金屬塑性變形理論_第13講_塑性概念及指標

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1、金屬塑性變形理論Theoryofmetalplasticdeformation第十三講LessonThirteen張貴杰ZhangGuijieTel：0315-2592155E-Mail：zhguijie@vip.sina.com河北理工大學金屬材料與加工工程系DepartmentofMetalMaterialandProcessEngineeringHebeiPolytechnicUniversity,Tangshan063009第七章金屬的塑性主要內(nèi)容MainContent塑性的概念及塑性指標影響塑性的主要因素超塑性現(xiàn)象9/15/202127.1塑性的概念及塑性指標塑性的概念塑性

2、指標9/15/202137.1.1塑性的概念什么是塑性？所謂塑性，是指固體金屬在外力作用下能穩(wěn)定地產(chǎn)生永久變形而不破壞其完整性的能力。9/15/20214塑性與柔軟性的區(qū)別是什么？塑性反映材料產(chǎn)生永久變形的能力。柔軟性反映材料抵抗變形的能力。9/15/20215不銹鋼--塑性好，變形抗力高鉛--塑性好，變形抗力低結(jié)論：塑性與柔軟性不是同一概念白口鑄鐵--塑性差，變形抗力高9/15/20216塑性與粘性的區(qū)別塑性是指金屬在產(chǎn)生永久變形時，伴隨有組織的變化，但沒有尺寸數(shù)量級超過光的波長的完整性的破壞，而粘性是指物體雖然也具有永久性變形，但無組織的變化和完整性的破壞。9/15/20217研

3、究塑性的意義金屬和合金在壓力加工過程中可能出現(xiàn)斷裂。而一但出現(xiàn)斷裂，加工過程就很難進行下去。為了順利地加工，就要求金屬或合金具有在外力作用下，能發(fā)生永久變形而不破壞其完整性的能力。這就是所謂塑性。9/15/20218塑性好壞用金屬在斷裂前產(chǎn)生的最大變形程度來表示。它同斷裂強度、沖擊韌性一樣，也是金屬抵抗斷裂性能的一種量度。因為塑性反映出了金屬斷裂前的最大變形量，所以它表示出了壓力加工時金屬允許加工量的限度，是金屬重要的加工性能。同時，在使用條件下，如果金屬具有良好的塑性，在發(fā)生斷裂前能產(chǎn)生適當?shù)乃苄宰冃?，就能避免突然的脆性斷裂，所以它同樣是重要的使用性能?/15/20219塑性和其

4、它的斷裂性能指標一樣，也和金屬材料的化學成份、組織結(jié)構(gòu)、變形溫度、應(yīng)變速率、應(yīng)力狀態(tài)等因素有非常密切的關(guān)系。塑性隨著這些因素的變化而變化。研究塑性是為了改善塑性和選擇合適的變形方法，為了確定最合適的變形溫度、應(yīng)變速率、應(yīng)力狀態(tài)及許用的最大變形量。9/15/202110研究塑性就要：探索塑性變化規(guī)律尋求改善塑性途徑選擇合理加工方法確定最佳工藝制度提高產(chǎn)品質(zhì)量9/15/2021117.1.2塑性指標塑性的大小可以由金屬在不同變形條件下允許的極限變形量來表示。此極限變形量稱為塑性指標。由于影響因素復(fù)雜，很難找出一種通用的指標來描述塑性。目前只能采用力學及工藝性能的方法來確定各種具體條件下的

5、塑性指標。常用的塑性指標有：延伸率斷面收縮率扭轉(zhuǎn)數(shù)或扭轉(zhuǎn)角極限壓縮率沖擊韌性9/15/202112塑性指標的測量方法拉伸試驗法壓縮試驗法扭轉(zhuǎn)試驗法軋制模擬試驗法9/15/202113延伸率式中L——試樣上原始計算長度；ΔL——斷裂前后計算長度的絕對伸長量，即變形后計算長度與變形前計算長度之差。延伸率包括了試樣的均勻變形和集中的局部變形兩部分的變形總和。所以，延伸率的大小與試樣的原始計算長度有關(guān)，試樣越長，集中變形數(shù)值的比值越小，延伸率就越小。對圓柱體試樣，規(guī)定L＝10d或L＝5d9/15/202114斷面收縮率式中F0——試樣的原始斷面積；F1——試樣斷口處的斷面積。斷面收縮率的大小

6、與試樣的原始計算長度無關(guān)。因此，用斷面收縮率作為衡量材料塑性大小指標，得出的數(shù)值比較穩(wěn)定，有其優(yōu)越性。9/15/202115扭轉(zhuǎn)數(shù)或扭轉(zhuǎn)角扭轉(zhuǎn)數(shù)(n)，表示金屬在扭轉(zhuǎn)變形條件下，破壞前的最大扭轉(zhuǎn)數(shù)。對于一定尺寸的試件來說，扭轉(zhuǎn)數(shù)(n)越大，其塑性越好。扭轉(zhuǎn)數(shù)可在冷、熱扭轉(zhuǎn)實驗機上測定、可在不同的溫度和速度條件下進行實驗。試驗時圓柱體試樣的一端固定，另一端扭轉(zhuǎn)。試驗中試樣受到外加扭力的作用，隨著試樣扭轉(zhuǎn)數(shù)的不斷增加，最后將發(fā)生斷裂。材料的塑性指標用破斷前的扭轉(zhuǎn)數(shù)(n)或扭轉(zhuǎn)角來表示。扭轉(zhuǎn)數(shù)(n)最能反映載荷是以剪切應(yīng)力為主的塑性變形能力。9/15/202116極限壓縮率式中H——試樣原

7、始高度；h——經(jīng)壓縮后試樣出現(xiàn)第一條裂紋時的高度。9/15/202117工藝塑性指標在模擬具體的塑性加工過程，來確定材料的塑性指標時，必須使其基本應(yīng)力狀態(tài)圖示與所模擬的塑性加工過程或所模擬的工序相似。用這種方法所測定的塑性指標，通常稱為工藝塑性指標（或簡稱為工藝塑性）。在一般情況下，這些塑性指標的名稱是與被確定塑性的該壓力加工過程的名稱相對應(yīng)，例如軋制性，鍛造性、模鍛性和沖壓性等。9/15/202118所有的塑性加工過程都同時存在幾個塑性指標的測定方法。確