当前位置：文档之家 › 3-1金属压力加工概论

3-1金属压力加工概论

  • 格式：ppt
  • 大小：1.77 MB
  • 文档页数：44

下载文档原格式

  / 44

合集下载

第一章 金属的成型及金属压力加工基本知识(1)

第一章 金属的成型及金属压力加工基本知识(1)


2、铜及铜合金
• ① 纯铜 • 又称紫铜，密度为8.96g/cm3，熔点为1083℃， 无磁性。纯铜具有优良的导电性、导热性及抗 大气腐蚀性，是重要的导电材料及传热体（如 锅炉、制氧机中的冷凝器、热交换器等）。 • 纯铜的强度低，塑性很好，具有良好的压力加 工和焊接性能，易于冷、热加工成形。
• ② 铜合金 • 黄铜 以锌为主要添加元素的铜合金。 • 通常把铜锌二元合金称为普通黄铜；若加入了 某些其它元素，则称复杂黄铜或特殊黄铜。特 殊黄铜可分为锡黄铜、铅黄铜、铝黄铜等。 • 青铜 人类最早应用的青铜是一种铜-锡合金。 不以锌为主加元素的铜合金统称为青铜，有锡 青铜、铝青铜、铅青铜、铍青铜等。
• (2) 增加质量的成型方法 • 由小质量的金属逐渐积累成大质量的产品。 • 例如：沉积、焊接（压焊、熔焊、钎焊）与铆 接、胶结等。
• 优点：能获得形状更为复杂的产品，成型过程 中除技术因素外没有产生废品的条件，原料消 耗少，故较为经济。
• (3) 质量恒定的成型方法 • 金属本身不分离出多余质量，也不积累增加质 量的成型方法。 • 例如：凝固成形、塑性成形、粉末压制成形。
• 工程上常用零件受拉伸时的屈服强度σs（或 σ0.2）和抗拉强度σb为强度指标。 • 材料单位面积受载荷称应力，单位是MPa。
• ①屈服强度（бs）：指材料 在拉抻过程中，材料所受应 力达到某一临界值时，载荷 不再增加变形却继续增加或 产生0.2%L时应力值。又称 屈服点或屈服极限。 • 表征了金属材料抵抗微量塑 性变形的能力。 • ② 抗拉强度（бb）：指材料 在拉断前承受的最大应力值。 也叫强度极限。 • 表征了金属材料抵抗断裂的 能力。
• ② 铝合金 • 根据铝合金的化学成 分及加工方法的不同， 分类如下：
压力加工课(简单)

压力加工课(简单)


晶粒尺寸对力学性能的影响
在2mm内的伸长率（%） 5 10 15 20
晶粒3 晶粒5 晶粒4 晶粒2 晶粒1
s 0 Kd

1 2
0
0
多晶体的塑性变形过程
5
10
15
20
25
30
35
40
位置/mm
加工过程中的硬化和软化
● 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。 ● 加工硬化(见图3－4) ＊ 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。
1.简单轧制与非简单轧制
所谓简单轧制过程是指比较理想的轧制过程。通常将
具有下列条件的轧制过程称为简单轧制。
（1）两个轧辊都被电动机带动，且两轧辊直径相同，转速
相等，轧辊为刚性；
（1）质量减少的方法：
车、刨、铣、磨、钻、剪切、气割、电切、蚀刻等；
（2）质量增加的方法：
铸造、电解沉积、焊接与铆接、烧结与胶结等；
（3）质量保持不变的方法：
金属压力加工（轧制、锻造、冲压、拉拔、挤压）。
3.金属压力加工的方法
★金属压力加工：
金属在受到外力作用并不破坏自身完整性的条件下， 稳定改变其几何形状与尺寸，从而获得所需要的几何形状 与尺寸的加工方法。
1. 体积不变定律 Volume Constance 金属塑性变形前后的体积相等，即体积为常 数，也称为不可压缩定律。 V0=Vn=常数 HBL=hbl 例题：P139
10.2.2. 最小阻力定律 Least Resistance
第三编金属压力加工

