《金屬塑性變形 》ppt課件

《《金屬塑性變形 》ppt課件》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、金屬壓力加工第九章概述一、壓力加工的實(shí)質(zhì)：金屬材料在外力作用下，發(fā)生塑性變形，獲得所要求的形狀、尺寸、機(jī)械性能的原材料毛坯或零件的加工方法。塑性加工的適用材料：各類鋼大多數(shù)非鐵金屬及其合金金屬變形過程：金屬材料在外力作用下發(fā)生彈性變形當(dāng)外力超過一定值后產(chǎn)生塑性變形外力繼續(xù)加大，發(fā)生斷裂我國自行研制的萬噸級水壓機(jī)二、壓力加工的主要生產(chǎn)方式：1.軋制；2.擠壓；3.拉拔；4.鍛造；5.板料沖壓.軋三、塑性成形特點(diǎn)：1.能改善金屬的組織，力學(xué)性能高；2.可提高材料利用率；3.加工精度較高，生產(chǎn)率較高。兩不加工：脆性材料復(fù)

2、雜形狀軋制、擠壓、拉拔——金屬型材、板材、鋼材、線材等；自由鍛、模鍛——承受重載的機(jī)械零件，如機(jī)器主軸、重要齒輪、連桿、炮管、槍管等；板料沖壓——汽車制造、電器、儀表及日用品。應(yīng)用：第一節(jié)金屬塑性變形一、金屬塑性變形金屬在外力作用下產(chǎn)生塑性變形的實(shí)質(zhì)是晶體內(nèi)部的原子產(chǎn)生滑移?；疲壕褪蔷w的一部分相對與另一部分沿一定晶面發(fā)生相對的位移；產(chǎn)生的變形稱為滑移變形。正應(yīng)力σ：僅使晶格產(chǎn)生彈性伸長，當(dāng)超過原子間結(jié)合力時(shí)，使將晶體拉斷；切應(yīng)力τ：使晶格產(chǎn)生彈性歪扭，在超過滑移抗力時(shí)引起滑移面兩側(cè)的晶體發(fā)生相對滑動(dòng)。1.單晶體

3、金屬的塑性變形單晶體的塑性變形主要通過滑移進(jìn)行。（a）未變形（b）彈性變形（c）彈塑性變形（d）塑性變形圖：單晶體滑移變形示意圖滑移面整體剛性滑移滑移變形具有以下特點(diǎn)：1）切應(yīng)力引起滑移；2）滑移面在密排面滑移方向沿著密排面方向進(jìn)行，滑移距離為原子間距的整數(shù)倍。原因：晶體內(nèi)部的各種缺陷（特別是位錯(cuò)）的運(yùn)動(dòng)更容易產(chǎn)生滑移，而且位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)所需切應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于剛性的整體滑移所需的切應(yīng)力。當(dāng)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)到晶體表面時(shí)，晶體就產(chǎn)生了塑性變形。實(shí)際晶體內(nèi)部存在大量缺陷。滑移通過位錯(cuò)在滑移面上的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)?；频臋C(jī)理未變形位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)塑性變形

4、晶界：滑移過程中，位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)在晶界處受到較大的阻力，難以發(fā)生變形；晶粒位向：晶粒位向不同，各晶粒的滑移系不能同時(shí)開動(dòng)，受到周圍晶粒的阻礙。晶粒大?。壕ЯＴ郊?xì)，相同體積內(nèi)晶粒越多，塑性變形就越困難。單晶體多晶體2.多晶體金屬的塑性變形(1)晶粒取向的影響(2)晶界的影響(3)晶粒大小的影響1）變形特點(diǎn)：2.多晶體金屬的塑性變形2）變形過程：其塑性變形可以看成是由組成多晶體的許多單個(gè)晶粒產(chǎn)生變形(稱為晶內(nèi)變形)的綜合效果。同時(shí)，晶粒之間也有滑動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)(稱為晶間變形)。每個(gè)晶粒內(nèi)部都存在許多滑移面，因此整塊金屬的變形量可

5、以比較大。低溫時(shí)，多晶體的晶間變形不可過大，否則將引起金屬的破壞。二、塑性變形對金屬組織及性能的影響1.對組織結(jié)構(gòu)的影響1）引起晶粒變形，晶粒沿最大變形方向伸長；2）晶格與晶粒發(fā)生扭曲，產(chǎn)生晶格畸變與內(nèi)應(yīng)力；3）造成晶粒破碎，產(chǎn)生碎晶。形成纖維組織結(jié)果：使金屬的性能產(chǎn)生各向異性。表現(xiàn)：定義：金屬在變形過程中，晶粒形狀和沿晶界分布的雜質(zhì)在鋼料中的定向分布狀態(tài)稱為鋼料鍛造時(shí)的纖維組織（流線）。a縱向（平行纖維方向），塑韌性、強(qiáng)度提高b橫向（垂直纖維方向），抗剪強(qiáng)度提高特點(diǎn)：纖維組織很穩(wěn)定，熱處理、再鍛均不能消除，只能改

6、變分布。鋼錠熱變形后的組織變化2.對性能的影響1）產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象結(jié)果：金屬的強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性下降。原因：塑性變形→位錯(cuò)移動(dòng)→位錯(cuò)大量增殖→相互作用→運(yùn)動(dòng)阻力加大→變形抗力↑→強(qiáng)度↑、硬度↑、塑性、韌性↓舉例：高強(qiáng)度鋼絲是將含碳量為1.0%的高碳鋼處理成細(xì)片狀珠光體，然后冷拔變形90%以上，抗拉強(qiáng)度可高達(dá)3000MPa。加工硬化的應(yīng)用及不利影響：1）應(yīng)用：主要是強(qiáng)化金屬材料（1）提高材料強(qiáng)度、耐磨性；例：自行車鏈條片16Mn鋼原：δ厚=3.5mmσb=520MPa150HBS；五次冷軋后：δ厚=1.2mm

7、（65%）σb=1200MPa275HBS（2）↑構(gòu)件使用安全系數(shù)（如鋼絲繩）（3）有利于金屬進(jìn)行均勻的變形。2）不利影響：材料塑韌性降低，對進(jìn)一步塑性變形帶來困難。3、回復(fù)與再結(jié)晶圖：冷變形金屬在加熱時(shí)組織和性能的變化示意圖金屬材料在冷變形以后，組織處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，但室溫下難以進(jìn)行。加熱使原子擴(kuò)散能力增加，隨溫度的升高，冷變形后的金屬將依次發(fā)生回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長大。1）?回復(fù)T回=(0.25-0.3)T熔定義：隨著溫度的上升，原子熱運(yùn)動(dòng)加劇，晶格扭曲被消除，內(nèi)應(yīng)力明顯下降的現(xiàn)象。作用：a）晶格扭曲消除b）內(nèi)應(yīng)

8、力明顯下降回復(fù)只能部分消除加工硬化圖：冷變形金屬在加熱時(shí)組織和性能的變化示意圖2）?再結(jié)晶定義：溫度上升到金屬熔化溫度的0.4-0.5倍時(shí)，金屬原子獲得更多的熱能，開始以某些碎晶或雜質(zhì)為核心，生長成新的晶粒，加工硬化完全被消除，塑性上升。圖：冷變形金屬在加熱時(shí)組織和性能的變化示意圖冷變形金屬剛剛結(jié)束再結(jié)晶時(shí)的晶粒是比較細(xì)小、均勻的等軸晶粒，如果再結(jié)晶后不控制