《金属成形技术基础》课件.ppt

金属成形技术基础欢迎来到《金属成形技术基础》课程。本课程旨在为学生提供金属成形技术的基本理论和实践知识。通过本课程的学习，学生将掌握各种金属成形工艺的原理、工艺流程、设备和模具，以及常见缺陷的分析与控制。我们将深入探讨铸造、锻造、冲压、拉拔、挤压和轧制等关键技术，为学生未来在金属加工领域的职业发展奠定坚实的基础。

金属成形技术概述定义金属成形技术是指通过施加外力，使金属材料产生塑性变形，从而获得所需形状、尺寸和性能的加工方法。它是制造业中的重要组成部分，广泛应用于航空航天、汽车、机械、电子等领域。分类金属成形技术可分为铸造成形、锻造成形、冲压成形、拉拔成形、挤压成形和轧制成形等多种类型。每种成形方法都有其独特的适用范围和特点。发展趋势随着科技的进步，金属成形技术正朝着精密化、高效化、自动化和绿色化的方向发展。新型成形方法不断涌现，如精密锻造、精密铸造、快速成形等。

金属材料的塑性变形理论1塑性变形塑性变形是指金属材料在外力作用下产生的永久性变形，变形后材料无法恢复到原始状态。塑性变形是金属成形的基础。2位错理论位错是晶体内部的一种线缺陷，位错的运动是金属塑性变形的主要机制。位错的增殖、运动和相互作用决定了金属的塑性变形行为。3滑移系滑移系是指晶体中容易发生滑移的晶面和晶向的组合。不同的晶体结构具有不同的滑移系，滑移系的多少影响了金属的塑性。

应力与应变的概念应力应力是指物体内部单位面积上所受到的力。根据力的作用方向，应力可分为正应力（拉应力或压应力）和剪应力。应变应变是指物体在外力作用下产生的变形量与原始尺寸之比。应变分为正应变和剪应变。应力-应变曲线应力-应变曲线是描述材料在外力作用下应力与应变关系的曲线。通过应力-应变曲线可以了解材料的弹性模量、屈服强度、抗拉强度和延伸率等力学性能。

材料的屈服准则屈服准则屈服准则是描述材料开始发生塑性变形的应力状态的准则。常用的屈服准则包括Tresca屈服准则和VonMises屈服准则。Tresca屈服准则Tresca屈服准则认为，当材料中的最大剪应力达到材料的屈服剪应力时，材料开始发生屈服。该准则适用于描述金属的塑性变形行为。VonMises屈服准则VonMises屈服准则认为，当材料中的畸变能密度达到材料的屈服畸变能密度时，材料开始发生屈服。该准则更准确地描述了金属材料的屈服行为，应用更为广泛。

金属的冷变形强化1冷变形强化冷变形强化是指金属材料在低于再结晶温度下进行塑性变形时，强度和硬度提高，塑性降低的现象。冷变形强化是由于位错密度增加和位错相互作用增强所致。2强化机制冷变形强化的主要机制包括位错强化、晶界强化和细晶强化。位错强化是由于位错密度增加，位错运动受到阻碍所致；晶界强化是由于晶界能够阻碍位错运动所致；细晶强化是由于晶粒细化，晶界面积增加，位错运动受到更多阻碍所致。3影响因素冷变形强化的效果受到变形程度、变形温度和材料成分等因素的影响。变形程度越大，冷变形强化效果越明显；变形温度越高，冷变形强化效果越弱；材料成分不同，冷变形强化效果也不同。

金属的热变形特性热变形热变形是指金属材料在高于再结晶温度下进行塑性变形的过程。在热变形过程中，金属材料会发生回复、再结晶和晶粒长大等现象。回复回复是指金属材料在热变形过程中，由于原子扩散，位错密度降低，内应力减小的现象。回复能够降低冷变形强化效果，提高金属的塑性。再结晶再结晶是指金属材料在热变形过程中，形成新的、无畸变的晶粒的过程。再结晶能够消除冷变形强化效果，使金属的组织和性能恢复到原始状态。

金属的流变应力流变应力流变应力是指金属材料在热变形过程中，保持塑性变形所需的应力。流变应力受到变形温度、变形速率和材料成分等因素的影响。1变形温度变形温度越高，金属的流变应力越低。这是因为高温能够促进原子扩散，降低位错运动的阻力。2变形速率变形速率越高，金属的流变应力越高。这是因为高变形速率下，位错的增殖速度快于位错的湮灭速度，导致位错密度增加，位错运动阻力增大。3

影响金属塑性的因素1温度温度升高，塑性提高2应力状态压应力状态，塑性提高3组织结构晶粒细小，塑性提高4成分合金元素，影响塑性

金属的结晶与组织1结晶液态金属凝固成固态晶体的过程2晶粒金属内部的晶体3晶界晶粒之间的界面

金属的变形织构变形织构是指金属材料经过塑性变形后，晶粒取向呈现一定规律性的现象。不同的变形方式会形成不同的变形织构。变形织构会影响金属材料的力学性能和物理性能。

铸造成形技术原理砂型铸造将熔融金属浇入砂型中，冷却凝固后获得铸件的方法。砂型铸造是最常用的铸造方法，成本低，适用范围广。精密铸造又称熔模铸造，先用易熔材料制成模样，然后在模样上涂覆多层耐火涂料，形成型壳，再将模样熔化去除，最后将熔融金属浇入型壳中，冷却凝固后获得铸件的方法。精密铸造可以获得尺寸精度高、表