《金属在塑性加工过程中的塑性行为》课件.pptxVIP

《金属在塑性加工过程中的塑性行为》;

1塑性的基本概念

塑性（Plasticity)：

金属在外力作用下，能稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力。

塑性是金属固有的一种性质,反映材料产生塑性变形的能力。

影响金属塑性的因素：

内因：化学成分、组织结构等

外因：变形温度、变形速度、应力状态等;塑性与柔软性的区别：

柔软性：反映金属的软硬程度，指金属变形抗力的大小。

塑性：金属的形变能力，用断裂前的变形程度的大小来衡量。

二者并不总是一致的.

塑性与柔软性一致时：

例1：通常热变形温度范围内，总的趋势是随着温度的升高，金属的塑性升高，柔软性增加，即变形抗力下降。

例2：有些金属固有性质就是高塑性、低抗力（柔软性好），如室温下铅。

塑性与柔软性不一致时：

例1：室温下奥氏体不锈钢：塑性好但具有很大变形抗力，即柔软??并不好。

例2：过烧的金属，柔软性很好，但塑性很低，甚至完全失去塑性变形能力。

讨论金属在塑性加工中的软硬程度不用柔软性,而用变形抗力.

;塑性与粘性的区别：;2塑性指标及其测量方法;1）简单加载条件下塑性指标的测定;①拉伸（tension)试验法:

设备：材料拉伸试验机、Gleeble试验机；

塑性指标：延伸率（δ）和断面收缩率（ψ）

延伸率(elongation):

式中，L—试样上原始计算长度；Δl—断裂前后计算长度的绝对伸长量，即变形后计算长度与变形前计算长度之差。

断面收缩率(fractionalreductionincrosssectionarea)

式中，F—试样的原始断面积；f—试样断口处的断面积。

;延伸率=均匀变形+局部集中变形，因此，延伸率大小与试样的原始计算长度有关，试样计算长度越长,集中变形比例越小，延伸越小.因此必须固定计算长度与试样计算部分的直径（或断面积）之比。

对圆柱体，规定:L=10d（δ10)或L=5d(δ5)

d为试样计算部分的原始直径。

断面收缩率的大小与试样原始计算长度无关.因此，得出的数值较稳定。;②压缩(compression)试验法:

塑性指标：

压下率

式中，H—试样的原始高度；h—试样变形后开始出现第一条裂纹时的高度。

影响因素：摩擦、散热、几何尺寸

;③扭转(torsion)试验法:

设备：扭转试验机

圆柱体试样一端固定，另一端扭转。

塑性指标：破断前的扭转数（n）或扭转角,

特点：整个长度上均匀变形．

;2）模拟塑性加工过程塑性指标的测定;平辊轧制楔形试样

偏心轧辊轧制矩形断面试样

与应力状态无关的通用的塑性指标的确定（如：古布金的确定平均塑性法）

塑性图法：建立塑性指标与应力状态的定量关系

;

式中，Δh—最先出现裂纹处压下量；H—最先出现裂纹处轧前的原始高度。

此法不需要制备特殊轧辊，但确定极限变形量较困难，因为轧后轧件高度是均一得，除在原始试样侧表面上刻痕，大致测出最先出现裂纹处对应的轧件原始高度外，难以找出该处所对应的原始高度。;②偏心轧辊轧制矩形断面试样;③与应力状态无关的通用的塑性指标的确定（如：古布金的确定平均塑性法）

;④塑性图法：建立塑性指标与应力状态的定量关系;5.2金属的化学成分及组织对塑性的影响;合金仅含有形成固溶体的元素，而不含有其他元素时：

合金的某元素与基体金属形成固溶体时，此二元合金的塑性主要由基体元素的塑性决定。

例：Fe-Ni合金可形成连续固溶体，Fe、Ni任意比例下塑性都很高。因为Fe和Ni都具有高塑性。

此情况也适用于三元合金。

例：Fe-Ni-Cr中，Cr含量不超过8%时，塑性与纯铁塑性相差不大。

当对纯的固溶体进行塑性加工时，合金的塑性与基体元素的塑性相近。

合金成分中不溶于固溶体或部分溶于固溶体中元素将形成某种成分的过剩相存在于晶内或晶界，这些过剩相对其塑性有非常大的影响。例：碳化物形成元素、形成金属间化合物元素、S、Al、Si、Pb、Sn等.

;5.2.2合金元素的影响;P——易出现冷脆，严重影响冷变形。对热变形影响不大。

O——也会产生红脆。FeO、Al2O3、SiO2,熔点低分布在晶界的共晶体，由于软化或熔化使晶间联系减弱，出现红脆。;Si：以固溶体形式存在：对塑性影响不大，含量过高，塑性下降。以硅化物形式存在：变形温度下不溶解，使塑性下降。

Ni、W、Mo：强度↑，塑性↓

Cr：塑性↓；

V：强度↑，塑性不变。含量高时，塑性↓；

Al：晶界形成AlN，塑性↓

Cu：塑性↑，还原气氛中加热，塑性