第三编金属压力加工


水压机
•
500~1500 1~300T 静压力 0
高压水 •)
• 变形大、锻透深度 大、内部质量好，没
有振动，噪音小。
•20MPa
•0.4~0.9MPa
•(200个大气 •(4~9个大气压）
压)
第三编金属压力加工
自由锻的基本工序
•分类 ：
•（1）辅助工序： • 为方便基本工序的操作而预先进行局部小变形的工 序。 如倒棱、压肩等。 •（2）基本工序： • 锻造过程中直接改变坯料形状和尺寸的工序。如镦 粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲等。
第三编金属压力加工
•3.2.3 冷变形及热变形
第三编金属压力加工
•冷变形 变形温度低于回复温度时，金属在变形过程中
只有加工硬化而无回复与再结晶现象，变形后的金 属只具有加工硬化组织，这种变形称为冷变形。
•热变形
变形温度在再结晶温度以上时，变形产生的加 工硬化被随即发生的再结晶所抵消，变形后金属具 有再结晶的等轴晶粒组织，而无任何加工硬化痕迹， 这种变形称为热变形。
基本工序 —— 扭转
第三编金属压力加工
半轴自由锻工艺
锻件图 材料: 18CrMnTi 坯料尺寸:Ф130×240 坯料重量:25kg 锻造设备:0.5T自由锻锤
•锻出头 部
• 拔长
•拔长及修 整台阶
•拔长并留 出台阶
•锻出凹挡 及拔长端 部并修整
第三编金属压力加工
•3.3.1 模膛锻造成型工艺
•(2) 金属组织的影响
• 纯金属及固溶体(如奥氏体)的可锻性好。而碳化 物(如渗碳体)的可锻性差。 • 铸态柱状组织和粗晶粒结构不如晶粒细小而又 均匀的组织的可锻性好。
第三编金属压力加工
金属压力加工工艺基础知识

金属压力加工工艺基础知识

金属压力加工工艺基础知识金属压力加工是一种常见的金属加工方式，广泛应用于机械制造、汽车、航空航天、建筑等行业。

它通过机械设备对金属材料施加力量，使其在受力作用下发生形变，并得到所需要的形状和尺寸。

以下是金属压力加工的基础知识。

1. 金属压力加工的主要方法金属压力加工主要包括锻造、轧制、挤压和拉伸等方法。

锻造是利用锤敲或机械压力对金属进行加工，使其在高温或室温下发生形变；轧制是通过辊轧机将金属材料压制为所需的形状；挤压是将金属放置在模具内，施加压力使其通过模具孔径形成所需形状；拉伸是将金属材料拉伸成细丝或薄板。

2. 金属材料的选择金属压力加工时，要选择适合的金属材料，常见的金属材料有钢、铁、铝、铜、镁等。

选择材料应考虑其机械性能、成本、可加工性等因素。

3. 加工工艺参数金属压力加工的工艺参数包括温度、压力、形变速度等。

不同工艺需要不同的参数，它们直接影响到成品的质量和性能。

4. 加工设备金属压力加工需要相应的设备，如锻压机、辊轧机、挤压机、拉伸机等。

这些设备具有不同的结构和功能，适用于不同的加工方式和材料。

5. 金属压力加工的优点金属压力加工具有高效、高精度、高稳定性等优点。

它能够生产各种复杂形状的金属制品，能够提高材料的机械性能和物理性能。

6. 金属压力加工的应用领域金属压力加工广泛应用于各个行业。

例如，锻造常用于制造航空发动机零件、汽车零件等；轧制常用于制造金属板材、管材等；挤压常用于制造铝合金门窗、铝合金型材等；拉伸常用于制造线材、薄板等。

总之，金属压力加工是一种重要的金属加工方式，掌握其基础知识对于从事相关行业的人员来说是很重要的。

只有了解金属压力加工的方法、材料选择、工艺参数、设备和应用领域等方面的知识，才能更好地进行金属加工，满足各种工业领域对金属制品的需求。

金属压力加工是一项复杂而重要的工艺，对于金属制品的制造起着至关重要的作用。

在金属压力加工领域，有许多基础知识需要了解和掌握，下面将进一步介绍金属压力加工的相关内容。

项目01 金属压力加工概述

项目01 金属压力加工概述

项目一金属压力加工概述一、教学目标1.掌握金属压力加工的定义。

2.了解金属压力加工主要方法及其特点。

3.掌握轧制的定义。

4.掌握轧制的方式和特征。

5.了解实际轧制生产。

6.理解金属压力加工力学分析方法。

掌握主平面、主应力、主变形等概念。

7.认识主应力状态图示。

8.认识主变形图示。

二、课时分配本项目共3个任务，安排5课时。

三、教学重点本项目主要对比金属材料压力加工的主要方法、力学分析方法及分析过程,重点讲述轧制的定义和方式,有关主应力和主变形的含义。

四、教学难点掌握主平面、主应力、主变形的计算。

任务一金属压力加工概念、主要方法和特点一、金属压力加工概念利用金属能够产生永久变形的能力,使其在外力作用下产生塑性变形,改变金属的形状、尺寸和性能而获得所要求的产品的一种金属加工技术。

