文档介绍：第三篇金属压力加工
第一章金属的塑性变形
2017/11/10
§ 金属塑性变形的实质
●弹性变形
在外力作用下,材料内部产生应力,应力迫使原子离开
原来的平衡位置,改变了原子间的距离,使金属发生变
形。并引起原子位能的增高,但原子有返回低位能的倾
向。当外力停止作用后,应力消失,变形也随之消失。
图3-1
●塑性变形
内应力超过金属的屈服点后,外力停止作用后,金属的
变形并不完全消失。
●滑移面
在切向应力作用下,晶体的一部分相对于另一部分,沿
着一定的晶面产生相对滑移,该面称为滑移面。
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●位错运动引起塑性变形
近代物理学证明,晶体不是在滑移面上,原子
并不是整体的刚性运动而是以位错引起金属塑
性变形。
位错:沿滑移面旧原子对破坏,新原子对形成
图3-2
●多晶体的塑性变形(晶内和晶间变形)
晶内变形:外力作用下,某一晶粒的塑性变形。
晶间变形:晶粒之间的相互位移或转动。
在外力作用下,有的晶粒处于利于塑性
变形位置,则首先塑性变形。有的处于
不利于塑性变形的位置,则暂时不变
形。晶粒间会移动、转动,这种利与不
利位置在变化,塑性变形不断进行。
图3-3
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§ 塑性变形对金属组织和性能影响
●金属在常温下经塑性变形后,内部组织将发生变化。
⑴晶粒沿最大变形的方向伸长;
⑵晶格与晶粒发生扭曲,产生内应力;
⑶晶粒产生碎晶。
●冷作硬化
* 现象:强度、硬度上升,
而塑性、韧性下降。
* 原因:滑移面附近的晶粒碎晶块,
晶格扭曲畸变,增大滑移
阻力,使滑移难以进行。
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●回复与再结晶
* 回复:
冷作硬化是一种不稳定的现象,具有自发恢复到稳定
状态的倾向。室温下不易实现。当提高温度时,原子
获得热能,热运动加剧,当加热温度T回:
T回=(—)T熔
使原子回复到正常排列,消除了晶格扭曲,使加工硬
化得到部分消除。
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§ 金属的可锻性
一、金属的本质
⒈化学成分的影响
纯金属的可锻性比合金好,有些元素可使可锻性显著下降,钢的含碳量越低,可锻性越好。
可锻性的衡量:
塑性(断面收缩率ψ,伸长率δ),
变形抗力。
可锻性取决于:金属本质和加工条件。
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⒉金属组织的影响
*组织不同,可锻性有差异、纯金属、
固溶体可锻性好;
*碳化物可锻性差;
*铸态柱状组织和粗晶粒不如晶粒细小均匀。
二、加工条件
⒈变形温度的影响
* 温度↑→原子的运动能力↑→容易滑移→
塑性↑,变形抗力↓.
* 锻造温度:
始锻温度
终锻温度,过低难于锻造图3-8
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第二章锻造
一、自由锻
* 自由锻是利用冲击力或压力使金属在上、下两
个抵铁之间变形。从而获得所需形状及尺寸的
锻件。
* 沿变形方向可以自由流动。
* 锻锤:
依靠冲击力使金属变形,只能锻造中小锻件。
液压机:
依靠静压力使金属变形,可加工大型锻件。
§ 锻造方法
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⒈自由锻工序
⑴基本工序
镦粗:适于饼块类,盘套类
拔长:适于轴类、杆类
拔长、镦粗经常交替反复使用。
有时一头镦粗,另一头拔长。
(通孔、盲孔)冲孔:常用方法:镦粗—冲孔
镦粗—冲孔—扩孔
弯曲:工件轴线产生一定曲率。
扭转:某一部转一定角度。
错移:例如曲轴。
切割:
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§ 锻造工艺规程的制订
一、绘制锻件图
⒈敷料、余量及公差
* 敷料:
为简化零件的形状和结构,便于锻造而
增加的一部分金属为敷料。
* 余量:
零件表面为切削加工而增加的尺寸称余量。
* 锻件公差:
查表而定。
* 自由锻锻件图:图2-35
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