金属塑性加工的宏观规律.pptVIP

镦粗时摩擦力对变形及应力分布的影响在金属塑性加工中存在着外摩擦，变形的不均匀分布情况与变形区几何因素(如H/d、H/L、H/B等)有密切关系。实验表明：镦粗圆柱体时，当试样原始高度与直径比H/d2.0时才发生上述的单鼓形不均匀变形。当坯料高度较大且变形程度甚小时(当H/d＞2.0时)，则往往只产生表面变形，而中间层的金属不产生塑性变形或塑性变形甚小，结果导致形成双鼓形。图2-11h2值对变形的影响工具（或坯料）形状是影响金属塑性流动方向的重要因素。工具与金属形状的差异，是造成金属沿各个方向流动的阻力有差异，因而金属向各个方向的流动（即变形量）也有相应差别。如图所示，在圆形砧或V型砧中拔长圆断面坯料时，工具的侧面压力使金属沿横向流动受到很大的阻碍，被压下的金属大量沿轴向流动，这就使拔长效率大大提高。当采用图c所示的工具时，则产生相反的结果，金属易于横向流动。abc变形物体的温度不均匀，会造成金属各部分变形和流动的差异。变形首先发生在那些变形抗力最小的部分。一般，在同一变形物体中高温部分的变形抗力低，低温部分的变形抗力高。这样，在同一外力的作用下，高温部分变形量大，低温部分变形量小。而变形物体是一整体，限制了物体各部分不均匀变形的自由发展，从而产生相互平衡的附加应力。在变形体内因温度不同所产生热膨胀的不同而引起的热应力，与由不均匀变形所引起的附加应力相叠加后，有时会加强应力的不均匀分布，甚至会引起变形物体的断裂。在热轧中常见到轧件轧出后会出现上翘或下翘现象，产生此现象原因之一就是轧件的温度不均所造成的。铝—钢双金属轧制时由不均匀变形产生的弯曲现象变形金属中的化学成分、组织结构、夹杂物、相的形态等分布不均会造成金属各部分的变形和流动的差异。例如，在受拉伸的金属内存在一团杂质，由于杂质和其周围晶粒的性质不同，出现应力集中现象，结果这种缺陷周围的晶粒必须发生不均匀变形，并会产生晶间及晶内附加应力。第三节不均匀变形、附加应力和残余变形变形不均匀的基本概念变形不均匀的防止措施残余应力3.1变形不均匀的基本概念均匀变形与不均匀变形基本应力与附加应力研究变形分布的方法均匀变形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：03任何一个二阶曲面变形后仍为二阶曲面，其中变形前的球体于变形后变为椭球体；02变形前彼此平行的直线和平面，变形后仍然保持平行；01变形前体内的直线和平面，变形后仍然是直线和平面；04两个几何相似且位置相似的单元体，于变形后仍保持几何相似。均匀变形的条件：01变形物体的物理性质必须均匀且各向同性；02整个物体任何瞬间承受相等的变形量；03接触表面没有外摩擦，或没有接触摩擦所引起的阻力；04整个变形体处于工具的直接作用下，即处于无外端的情况下。要全面满足以上条件，严格说是不可能的，因此，不均匀变形是绝对的。例如，挤压或拉伸棒材的后端凹入；平砧下镦粗圆柱体时出现的鼓形，板材轧制时易出现舌头和鱼尾等均表明变形体横断面上延伸都是不均匀的。这对产品质量及实现加工过程有着重大影响。因此必须对不均匀变形规律加以研究，以便采取各种有效措施来防止或减轻其不良后果。双鼓形单鼓形不均匀变形的种类126543第一类不均匀变形由于摩擦力、变形体外端条件的影响，使变形体中不同区域的变形不同。第二类不均匀变形由于变形体中晶粒的位相不同，使变形体中不同晶粒变形不同第三类不均匀变形由于统一晶粒中各滑移系取向不同，使变形体中统一晶粒内部的各部分变形不同。123456金属塑性变形时变形物体内变形的不均匀分布，不但能使物体外形歪扭和内部组织不均匀，而且还使变形物体内的应力分布也不均匀。此时，除基本应力外，还产生附加应力。由于外力作用所引起的应力叫做基本应力，表示这种应力分布的图形叫做基本应力图。或物体在塑性变形状态中，完全根据弹性状态所测出的应力叫做基本应力。由于物体内各处的不均匀变形受到物体整体性的限制，而引起在其间相互平衡的应力叫做附加应力。附加应力定律：任何塑性变形物体内部，在变形过程中均有自相平衡的附加应力。分类：（１）第一类附加应力：变形体内各区域体积之间不均匀变形所引起；（２）第二类附加应力：各晶粒之间的性质、大小和方位不同，使晶粒不均匀变形所引起。（３）第三类附加应力：晶粒内部不均匀变形所引起。残余应力应当明确，基本应力是在外力作用下与瞬时加载(