1.金属压力加工的方式锻造：冲压：拉拔：挤压：2.金属压力加工的作用3.金属加工的缺点任务二金属压力加工———轧制一、金属力学性能基础分类：（1）强度（2）塑性（3）硬度(4)冲击韧性二、轧制的概念三、轧制的方式轧制的方式目前大致分为纵轧、横轧、斜轧三种。

四、轧钢车间轧钢机的布置形式1.单机架可逆式2.横列式3.纵列式4.半连续式5.连续式任务三金属压力加工的变形力学基础一、金属塑性加工时所受的力1.外力金属塑性加工是金属与合金在外力作用下产生塑性变形的过程。

变形过程中外力主要有作用力和约束反力。

2.内力、应力(1)内力(2)应力二、应力状态及其图示1.应力状态2.应力状态图示(1)主应力图示（2）主应力状态分类（3）主应力实例分析3.变形图示由于受塑性变形时工件体积不变条件的限制,因此可能的变形图示仅有三种:(1)主变形图示主变形是指在主应力方向所产生的变形。

(2)可能的主变形图示。

(3)主变形实例分析。

3金属压力加工概论

3金属压力加工概论


2、挤压 挤压是利用压力，将金属坯料从挤压模的模孔中挤出而成形的压 力加工方法。 按照金属流动方向与凸模运动方向，分为3种： ①正挤压； ②反挤压； ③复合挤压。 可以生产复杂截面形状的 型材、毛坯、零件。
3、拉拔 拉拔是利用拉力，将金属坯料拉过拉拔模的模孔而成形，截面减 小，长度增加。 常需经多次拉拔，依次通过形状和尺寸逐渐变化的模孔，才能得 到所需截面的产品。 通常在室温下进行，又称冷拉。 主要用于细线材、薄壁管材和特殊形状截面的型材。
长得到的组织。
纤维组织的特点
变形程度越大，纤维组织越明显。
锻造比Y表示变形程度。坯料拔长时的锻造比为：
Y=F0/F
式中F0为坯料拔长前的横截面积；F为坯料拔长后的横截面积。
Y>2，开始出现纤维组织；y>5，纤维组织非常明显。
纤维组织使金属在性能上具有方向性。 纵向（平行于纤维方向）上的塑性、韧性提高， 横向（垂直于纤维方向）上的塑性、韧性降低。
纤维组织的稳定性很高，不能用热处理或其它方法加以消除， 只有经过塑性变形，才能改变其方向和形状。
合理利用纤维组织
1、应使零件在工作中所受的最大正应力方向与纤维 方向重合。
2、最大切应力方向与纤维方向垂直， 3、纤维分布与零件的轮廓相符合，尽量不被切断。
§1-4 金属的锻造性能
一、可锻性 金属的锻造性能，是指金属材料在压力加工时获得优质产品
加工硬化的金属内部组织变化特点： 1、晶粒沿变形最大的方向伸长，排列位向趋于一致； 2、位错密度增加，晶格严重扭曲，产生内应力； 3、滑移面和晶粒间产生碎晶。
二、回复和再结晶
1．回复
T回复=（0.25～0.3）T熔点（K） 式中T回复为金属回复的绝对温度； T熔点为金属熔化的绝对温度。
压力加工原理

压力加工原理

金属在镦粗时的应力及变形特点 下图是金属镦粗时的三个主要变形区，其中I区由于摩擦的影响，
内部受两向压应力，金属较难变形；II区为剧烈变形区，主 要受力是三向压应力；III区一般称自由变形区，但变形时 内部存在较大拉应力，变形量过大时将可能出现裂纹
晶内变形（滑移、孪晶、扭转） 晶间变形（晶粒的转动与移动） 高温变形时，晶间存在低熔点相，对变形有一定的修复作用，这也是
金属在高温下可获得较大变形的原因之一
压力加工原理
第二章 金属的塑性变形机制
多晶体变形特点
变形的发生、发展不均匀 变形的发生、发展不均匀，主要是由于多晶体内部晶粒的取向、大小、
提取出来的金属须通过各种方式，加工需要的形状，称为成型。
金属成型方法一般分3类
减少质量的方法：机加工、电解腐蚀、冲裁剪切等。 增加质量的方法：焊接铆接、电镀沉积等。 质量不变的方法：锻造、轧制、挤压、拉拔等
压力加工原理
压力加工原理
绪论
由于金属铸锭组织粗大且不均匀，强度、塑性差，常需要通过压 力加工改善内部组织、改变形状，以利后续应用。
金属压力加工就是利用金属的塑性，通过外力克服金属对变形的 抵抗，使其产生塑性变形，从而得到各种形状、尺寸和组织性能 的产品。压力加工的过程就是金属产生塑性变形的过程，也可称 作塑性加工。
压力加工原理
压力加工原理
绪论
金属压力加工的分类
按照加工时，工件受力和变形方式 锻造、轧制、挤压、拉伸等
按照加工时，工件温度特征
硬度法：主要用于冷变形，硬度的变化与变形程度成比例 晶粒大小比较法：变形量对再结晶退火后晶粒大小基本呈正比 网格法：最常用的方法
压力加工原理
第一章 应力与变形
不均匀变形的原因
03第二章金属材料及其加工技术讲稿压力加工学习资料

