性能研究方法 基于红外热像技术的金属材料疲劳性能研究方法 材料在循环载荷作用下产生的塑性变形经不断累积会引起疲劳破坏,这个过程所耗的塑性功绝大部分以热量形式耗散,因此寻找热耗散温度变化过程与疲劳极限及寿命之间的关系很有意义。 3．应力状态 大理石和红砂石三向受压的试验结果 σ1 -轴向压力；σ2-侧向压力 卡尔曼的试验装置1-压力柱；2-试样；3-试验腔室；4-液体注入处 影响金属塑性的外部因素 影响金属塑性的外部因素 通过改变应力状态提高金属塑性 影响金属塑性的外部因素 通过改变应力状态提高金属塑性 影响金属塑性的外部因素 通过改变应力状态提高金属塑性 包覆钢板后的塑性成型 塑性成型示意图 影响金属塑性的外部因素 拉伸应力会促进晶间变形、加速晶界的破坏，三向压应力使晶间变形困难 三向压应力有利于愈合塑性变形中晶内、晶间的各种损伤 消除杂质、液态相或组织缺陷的不良影响 减轻不均匀变形而引起的附加拉应力 静水压力对提高金属塑性的良好影响 有没有不足之处？ 均质流体作用于一个物体上的压力； 这是一种全方位的力，并均匀地施向物体表面的各个部位 4．应变状态（变形状态） 主应变图对金属中缺陷形态的影响 影响金属塑性的外部因素 轧制和挤压那个更能发挥金属的塑性能力？ 6．尺寸因素的影响 变形体体积对塑性的影响 影响金属塑性的外部因素 5．不连续变形的影响（变形程度） 7．其他（介质、气氛等） 影响塑性的内部因素 影响金属塑性的外部因素 提高金属塑性的主要途径 影响金属塑性和变形抗力的因素 1.控制化学成分、改善组织结构，提高材料的成分和组织的均匀性； 2.采用合适的变形温度—速度制度； 3.选用三向压应力较强的变形过程； 4.减小变形的不均匀性，尽量造成均匀的变形状态； 5.避免加热和加工时周围介质的不良影响。