第5章金属的塑性2016.pptVIP

金属塑性加工原理 Principle of Plastic Deformation in Metals Processing 第三篇 塑性变形材料学基础 第5章 金属的塑性 §5. 1 金属的塑性 §5. 2 金属多晶体塑性变形的主要机制 §5. 3 影响金属塑性的因素 §5. 4 金属的超塑性 §5. 1 金属的塑性 5. 1. 1 塑性的基本概念 5. 1. 2 塑性指标及其测量方法 5. 1. 3 塑性状态图及其应用 5. 1. 1 塑性的基本概念 什么是塑性？ 塑性是金属在外力作用下产生永久变形而不破坏其完整性的能力。 塑性与柔软性的区别是什么？ 塑性反映材料产生永久变形的能力。 柔软性反映材料抵抗变形的能力。 塑性与柔软性的对立统一 铅---------------塑性好，变形抗力小 不锈钢--------塑性好，但变形抗力高 白口铸铁----塑性差，变形抗力高 结论：塑性与柔软性不是同一概念 为什么要研究金属的塑性？ 探索塑性变化规律 寻求改善塑性途径 选择合理加工方法 确定最佳工艺制度 提高产品质量 5. 1. 2 塑性指标及其测量方法 塑性指标 塑性指标的测量方法 塑性指标 概 念： 金属在破坏前产生的最大变 形程度，即 。 表示方法： 塑性指标的测量方法 拉伸试验法 压缩试验法 扭转试验法 轧制模拟试验法 拉伸试验法 压缩试验法 简单加载条件下，压缩试验法测定的塑性指标用下式确定： 扭转试验法 对于一定试样，所得总转数越高，塑性越好，可将扭转数换作为剪切变形（ γ ） 。 轧制模拟试验法 在平辊间轧制楔形试件，用偏心轧辊轧制矩形试样，找出试样上产生第一条可见裂纹时的临界压下量作为轧制过程的塑性指标。 5. 1. 3 塑性状态图及其应用 概念：表示金属塑性指标与变形 温度及加载方式的关系曲 线图形，简称塑性图。 应用：合理选择加工方法 制定冷热变形工艺 5. 1. 3 塑性状态图及其应用 确定MB5合金加工工艺规程的原则和方法 MB5属变形镁合金，主要成分为： Al 5. 5 ~ 7. 0% Mn 0. 15 ~ 0. 5% Zn 0. 5 ~ 1. 5% 确定MB5镁合金热加工工艺步骤 根据产品确定加工方式（慢速、快速等） 根据相图确定合金的相组成 根据塑性图确定热变形温度范围 根据相图确定合金的相组成 从二元相图上获取的信息 T＞530℃，合金为液相 T＜270℃，合金为?＋?两相组织 270℃＜ T＜530℃，合金为单一的 ? 相 铝含量对镁合金力学性能的影响 从塑性图上获取的信息 慢速加工，350~400℃时,φ值和εM有最大值，轧制或挤压，可在此温度范围内以较慢的速度加工。 锻锤下加工，εC在350℃左右有突变，变形温度应选择在400~450℃。 工件形状比较复杂，变形时易发生应力集中，应根据αK曲线来判定。从图中可知，在相变点270℃附近突然降低，因此，锻造或冲压时的工作温度应在250℃以下进行为佳。 §5. 2 金属多晶体塑性变形的主要机制 5. 2. 1 多晶体变形的特点 5. 2. 2 多晶体的塑性变形机构 5. 2. 3 合金的塑性变形 5. 2. 4 变形机构图 2．晶界的作用及变形的传递 多晶体变形的特点 不均匀性: ε内＞ε界；ε内中＞ε内边 导致微观附件应力，第二类附件应力。 协调性：完整性，各个晶粒之间协调变形； 不同时性：取向不同 软取向、硬取向；软硬变换； 5. 2. 2 多晶体的塑性变形机构 1．晶粒的转动与晶界滑动 2．溶解—沉积机构 该机构的实质是一相晶体的原子迅速而飞跃式的转移到另一相的晶体中去。 除保证两相有较大的相互溶解度外，还必须具备下列条件 : 随着温度的变化或原有相晶体表面大小及曲率的变化，伴随有最大溶解度改变。 变形时，应具备足够高的温度条件。 3．非晶机构及热塑性 非晶机构是指在一定的变形温度和速度条件下，在应力场和热激活的作用下，多晶体中的原子非同步地连续地发生定向迁移的过程。 5. 2. 3 合金的塑性变形 单相固溶体合金的变形 单相固溶体的显微组织与纯金属相似，因而其变形情况也与之类同，但是在固溶体中由于溶质原子的存在，使其对塑性变形的抗力增加。固溶体的强度、硬度一般都比其溶剂金属高，而塑性、韧性则有所降低，