03第二章金属材料及其加工技术讲稿压力加工学习资料


成 拉深
形 胀形
工 序 翻边
法兰区坯料在切向压应力、 径向拉应力作用下向直壁流 动，制成筒形或带法兰的筒 形零件
平板毛坯或者管坯在双向拉 应力作用下产生双向伸长变 形。用于成形凸包、凸筋或 鼓凸空心零件
在预先冲孔的板料或未经冲 孔的板料之上，在双向拉应 力作用下产生切向伸长变形， 冲制带有直边的空心零件
先简要介绍前三种方法，后两种方法后面系统讲授。
1.轧制
利用两个旋转轧辊的压力使金属坯料通过一个特定空 间产生塑性变形，以获得所要求的截面形状并同时改变其 组织性能。通过轧制可将钢坯加工成不同截面形状的原材 料，如圆钢、方钢、角钢、T字钢、工字钢、槽钢、钢轨 等。
2.挤压
将金属放入挤压筒内，用强大的压力使坯料从模孔中挤 出，从而获得符合模孔截面形状的坯料或零件的加工方 法。适合于挤压的金属材料主要有低碳钢、有色金属及 其合金。
2、弯曲成型设备：板料折弯压力机、 卷板机、拉型机
3、压制设备
五、折弯工艺
折弯工艺是将管材或板料按设计要求弯成一定的 角度和一定的曲率，形成所需形状零件的冲压工序 。多用于工业产品的箱、柜、盒和一些结构产品， 同工业设计产品关系密切。
弯曲件的形状
一般要求弯曲件形状对称，弯ห้องสมุดไป่ตู้半径左右一致， 则弯曲时坯料受力平衡而无滑动。
一、压力加工的概念
利用金属在外力下所产生的塑性变形，来获得具有 一定形状、尺寸和机械性能的原材料、毛坯或零件的 生产方法。压力加工又称为塑性加工。
各类钢和大多数有色合金一般都具有一定的塑性， 因此它们可以在热态或冷态下进行压力加工。
二、压力加工的方法
压力加工的方法有：轧制、挤压、拉拔、锻造和冲 压等。前三种方法主要生产各种型材，后两种方法主 要生产毛坯和零件。
金属压力加工工艺基础知识

金属压力加工工艺基础知识


金属压力加工材料性能
04
金属材料在外力作用下发生永久变形而不破坏其完整性的能力。
塑性定义
塑性指标
影响因素
包括延伸率、断面收缩率和弯曲试验等，用于评估金属材料的塑性性能。
金属材料的化学成分、组织结构、温度和应变速度等都会影响其塑性。
03
02
01
金属材料在外力作用下发生弹性变形，当外力去除后能够恢复原状的能力。
分类
根据加工方式的不同，锻造工艺可分为自由锻和模锻两种类型。自由锻是利用锤击或压力机等设备使金属自由变形，而模锻则是将金属放入模具中，通过施加压力使其按照模具的形状变形。
应用
锻造工艺广泛应用于航空、汽车、船舶、电力、石油化工等领域，用于制造各种重要构件和零部件。
01
02
03
04
总结词：冲压是一种利用冲压模具对金属板材施加压力，使其变形或分离的加工工艺。
尺寸偏差是金属压力加工过程中出现的一种常见缺陷，它会影响产品的精度和性能。
总结词
尺寸偏差是由于加工过程中的误差累积或工艺参数控制不当而引起的。尺寸偏差的存在可能会导致产品的尺寸不符合要求，影响其装配和使用性能。为了减小尺寸偏差，需要加强工艺参数的控制和精度测量，同时采用高精度的加工设备和工艺方法。
家用电器的元件制造
家用电器的元件如电热器、电风扇的叶轮等部件通过锻造和轧制工艺制造。
高强度钢的应用
随着高强度钢的研发和应用，金属压力加工工艺需要适应新的材料特性，如更高的强度和更好的韧性。
复合材料的应用
复合材料的广泛应用对金属压力加工工艺提出了新的挑战和机遇，如碳纤维增强塑料等材料的加工和连接技术。
温度控制对产品质量的影响
在金属压力加工中，温度的控制至关重要。通过合理的温度控制，可以改善材料的加工性能，提高产品的质量和合格率。
金属工艺学(压力加工上课)

