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任务五 锻造成形;教学内容;课前案例分析; 锻压 ; 金属塑性变形的实质;●塑性变形 内应力超过金属的屈服点后，外力停止作用后，金属的 变形并不完全消失。 ●滑移面 在切向应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分，沿 着一定的晶面产生相对滑移，该面称为滑移面。 ●位错运动引起塑性变形 近代物理学证明，晶体不是在滑移面上，原子并不是整体 的刚性运动而是以位错引起金属塑性变形。 位错：沿滑移面旧原子对破坏，新原子对形成，图3-2 ;● 多晶体的塑性变形（晶内和晶间变形） 晶内变形：外力作用下，某一晶粒的塑性变形。 晶间变形：晶粒之间的相互位移或转动。 在外力作用下，有的晶粒处于利于塑性变形 位置，则首先塑性变形。有的处于不利于塑 性变形的位置，则暂时不变形。晶粒间会移 动、转动，这种利与不利位置在变化， 塑性变形不断进行。图3-3 ; 塑性变形对金属组织和性能影响; ● 回复与再结晶 ＊ 回复： 冷作硬化是一种不稳定的现象，具有自发恢复到稳定 状态的倾向。室温下不易实现。当提高温度时，原子 获得热能，热运动加剧，当加热温度T回(用K氏温标) T回=（0.25—0.3）T熔 使原子回复到正常排列，消除了晶格扭曲，使加工硬 化得到部分消除。 ;＊ 再结晶： 当加热温度T再： T再=0.4T熔 原子获得更多热能，开始的某些碎晶或杂质为核心构成新晶粒，因为是通过形核和晶核长大方式进行的，故称再结晶。 再结晶后清除了全部加工硬化。 再结晶后晶格类型不变，只改变晶粒外形。 ●加工硬化的利用、消除 ＊利用：冷加工后使材料强度↑硬度↑。如冷拉 钢，不能热处理强化的金属材料。 ＊消除：再结晶退火（P29）650—750℃;● 冷变形和热变形 ＊ 冷变形 在再结晶温度以下的变形； 冷变形后金属强度、硬度较高，低粗糙度值。但 变形程度不宜过大，否则易裂。 ＊ 热变形 再结晶温度以上变形。 变形具有强化作用，再结晶具有强化消除作??。在热变 形时无加工硬化痕迹。 金属压力加工大多属热变形，具有再结晶组织。 热加工后组织性能变化： ⒈粗大晶粒被击碎成细晶粒组织，改善了机械性能。 ⒉铸态组织中的疏松、气孔经热塑变形后被压实或焊合。 ⒊晶粒被拉长，非金属杂物被击碎，沿被拉长的晶粒界 分布，形成纤维组织（流线）。 ; 变形程度越大，纤维组织越明显。 压力加工中常用锻造比y来表示变形程度。 拔长时锻造比y拔=A0/A 镦粗时锻造比y镦=H0/H 纤维组织很稳定，不能（难以）用热处理方法来消除。只有经过锻压来改变其方向、形状。 ; 在设计和制造零件时，应使最大正应力的方向于纤维方向重合，最大切应力的方向于纤维方向垂直。尽量使纤维组织不被切断。 ; 金属的可锻性;;二、加工条件 ⒈变形温度的影响 ＊ 温度↑→原子的运动能力↑→容易滑移→塑性↑→ 变形抗力↓→可锻性改善. 过热：超过一定温度，晶粒急剧长大，锻造性能↓， 机械性能↓。已过热工件可通过锻造，控制冷 却速度，热处理，使晶粒细化。 过烧：接近材料熔化温度，晶间的低熔点物质开始熔 化，且晶界上形成氧化层。金属失去锻造性 能，一击便碎，无法挽回。 ;;⒉变形速度的影响 变形速度--单位时间的变形程度 ＊变形速度u =dε/dt ε—变形程度 ＊变形速度u↑ ⒊应力状态影响 三向应力中，压力应力数目愈多，则塑性越好。; ;⒈自由锻工序 ⑴ 基本工序 镦粗：适于饼块类，盘套类 拔长：适于轴类、杆类 拔长、镦粗经常交替反复使用。 有时一头镦粗，另一头拔长。 （通孔、盲孔）冲孔，常用方法：镦粗—冲孔 镦粗—冲孔—扩孔 弯曲：工件轴线产生一定曲率。 扭转：某一部分相对于另一部分转一定角度。 错移：坯料的一部分相对于另一部分平移