锻压工艺基础_工程讲稿技术分析.ppt

第11章 锻压工艺基础;本章内容;压力加工概念 特点 种类;1.1 压力加工的定义; 又称为金属塑性成形。;（1）特点 优点： a）与铸造相比：力学性能高，内部缺陷被压合， 晶粒显著细化。 ｂ)与切削加工比：材料的利用率和生产率高。 缺点： a) 形状不能太复杂 b) 坯料塑性要好 （2）应用 汽车、拖拉机、宇航、军工、电器、桥梁、建筑等;;;;;;二 金属塑性变形;　金属塑性变形的实质 ;单晶体的塑性变形;　　近代物理学证明，实际晶体内部存在大量缺陷。其中，以位错(图3-2a)对金属塑性变形的影响最为明显。由于位错的存在，部分原子处于不稳定状态。在比理论值低得多的切应力作用下，处于高能位的原子很容易从一个相对平衡的位置上移动到另一个位置上(图3-2b)，形成位错运动。位错运动的结果，就实现了整个晶体的塑性变形(图3-2c)。 ;总结：滑移的实质;理论上，整体刚性滑移——滑移困难 实际上，位错移动——滑移容易;孪生 晶体在外力作用下，一部分沿着一定晶面（孪生面）产生一定角度的切变。 当滑移困难时(位错塞积），出现孪生变形 塑性变形过程：滑移 ——孪生——滑移——孪生…….;多晶体的塑性变形;变形有先有后?　　各晶粒相对于外力轴的取向不同，位向有利的晶粒先变形，且不同晶粒变形量也不同。一般变形度达到20%，几乎所有晶粒都可参加变形。 ?各个晶粒的变形必须协调?　　晶粒不能自由地、均匀地滑移，它要受到相邻晶粒的牵制，故晶粒之间要互相配合、协调。如果协调不好，将会导致塑性下降（晶界处开裂）。理论分析指出，要能协调变形，每个晶粒至少能在5个独立的滑移系上进行滑移。这样，多晶体变形就比单晶体更复杂，应变硬化率也大得多。 ?变形不均匀导致内应力不均匀?　　; 1、加工硬化（冷变形强化） 金属经过塑性变形后，强度和硬度上升，而塑性和韧性下降的现象。 原因： 随着变形量的增加，位错密度增加，并发生一系列的交互作用，使得位错受阻； 同时金属变形程度越大，位错密度越大，位错运动的阻力越大。塑性变形???抗力越大，则其强度硬度升高，塑性韧性下降。;除力学性能外，金属的某些物理、化学性能在冷加工塑性变形以后也会发生变化。例如，金属的电阻增加，导磁性和耐蚀性降低等。 金属的加工硬化在生产中是强化金属的重要手段。特别是热处理无法强化的金属材料，如纯金属、多数钢合金和镍铬不锈钢等。;冷加工塑性变形使金属性能发生变化，塑性变形使金属的晶粒沿着变形方向伸长，晶粒伸长成纤维状的原因 纤维组织使金属的力学性能具有明显的方向性，即造成各向异性。 冷加工塑性变形除使金属晶粒形状发生变化外，还会使晶粒内部的亚晶粒细化，位错、空位等缺陷增加，晶格略变严重，从而使滑移的阻力增大，造成加工硬化。 ;冷变形金属在加热时的组织和性能变化;加热时冷变形金属显微组织发生变化; 2、回复 随着温度的上升，原子热运动加剧，晶格扭曲被消除，内应力明显下降的现象称为回复。 回复的结果： a）晶格扭曲消除 b）内应力明显下降 T回=（0.25-0.3）T熔 （K） 回复只能部分消除加工硬化; 3、再结晶 温度上升到一定温度时，开始以某些碎晶或杂质为核心生长成新的晶粒，加工硬化完全消除，这个过程称为再结晶。 （1）再结晶的结果 a）原子热振动加剧 b）以某些质点为核心重结晶 c）加工硬化全部消除 （2）再结晶温度 金属经大量塑性变形后开始再结晶的最低温度。 T再=（0.4-0.5）T熔 （K）;金属的回复和再结晶示意图;（a）黄铜冷加工变形量达到 b）经580oC保温3秒后的组织CW＝38％后的组织 ;（c）580oC保温4秒后的金相组织显示有更多新的晶粒出现（d）580oC保温8秒后的金相组织粗大的带有滑移线的晶粒已完全被细小的新晶粒所取代，即完成了再结晶。;（e）580oC保温15分后的金相组织:晶粒已有所长大 （f）700oC保温10分后晶粒长大的的金相组织:晶粒长大;（3）影响再结晶后晶粒大小的因素： a）变形程度 变形程度很小时不发生再结晶。 变形程度在2-8%时,晶粒特别粗大——临界变形程度。 当变形程度大于临界变形程度，随变