金属工艺学(压力加工上课)


②拔长
拔长是沿垂直于工件的轴向进行锻打，以使其 截面积减小，而长度增加的操作过程,常用于锻造轴 类和杆类等零件。
③冲孔
利用冲头在工件上冲出通孔或盲孔的操作过程。 常用于锻造齿轮、套筒和圆环等空心锻件。 辅助工序：为使基本工序操作方便而进行的预 变形工序称为辅助工序（压钳口、切肩等）。 修整工序：用以减少锻件表面缺陷而进行的工 序（如校正、滚圆、平整等）。 锻件分类及所需锻造工序
三.胎模锻 胎模锻是在自由锻设备上使用胎模生产模锻件的工 艺方法。因此胎模锻兼有自由锻和模锻的特点。胎模锻 适合于中、小批量生产小型多品种的锻件，特别适合于 没有模锻设备的工厂。 胎模锻一般采用自由锻方法制坯，然后在胎模中成 形。胎模主要有扣模、及合模三种。 (1)扣模：扣模用来对坯料进行全部或局部扣形，以生 产长杆非回转体,扣模锻造时，坯料不转动。
(2)筒模 筒模主要用于锻造齿轮、法兰盘等盘类锻件。
(3)合模 合模由上模和下模组成，并有导向结构，可生 产形状复杂,精度较高的非回转体锻件。
第二节 锻造工艺规程的制订
一、绘制锻件图
锻件图以零件图为基础，结合锻造工艺特点绘制而成。 1.敷料、余量及公差 敷料:为了简化零件的形状和结构、便于锻造而增加的部分金属。 加工余量：在零件加工表面上，为切削加工而增加的尺寸。 锻件公差:是锻件名义尺寸允许的变动量。
飞边槽的常见形式
⑵预锻模膛 用于预锻的模膛称为预锻模膛。 对于外形较为复杂的锻件，常采用预锻工步，使 坯料先变形到接近锻件的外形与尺寸，以便合理分配 坯料各部分的体积，避免折迭的产生，并有利于金属 的流动，易于充满模膛，同时可减小终锻模膛的磨损， 延长锻模的寿命。 预锻模膛和终锻模膛的主要区别是预锻模膛的圆 角和模锻斜度较大，高度较大，宽度较小，一般不设 飞边槽。
金属压力加工概论试卷有答案

