金属塑性加工的宏观规律.pptxVIP

金属塑性加工的宏观规律;第3章 金属塑性加工的宏观规律 ;§3.1 塑性流动规律（最小阻力定律）;最小阻力定律 ;实际上是力学质点流动的普遍原理，可以定性地用来分析金属质点的流动方向。 把外界条件和金属流动直接联系起来，很直观，使用方便。;模锻中增加飞边阻力，或修磨圆角r，可减少金属流向A腔的阻力，使金属重填得更好。 在拔长锻造时改变送进比或采用凹型砧座增加金属横向流动的阻力，来提高延伸效率。;最短法线法则、最小周边法则; ;;最小阻力定律的不足;1979年，王仲仁撰文对最小阻力定律的不足之处进行了评述;最小阻力定律的不足;最小阻力定律的不足;§3.2 影响金属塑性流动和变形的因素 ;摩擦的影响 ;;应力分布不均匀;;塑压时试件侧面翻平与摩擦的关系 (a)用 ??3垫板;(b)用 ??9垫板; (c)用 ?10垫板;(d)用 ?12垫板; 变形区的几何因素的影响 ;;;工具的形状和坯料形状的影响 ;（1）控制金属的流动方向 （2）可以在坯料内产生不同的应力状态 使部分金属先满足屈服准则而进入塑性状态，以达到控制塑性变形区的作用，或造成不同的静水压力，来改变材料在该状态下的塑性。 ; ;第25页/共125页;第26页/共125页;变形温度的影响 ;金属性质不均的影响 ;§3. 3 不均匀变形、附加应力和残余应力 ; 若变形区内金属各质点的应变状态相同，即它们相应的各个轴向上变形的发生情况，发展方向及应变量的大小都相同，这个体积的变形可视为均匀的。;均匀变形的特点;均匀变形必需满足的条件;单鼓形;双鼓形;粘着现象及难变形区;轧件头尾凸形;不均匀变形的种类;变形不均匀产生的原因;研究变形分布的方法;网格法 ;硬度法 ;比较晶粒法 ;基本应力：由外力作用所引起的应力叫基本应力，表示这种应力分布的图形叫做基本应力图。 附加应力：在物体中，由于各部分的变形不均匀受到物体的整体性限制而引起的相互平衡的应力。;工作应力;;附加应力的种类;附加应力特点;附加应力定律;变形不均匀产生的后果 ;(1);挤压件上表面裂纹及应力分布图;(3);摩擦系数f不同时塑压件退火后中心轴上晶粒大小分布;减轻不均匀变形的主要措施;残余应力;1.残余应力的来源;残余应力的种类;2.变形条件对残余应力的影响;3.残余应力所引起的后果;(2) 使零件的使用寿命缩短 (3) 降低了金属的塑性加工性能 (4) 降低金属的耐蚀性以及冲击韧性和疲劳强度等。;4.减小或消除残余应力的措施;表面层中具有残余拉应力的板材经表面辗压后，其残余应力大为减小。在一定限度内，表面变形越大，残余应力减小得越多。 ;拉制黄铜棒经辗压后，表面残余应力几乎减小一倍，甚至可使表面拉应力变成压应力。 表面变形程度越大、残余应力减少得越多。但不应超过某一限度，一般是在1.5~3％以下。若超过此限度，会造成有害的后果，因为这样不但不会减小残余应力，反而会使残余应力增加。;5.研究残余应力的主要方法 ;三种方法的比较;§3.4 金属塑性加工诸方法的应力与变形特点 ;1.镦粗时组合件的变形特点;2.基本应力的分布特点 ;3.第一类附加应力的分布特点 ;一．基本应力特点 ;1.金属质点纵向流动特点 前滑 后滑 中性面 ;第72页/共125页;1）外摩擦 2）变形区的尺寸 3）刚端 ;3．平辊轧制时，第一类附加应力的分布特点 ;一、棒材挤压时的基本应力状态 挤压过程：填充+挤压 ;Ⅰ区---延伸变形区 Ⅱ区---压缩变形区 Ⅲ区---切变区 Ⅳ区---未变形区 Ⅴ区---“死区”;三、棒材挤压时的附加应力 ;第78页/共125页;棒材拉伸时金属的流动规律 ;二、棒材拉伸时金属流动规律 ;三. 棒材拉拔时的附加应力;棒材拉拔产生附加应力的不利影响;§3.5 塑性加工过程的断裂与可加工性 ;压力加工制品的断裂形式 ;1．锻造时的表面开裂 ;预防措施 ;(3);第88页/共125页;2．锻造时的内部裂纹 ;锻压圆坯时产生的十字横裂 ;预防措施;二、轧制时的断裂 ;预防措施;2．轧制时内部裂纹 ;预防措施;三、挤压和拉拔时的断裂 ;第97页/共125页;预防措施;2．内部裂纹 ;预防措施;金属断裂的物理本质;韧性断裂：单向拉伸时的断面收缩率大于5% 脆性断裂：单向拉伸时的断面收缩率小于5% 正断：垂直于最大正应力的断裂 剪断：沿最大切应力方向发生的断裂 通常正断沿解理面断裂；剪断沿滑移面断裂。 ;1．脆性断裂 ;1;第105页/共125页;2．韧性断裂 ;韧性断裂的表现形式 ;1.一种高能量的吸收过程； 2.通常表现为多断裂源； 3.缓慢的撕裂过程； 4.随着变形的不断进行裂纹不断生成、扩展和集聚，变形一旦停止，裂纹的扩展也将随着停止。 ;二、