第一章 金属塑性变形的物理基础

材料成型基础课件及相关习题

第一章 金属塑性变形的物理基础

材料成型基础课件及相关习题

第一章 金属塑性变形的物理基础§1. 1 金属的塑性变形的机理及特点 §1. 2 金属塑性加工中组织和性能变化的基本规律 §1. 3影响金属塑性的因素 §1. 4 金属的超塑性变形

材料成型基础课件及相关习题

§1. 1 金属的塑性变形的机理及特点 一、概述 二、塑性变形机理 三、合金的塑性变形

四、热加工的变形机理

材料成型基础课件及相关习题

一、概述1 塑性的基本概念 *在外力作用下产生永久变形而不破坏其完 整性的能力*塑性加工：利用金属塑性变形获得所需形状尺寸的零件方法

根据加工过程中的温度不同，分为： 冷加工：回复和再结晶温度下 热加工：再结晶温度上 温加工：两者之间 2 塑性指标及其测量方法

材料成型基础课件及相关习题

2 塑性指标及其测量方法

塑性指标 塑性指标的测量方法

材料成型基础课件及相关习题

塑性指标概 念： 金属在破坏前产生的最大变 形程度，即极限变形量。 表示方法： 断面收缩率 延伸率 冲击韧性 最大压缩率 扭转角(或扭转数) 弯曲次数

材料成型基础课件及相关习题

塑性指标的测量方法 拉伸试验法 压缩试验法 扭转试验法 轧制模拟试验法

材料成型基础课件及相关习题

拉伸试验法Lh L0 100% L0F0 Fh 100% F0式中：L0——拉伸试样原始标距长度； Lh——拉伸试样破断后标距间的长度； F0——拉伸试样原始断面积； Fh——拉伸试样破断处的断面积

材料成型基础课件及相关习题

压缩试验法简单加载条件下，压缩试验法测定的塑 性指标用下式确定：

H0 Hh 100% H0式中： ——压下率； H0——试样原始高度； Hh——试样压缩后，在侧表面出现第一条 裂纹时的 高度

材料成型基础课件及相关习题

扭转试验法对于一定试样，所得总转数越高，塑性越好， 可将扭转数换作为剪切变形(γ) 。

R

n30 L0

式中：R——试样工作段的半径； L0——试样工作段的长度；

n——试样破坏前的总转数。

材料成型基础课件及相关习题

轧制模拟试验法在平辊间轧制楔形试件，用 偏心轧辊轧制矩形试样，找出 试样上产生第一条可见裂纹时 的临界压下量作为轧制过程的 塑性指标。

材料成型基础课件及相关习题

二、塑性变形机理 1.单晶体塑性变形

滑移 一定的晶面 和晶向 相对滑动 滑移面 滑移方向 滑移系位错增值 临界切应力 k 孪生一定的晶面和晶向 均匀切变

s cos cos

材料成型基础课件及相关习题

2.多晶体塑性变形 各晶粒的取向不同 晶界对位错运动的阻碍 1)变形机制为▼晶内

滑动 ▲晶间 转动

晶粒的转动

材料成型基础课件及相关习题

2)多晶体变形的特点 ※不同时性 ※相互协调性 ※不均匀性◆塑性变形和弹性变形共存

材料成型基础课件及相关习题

三、合金的塑性变形

1.单相固溶体合金的变形 2.多相合金的变形

材料成型基础课件及相关习题

1.单相固溶体合金的变形 与多晶体组织相同

变形机制一样 溶质原子的加入 屈服强度和加工硬化率高 溶质原子怎样引起合金的屈服强度提高

的？ 1)气团

2)较多时，阻碍作用

材料成型基础课件及相关习题

2.多相合金的变形 根据第二相的尺寸分为 聚合型 弥散型位错切开软相

塑性加工金属学 冶金出版社

材料成型基础课件及相关习题

四 热加工的变形机理 变形机理 发生动态回复和动态再结晶

软化过程

使材料保持在高塑性、低屈服应金属材料在热轧和挤压时的软化过程

力状态

材料成型基础课件及相关习题

2.热变形加工方法的优缺点 优点 1) 金属在热加工变形时，变形抗力较低，消耗能 量较少 2) 金属在热加工变形时，其塑性升高，产生断裂

的倾向性减小 3) 与冷加工相比较，热加工变形一般不易产生织 构 4) 在生产过程中，不需要像冷加工那样的中间退 火，从而可使生产工序简化，生产效率提高。 5) 热加工变形可引起组织性能的变化，以满足对 产品某些组织与性能的要求

材料成型基础课件及相关习题

缺点 1) 对薄或细的轧件，由于散热较快，在生

产中保持热加工的温度条件比较困难 2) 热加工后轧件的表面不如冷加工生产的 尺寸精确和光洁 3) 热加工后产品的组织及性能不如冷加工 时均匀 4) 从提高材料的强度来看，热加工不及冷 加工 5) 有些金属不宜进行热加工

材料成型基础课件及相关习题

§1. 2 金属塑性加工中组织和性能变化的 基本规律 一、冷塑性变形时金属组织和性能的变化

二、热塑性变形时金属组织和性能的变化