金属压力加工概论试卷有答案

金属压力加工概论试卷A填空题：20分1. 金属压力加工的主要方法有：轧制、锻造、冲压、拉拔和挤压等;2. 由钢锭或钢坯轧制成具有一定规格和性能的钢材的一系列加工工序的组合,称为轧钢生产工艺过程;3. 由于加热不良可使原料造成氧化、脱碳、过热、过烧、加热不均、熔化等缺陷;4. 轧制制度的主要内容应包括变形温度、变形程度和变形速度等;5. 按照适用范围,标准分为国家标准、部颁标准和企业标准;6. 生产车间各项设备、原材料、燃料、动力、定员以及资金等利用程度的指标称之为技术经济指标;7. 依靠旋转方向相反的两个轧辊与轧件间的摩擦力,将轧件拖入轧辊辊缝中的现象,称为为咬入;名词解释：20分1. 加工硬化：金属在塑性变形过程中产生机械性能和物理化学性能变化的综合现象叫做加工硬化;2．冷变形金属压力加工过程中,只有加工硬化作用而无回复与再结晶现象的变形过程,叫做冷的条件下发生;变形;冷变形在低于再结晶温度＜τ3. 金属塑性的概念金属塑性是在外力作用下发生永久变形而不损害其整体性的性能;4. 轧制也叫压延,它是指金属坯料通过转动轧辊的缝隙间而使金属受压缩产生塑性变形的过程;5．热变形对于在再结晶温度以上,且再结晶的速度大于加工硬化速度的变形过程,即在变形过程中,由于完全再结晶的结果而全部消除加工硬化现象的变形过程称为热变形;判断对错：10分1. 浇注前进行了不充分脱氧的钢叫镇静钢; ×2. 金属的塑性与柔软性是一致的; ×3. 冷轧与热轧相比具有表面质量好、尺寸精度高的优点; √4. 提高轧制速度,有利于轧件咬入; ×5. 轧辊的咬入条件是咬入角大于或等于摩擦角; ×选择题10分1. A 生产过程是将实心管坯穿成空心的毛管,然后再将其轧制成所要求尺寸的钢管; A．无缝钢管 B．焊接管 C．角钢2. “GB”是 A 的缩写代号;A．国家标准 B．企业标准 C．行业标准 D．内控标准3. 板带钢轧制的 A 是板带轧制制度最基本的核心内容;A．压下制度 B．张力制度 C．原料规格4. 冷轧后的脱脂目的在于除去钢板表面的 A ;A．油污 B．氧化铁皮 C．缺陷5. 热轧无缝钢管生产过程有 A 两个主要变形工序;A．穿孔和轧管 B．酸洗和除鳞 C．开坯和精整6. 在相同的轧制条件下,轧辊的直径越小,轧制压力越 A ;A．小 B．大 C．一样大 D．不确定7. 中厚板轧制时,清除氧化铁皮的方法叫 B ;A．酸洗 B．除鳞 C．加热8. 在轧制时,轧制速度 B ,摩擦系数越小;A．越小 B．越大 C．变缓9. 金属的可焊性是金属的 C 性能A、物理B、化学C、工艺D、机械10. 我国一般称 A 毫米厚的板材为中板A、4～20B、4～25C、6～20D、6～25简答题：40分1．写出可能的各种应力状态图;答案：如图所示：2．什么叫轧制力矩如何计算答案：轧制力矩就是轧制时垂直接触面水平投影的轧制压力与其作用点到轧辊中心线距离即力臂的乘积;轧制力矩是驱动轧辊完成轧制过程的力矩; 按轧件给轧辊的压力进行计算：M＝2Pa两根轧辊,其中P－轧制压力；a－力臂;3. 金属成型方法归纳起来有以下几种：1．减少质量的成型方法2．增加质量的成型方法3．质量保持不变的成型方法4．组合的成型方法4．塑性变形当使物体发生变形的因素去掉后,物体不能恢复原来的形状,这种变形叫做塑性变形;塑性变形特征如下：1塑性变形是在弹性变形的基础上发生的;2应力和变形不是直线关系,即不遵守虎克定律;3塑性变形过程中,外力不但改变了原子间距,而且破坏了原来的原子间联系,建立了新的联系;4塑性变形能改变材料的机械和物理性质;5. 引起变形和应力不均匀分布的主要原因归纳为以下几点：1．外摩擦的影响2．变形物体形状的影响3．变形物体性质不均匀的影响4．变形物体温度不均匀的影响5．加工工具形状的影响6．变形物体内残余应力的影响6．多晶体塑性变形的主要特点有：1增强变形与应力的不均匀分布;2提高变形抗力;3出现方向性;4除晶粒内部变形外,在晶界上也发生变形;7. 型钢生产工艺1．坯料及轧前准备2．钢坯加热3．型钢轧制4．型钢的精整8. 热连轧带钢生产热连轧带钢生产,不仅能够高产,而且可以达到优质和低成本的要求,因而在当前轧钢生产方法中占据了主流和统治地位;其生产工艺过程主要包括：原料选择与加热、粗轧、精轧、冷却及卷取等工序;。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

