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第二章 塑性成形技术 ※塑性成形技术： 利用外力使金属材料产生塑性变形，使其改变形状、尺寸和改善性能，从而获得各种产品的加工方法。 ※主要应用： 1）生产各种金属型材、板材和线材； 2）生产承受较大负荷的零件，如曲轴、连杆等； ※塑性成形特点： 1）产品力学性能优于铸件和切削加工件； 2）材料利用率高，生产率高； 3）产品形状不能太复杂； 4）易实现机械化、自动化 ※分类： 1）轧制 2）挤压 3）拉拔 4）锻压：a锻造（自由锻，模锻）。b 冲压 第一节 金属塑性成形的物理基础 一、塑性变形的实质 ● 宏观：外力，弹性变形，塑性变形（分切应力作用） ● 微观（晶体内部）：位错滑移和孪晶 ● 多晶体：晶粒变形、晶界滑移、晶粒转动 二、塑性变形的分类 ●冷塑性变形：低于再结晶温度以下时发生的变形 钨的再结晶温度在1200度。 ●热塑性变形：高于再结晶温度以上时发生的变形 铅、锡等金属再结晶温度在零度以下。 三、冷塑性变形对金属组织和性能的影响 产生加工硬化：随着变形程度的提高，金属的强度和硬度提高，塑性和韧性下降的现象。 原因：位错密度提高，亚结构细化 2. 产生内应力：变形开裂，抗腐蚀性能降低，采用去应力退火进行消除。 3. 晶粒拉长或破碎，可能产生各向异性的塑性变形→晶格畸变→ 加工硬化→内能上升（不稳定）→加热→原子活力上升→ 晶格重组→内能下降（温度低时，回复。温度高时，再结晶） 热塑性变形对金属组织和性能的影响 一）、五种形态：静态回复；静态再结晶；动态回复；动态再结晶；亚动态再结晶 1、静态回复、静态再结晶：变形之后，利用热变形后的余热进行，不需要重新加热。 2、动态回复、动态再结晶：热变形过程中发生的。 亚动态再结晶：动态再结晶进行的热变形过程中，终止热变形后，前面发生的动态再结晶未完成而遗留下来的，将继续进行无孕育期的再结晶。 二）、热变形对金属组织和性能的影响 1. 使铸锭或毛坯中的气孔和疏松焊合，晶粒细化，改善夹杂物和第二相等形态和分布，偏析部分消除，使材料成分均匀。 2. 使铸态金属中的各种偏析、第二相和夹杂物等沿变形方向延伸，形成条状的纤维组织，使材料的塑性和冲击韧性增加。 3. 热变形中各个相或晶内偏析沿变形方向伸长成带条状，冷却时形成带状组织，使材料的横向塑性和韧性降低。 4. 细化晶粒。 五、金属的可锻性 可锻性：金属经过压力加工时，获得优质制品的难易程度。 衡量标准：①金属的塑性：塑性越小，可锻性越好 ②变形抗力：变形抗力越小，可锻性越好 1、影响可锻性的因素：金属本质、加工条件 ★金属本质：面心＞体心＞密排六方 ★化学成分：纯金属＞合金，碳钢＞合金钢，低碳钢＞高碳钢 ★金属的组织：相的组织及分布：固溶体＞机械混合物＞化合物 晶粒大小：等轴晶＞柱状晶；细晶粒＞粗晶粒 加热条件： 变形温度↑ →塑性↑ 变形抗力↓ →可锻性↑ 变形速度↑ →加工硬化→塑性↓ 变形抗力↓ →可锻性↓ 第二节 金属的体积成形方法 使金属材料在三维空间的三个方向上都发生变形的塑性成形方法 一、锻造： ●概念：利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定力学性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。 锻件的力学性能一般优于铸件。 ●分类： 1). 作用力来源：手工锻造和机械锻造 2). 锻造温度：热锻（再结晶温度以上）、温锻（回复和再结晶温度之间）和冷锻（回复温度以下）。 3). 工艺特点：自由锻和模锻 ★自由锻：在砧块之间成形 ★模锻：在模锻设备上用模具成形 ★自由锻特点： ☆设备、工具简单，生产率低 ☆锻件精度低，光洁度差 ☆通用性强，单件也能生产 ☆只能锻形状简单的零件 ★模锻特点： ☆设备、工具复杂，生产率高 ☆锻件精度高，光洁度好 ☆只适合大批量生产 ☆能够锻形状复杂的零件 自由锻可锻零件的重量为1kg-300T,模锻可锻重量0.5-150kg。 一）、自由锻 定义：利用冲击力或压力使金属在上下两个砧铁之间变形，从而获得所需形状及尺寸的锻件。 变形特点：沿变形方向可以自由流动。 1.自由锻设备 锻锤：依靠冲击力使金属变形，只能锻造中小锻件。 液压机：依靠静压力使金属变形，可加工大型锻件。 2. 自由锻工序 基本工序：墩粗、拔长、冲孔、扩孔等。 辅助工序：压钳口、倒棱、