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横锻及横轧时金属的变形与破裂的研究
介绍
横锻与横轧是两种常见的金属成型工艺，可以用于制造各种复杂形状的金属零件。横锻是通过在两个对称的模具中施加压力使材料发生变形，而横轧是将金属坯料通过轧辊挤压成条状或板状。然而，在这两种成型过程中，金属材料容易发生变形和破裂，影响制品的质量和效率。因此，研究金属变形和破裂的机理对于提高金属成型工艺的效率和质量非常重要。
变形机理
金属在横锻和横轧过程中发生变形的机理与材料的性质有关。金属的变形可以分为弹性变形和塑性变形两种。弹性变形是指金属在受力之后发生的临时形变，当去除外力后，金属又可恢复原状。而塑性变形是指金属在受力的作用下发生的不可逆变形。在横锻和横轧过程中，金属发生的主要是塑性变形。
在变形过程中，金属发生塑性变形的主要机制是滑移。滑移是指在晶体中出现位错，在受力作用下，位错发生滑动，而形成大量的滑移系统。这些滑移系统继续滑动，就可导致金属的塑性变形。此外，晶粒的主要变形方式是使晶粒尺寸发生变化，即晶粒内部出现一定的形变。而在金属中，晶粒的尺寸和排列方式决定了金属的变形方式。
破裂机理
金属在横锻和横轧过程中发生破裂的机理可分为两种，即动态破裂和静态破裂。动态破裂是在金属材料受到瞬间的高应力冲击时，金属表面出现微裂纹，这些裂纹在继续受力作用下扩大，并最终导致破裂。而静态破裂是指金属在长时间的受力作用下，产生应力集中使金属发生断裂，同时伴随着很明显的塑性变形。
破裂机理的影响因素主要包括应力、应变速率、温度和材料的组织结构等。在横锻和横轧中，应力是影响破裂机理的主要因素。应力过大会导致金属产生微裂纹，并在继续受力作用下扩大，最终导致破裂。而应变速率和温度的升高，也会增加金属的破裂风险。
防止破裂的措施
为了避免金属在横锻和横轧过程中发生破裂，需要采用一些相应的措施。首先，在横锻和横轧时，要注意控制金属的温度和变形速率，使其处于合适的变形温度和变形速率范围内。其次，在选择金属材料时，应该考虑其组织结构和力学性能，以保证其适应横锻和横轧的工艺要求。此外，还可以在金属表面涂覆一层保护膜，以防止金属表面的微裂纹扩大，并采取适当的措施控制应力的大小。
结论
横锻和横轧是重要的金属成型工艺，但其过程中容易产生金属变形和破裂。研究金属变形和破裂的机理可以为提高金属成型工艺的效率和质量提供指导。在避免金属破裂方面，需要控制金属的温度、变形速率和应力等因素，并采取适当的措施保护金属表面，增强金属的抗破裂能力。