20122012-2-17
多晶体的塑性变形
大多数金属都属于多晶体， 大多数金属都属于多晶体，其塑性变形是所 有单晶粒变形的综合作用， 有单晶粒变形的综合作用，即晶内滑移和晶 间的转动 每个单晶粒内部的塑性变形仍主要是滑移 但在多晶体变形中同时伴随有晶粒间的滑移 和转动
20122012-2-17
金属的加工硬化
20122012-2-17
金属的可锻性
金属的可煅性是衡量材料经受压力加 工难易程度的工艺性能。 工难易程度的工艺性能 。 常将塑性和变 形抗力综合在一起来衡量金属的可锻性。 形抗力综合在一起来衡量金属的可锻性 。 塑性高、 变形抗力小， 则可锻性好， 塑性高 、 变形抗力小 ， 则可锻性好 ， 反 之，则差。 则差。
20122012-2-17
（3）锻件公差 锻件的基本尺寸为零件的基本尺寸加 上加工余量。 上加工余量 。 而锻件的实际尺寸与其基 本尺寸之间所允许的偏差， 本尺寸之间所允许的偏差 ， 称为锻性公 差。
20122012-2-17
4.确定坯料质量和尺寸 4.确定坯料质量和尺寸
（1）确定坯料质量G坯 确定坯料质量G 自由锻 的坯料质量为锻件的质量与 锻造时各种金属的质量之和， 锻造时各种金属的质量之和 ， 可按下式 计算： G坯=（1+k）G锻件 +k） G锻件－－－锻件质量
20122012-2-17
７.确定锻造温度
根据锻件材料的化学成分， 根据锻件材料的化学成分 ， 确定始 锻及终锻温度。碳钢的始锻温度约为 1200℃ 终锻温度约为800℃ 1200℃，终锻温度约为800℃。
金属的机械性能取决于其组织。 金属的机械性能取决于其组织 。 组织改 变，则性能也随之变化。 则性能也随之变化。 随着变化程度地增加， 随着变化程度地增加 ， 这种由于塑性变 形在滑移面附近引起晶格的严重畸变， 形在滑移面附近引起晶格的严重畸变 ， 甚至产生碎晶而引起的强度和硬度的提 高 ， 塑性和韧性下降 。 这种现象称为加 塑性和韧性下降。 工硬化。 工硬化。
20122012-2-17
（2）变形速度 即单位时间内的变形速度。 即单位时间内的变形速度。 （3）应力状态 对塑性好的材料， 对塑性好的材料 ， 应利用拉应力使其变 形 ， 以减小变形能量消耗。 而对塑性差的 以减小变形能量消耗 。 金属，则应利用三向压应力以免开裂。 金属，则应利用三向压应力以免开裂。
20122012-2-17
锻压时， 锻压时 ， 金属允许中热到的最高温度 称为始锻温度。 锻压中 ， 称为始锻温度 。 锻压中， 当温度逐渐降 低到一定程度后， 其可锻性变差， 低到一定程度后 ， 其可锻性变差 ， 必须 停止锻造，此时温度称为终锻温度。 停止锻造，此时温度称为终锻温度。 虽然亚共析钢在此温度为二相区，但 仍有较好的塑性。对过共析钢，则为了 击碎渗碳体的网状组织，改善钢的性能， 在此温度仍可锻击。
20122012-2-17
3.1金属塑性变形的基本理论 3.1金属塑性变形的基本理论
金属塑性变形的实质——晶粒内部或晶粒 金属塑性变形的实质——晶粒内部或晶粒 之间产生的滑移及转动 弹性变形的本质（物理解释）: 弹性变形的本质（物理解释）:
外力 应力 原子离开平衡位置 变形 原子 位能增加 返回趋势 外力消失 变形消失 弹性变形
20122012-2-17
3.自由锻件工艺设计及示例 3.自由锻件工艺设计及示例
绘制锻件图 锻件图是以零件图为基础， 锻件图是以零件图为基础，按照自由锻造工 艺特点，考虑下列几个因素绘制而成的. 艺特点，考虑下列几个因素绘制而成的. （1）加工余量; 加工余量; （ 2 ） 敷料 ——为了简化零件的形状和结构 、 便 敷料—— 为了简化零件的形状和结构、 于锻造而增加的一部分金属，称为敷料。 于锻造而增加的一部分金属，称为敷料。
20122012-2-17
压力加工分类
锻压
锻造
自由锻 手工自由锻（打铁） 机器自由锻（锤类、压力机） 模锻
冲压
轧制 拉拔 挤压
20122012-2-17
金属在塑性变形中的特点
坯料体积不变， 坯料体积不变 ， 只是坯料形状和尺寸的 重新分配的结果（变形工艺） 重新分配的结果（变形工艺） 与切削加工比较， 与切削加工比较 ， 压力加工的生产效率 高，且能节约大量金属。 且能节约大量金属。 机械性能高 由于坯料在固态下成形， 由于坯料在固态下成形 ， 受成形工具的 限制， 限制，故产品的截面形状不能太复杂
20122012-2-17
纤维组织
热变形时， 晶粒和晶界上的杂质都被压扁 、 热变形时 ， 晶粒和晶界上的杂质都被压扁、 拉长，随即再结晶而得细小晶粒。 拉长，随即再结晶而得细小晶粒。而杂质沿着被 拉长的方向保留下来，形成了纤维组织。 拉长的方向保留下来，形成了纤维组织。 纤维组织稳定性很高，不能用热处理和其它 方法消除它，只有通过金属的塑性变形，方能改 变其方向和形状。因此，在设计和制造零件时， 应使零件工作时的最大正应力与纤维方向重合， 最大切应力与纤维方向垂直，并使纤维分布与零 件的轮廓相符合而不被切断。
如 ， 钢 的 熔 点 t 熔 为 1535℃ ， 则 t 再 1535℃ =0.04(1535+273)K=723K ， 即钢的再结晶温度t 04(1535+273)K=723K 即钢的再结晶温度 t 再=(723-237) ℃=450℃。 =(723-237) 450℃
20122012-2-17
20122012-2-17
金属的回复 金属的回复
当温度适当提高时，由于原子动能的增加， 当温度适当提高时，由于原子动能的增加，原 子扩散能力提高，使晶格畸变程度减轻， 子扩散能力提高，使晶格畸变程度减轻，内应 力明显减小。使加工硬化部分消除的现象。 力明显减小。使加工硬化部分消除的现象。这 一过程称回复，此温度称回复温度， 一过程称回复，此温度称回复温度，即
弹－塑性变形
若外力继续增加，超过其屈服强度时， 若外力继续增加，超过其屈服强度时，原子间距进一步增 加，原子沿着一定的晶面产生相对滑移（该面称滑移面） 原子沿着一定的晶面产生相对滑移（该面称滑移面）
塑性变形
外力去除后，原子在新的平衡位置上稳定下来， 外力去除后，原子在新的平衡位置上稳定下来，即弹性变 形恢复，但滑移变形保留下来， 形恢复，但滑移变形保留下来，即塑性变形
20122012-2-17
2.自由锻基本工序及应用 2.自由锻基本工序及应用
基本工序是使金属产生一定程度的塑性变形， 基本工序是使金属产生一定程度的塑性变形， 以达到所需形状及尺寸的工艺过程。如镦粗、 以达到所需形状及尺寸的工艺过程。如镦粗、 拔长、弯曲、冲孔、扭转、切割、错移、 拔长、弯曲、冲孔、扭转、切割、错移、镦台 阶等。 阶等。 辅助工序是为了使基本工序操作方便而进行 的预先变形工序。如压钢锭棱边、切肩等。 的预先变形工序。如压钢锭棱边、切肩等。 精整工序是用以减少锻件表面缺陷的工序。 精整工序是用以减少锻件表面缺陷的工序。 如清除锻件表面凹凸不平及整形等。 如清除锻件表面凹凸不平及整形等。
20122012-2-17
3.3 自由锻造及其工艺和结构设计基 础知识
1. 自由锻的实质、常用设备 自由锻的实质、 自由锻是利用冲击力或静压力， 自由锻是利用冲击力或静压力，使金属坯料 在上、下两个平抵铁间产生变形， 在上、下两个平抵铁间产生变形，而获得所需 形状和尺寸的锻性或毛坯的过程。 形状和尺寸的锻性或毛坯的过程。 自由锻所用工具通用性大，因而应用广泛， 对于大型锻件，自由锻是唯一的加工方法。其 设备有锻锤和液压机两大类。
T回=（0.25--0.3Fra bibliotek）T熔 25--0 30）
生产中对塑性变形后的工件进行低温退火， 生产中对塑性变形后的工件进行低温退火，就 是利用回复的原理。 是利用回复的原理。
如碳钢弹簧在冷卷后加热到250~300℃ 如碳钢弹簧在冷卷后加热到250~300℃，再缓慢冷却 以消除力应力。 以消除力应力。
20122012-2-17
确定坯料长度L 确定坯料长度L坯 1.坯料体积 V坯=G坯/坯料密度 ２.坯料长度 L坯=V坯/F坯
20122012-2-17
５.确定锻造工序
确定锻造工序是指确定锻件成形所 需的工序，并决定它们的顺序。
20122012-2-17
６.确定锻造设备
根据坯料的种类、 根据坯料的种类 、 质量及锻造的基 本工序、 设备的锻造能力等因素 ， 本工序 、 设备的锻造能力等因素， 结合 工厂具体条件综合考虑确定锻造设备。 工厂具体条件综合考虑确定锻造设备。
冷变形和热变形
（1）冷变形 在再结晶温度以下的变形叫冷变形。 在再结晶温度以下的变形叫冷变形 。 冷变形可提高工件的强度和硬度， 冷变形可提高工件的强度和硬度 ， 可获 得较高的精度和表面质量/ 得较高的精度和表面质量/ （2）热变形 在再结晶温度以上的变形称为热变形。 在再结晶温度以上的变形称为热变形。 热变形能以较小的功达到较大的变形， 热变形能以较小的功达到较大的变形 ， 且能获得较高机械性能的再结晶组织。 且能获得较高机械性能的再结晶组织。
K ------ 系数
20122012-2-17
(2).确定坯料尺寸 确定坏料直径D 确定坏料直径D坯 确定锻造比 Y锻; 确定锻件横截面积 F锻; 确定坯料横截面积 F坯; F 坯= Y 锻* F 锻 确定坏料直径D 确定坏料直径D坯 D坯＝sqr(4F坯/3.14415926) sqr(4 14415926)
金属压力加工
塑态成型
慨论
3.1 金属塑性变形的基本理论 3.2 自由锻 3.3 模锻 3.4 板料冲压
20122012-2-17
金属压力加工概论
压力加工是使金属材料在外力作用下产 生塑性变形， 永久变形 ） 生塑性变形 ， （ 永久变形） 以获得所需 形状、 形状 、 尺寸及机械性能的毛坯或零件的 一种热加工工艺 包括锻造和冲压 只适合塑性好的金属材料如中、 只适合塑性好的金属材料如中 、 低碳钢； 大多数有色金属及其合金