第三篇 金属塑性加工习体

金属的塑性变形习题1.名词解释塑性是指固体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。

塑性指标为了衡量金属塑性的高低，需要有一种数量上的指标变形速率金属塑性加工时单位时间内工件的平均变形程度变形抗力塑性变形时，变形金属抵抗塑性变形的力超塑性材料在一定内部条件下和外部条件下，呈现出异常低的流变抗力、异常高的流变性能的现象。

交滑移在晶体中，出现两个或多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移孪生变形晶体特定晶面（李晶面）的原子沿一定方向（李生方向）协同位移（称为切变）的结果包辛格效应在金属塑性加工过程中正向加载引起的塑性应变强化导致金属材料在随后的反向加载过程中呈现塑性应变软化（屈服极限降低）的现象。

残余应力引起附加应力的外因去处后，在物体内仍残存的应力叫残余应力，残余应力是弹性应力，不超过材料的屈服应力，也是相互平衡成对出现的。

最小阻力定律当物体各质点有在不同方向移动的可能时，变形物体内的每一个质点都将沿其最小阻力方向移动。

2.影响金属塑性的内因和外因有哪些？答案：影响金属塑性高低的主要因素有两方面：内因，金属本身的化学成分、组织结构等；外因，变形温度、变形速度、变形程度、应力状态、变形状态、尺寸以苏、周围介质等。

3.改善金属材料的工艺塑性有哪些途径，怎样才能获得金属材料的超塑性？答案（1）途径：①控制化学成分、改善组织结构，提高材料的成分和组织的均匀性；②采用合适的变形温度-速度制度；③选用三向压应力较强的变形过程，减小变形的不均匀性，尽量造成均匀的变形状态；④避免加热和加工时周围介质的不良影响。

(2)获得金属材料超塑性的方法：①超细等轴晶粒组织在一定温度区间和一定的变形速度条件可以获得恒温超塑性；②材料具有固态相变的特性，并在外加载荷作用下，在相变温度上下循环加热与冷却，诱发产生发福的组织结构变化时金属原子；发生剧烈运动而呈现出相变超塑性。

③有些材料在消除应力退火过程中，在应力作用下也可以得到超塑性。

一、简述“经典塑性力学”的主要内容，以及“现代塑性力学”的发展概况（选2～3个发展方向加以简单介绍）（20分）答：“经典塑性力学”的主要内容经典塑性理论主要基于凸性屈服面、正交法则和塑性势等概念，描述的是一种均匀连续的介质在外力作用下产生不可恢复的位移或滑移现象的唯象平均。

经典塑性理论主要基于以下三个方面：（1）初始屈服准则；（2）强化准则；（3）流动规则。

经典塑性力学的三个假设(1) 传统塑性势假设。

众所周知,传统塑性势是从弹性势借用过来的, 并非由固体力学原理导出。

因此这是一条假设。

按传统塑性势公式, 即可得出塑性主应变增量存在如下比例关系:(1)式中Q为塑性势函数。

可推证塑性主应变增量与主应力增量有如下关系: (2)由式(1)知式(2)中矩阵[Ap]中的各行元素必成比例,即有(3)且[Ap]的秩为1,它只有一个基向量,表明这种情况存在一个势函数。

由式(1)或式(2) 或传统塑性势理论,都可推知塑性应变增量的方向只与应力状态有关,而与应力增量无关,所以它的方向可由应力状态事先确定。

传统塑性势假设数学上表现为[Ap]中各行元素成比例及[Ap]的秩为1,物理上表现为存在一个势函数, 且塑性应变增量方向与应力具有唯一性。

(2)关联流动法则假设,假设屈服面与塑性势面相同。

无论在德鲁克塑性公设提出之后还是之前, 经典塑性力学中都一直引用这条假设。

对于稳定材料在每一应力循环中外载所作的附加应力功为非负,即有(4)式(4)本是用来判断材料稳定性的,而并非是普遍的客观规律。

然而有人错误地认为德鲁克公设可依据热力学导出, 即应力循环中弹性功为零, 塑性功必为非负,因而式(4)成立。

按功的定义,应力循环中,外载所作的真实功应为(5)式(5)表明,应力循环中只存在塑性功, 并按热力学定律必为非负。

由式(5)还可看出, 真实功与起点应力无关。

由此也说明附加应力功并非真实功, 它只能理解为应力循环中外载所作的真实功与起点应力所作的虚功之差(见下图) 。

1、何为正向挤压，说明其特点? 金属流出方向与挤压轴运动方向相同优点：⑴设备简单操作方便⑵制品表面质量好⑶制品外形尺寸变化灵活,不受筒径限制。

2、何为反挤压，说明其特点？挤压时，金属流出方向与轴运动方向相反，由于筒运动所以筒与金属无摩擦⑴金属流动较均匀,变形也较均匀⑵所需挤压力小，挤压速度快⑶制品的组织性能均匀，残余废料少。

缺点：⑴空心轴受强度限制,挤压制品尺寸受到限制⑵制品表面欠佳⑶设备结构复杂,需采用长行程的挤压筒,挤压周期较长。

3、挤压法有何优点? 优点：⑴具有最佳的应力状态和变形状态,能充分发挥金属的塑性，有些热塑性低的金属如Qsn6.5-0.1、Hpb63-3只有挤压才能生产。

⑵制品用一台设备可生产多品种管棒型线坯，而且可以生产断面变化形状复杂的型材和管材,如阶段变断面型材、带异型筋条的壁板型材、空心型材等⑶生产灵活性大⑷挤压制品尺寸精确，表面质量好并可直接出成品；⑸生产过程易实现自动化和机械化；⑹能最大限度满足冷加工提出的各种胚料尺寸要求，大大的简化了冷加工生产流程，提高了生产效率4、挤压过程分为哪几个过程？1)开始挤压阶段（填充挤压阶段）2)基本挤压阶段（平流挤压阶段）3)挤压终了阶段（紊流挤压阶段）5、叙述金属正向挤压时金属流动和变形规律？金属流动：中心＞边部,这是产生附加应力的原因变形：边部＞中心，后端＞前端，这是造成制品组织性能不均匀的原因6、基本挤压阶段有哪几个特殊区域？各有何作用？在挤压筒内的金属存在着两个难变形区A. 前端难变形区（死区，前端弹性区）在基本挤压阶段死区金属一般不产生塑变,也不参与流动死区的作用：死区大可阻碍金属表面氧化物流到制品表面上,对产品表面质量有好处B.后端难变形区（1).形成原因：是由于垫片和金属间的摩擦力作用和冷却的结果。

作用：阻止锭表面的金属氧化物过早流入制品内部形成挤压缩尾7、挤压缩尾有哪几种？说明其形成原因及减少措施？(1)中心缩尾形成原因：由于横向流动加剧，金属硬化速度加快摩擦力↑即dtτ↑，破坏了与dτp的平衡，促使外层金属向中心流动，沿后端难变形区界面流入中心而形成。

考试试卷〔一〕一、名词解释〔此题10分，每题2分〕1.热效应2.塑脆转变现象3.动态再结晶4.冷变形5.附加应力二.填空题〔此题10分，每题2分〕1.主变形图取决于______，与_____，，A 为材料常数，n 为硬化指数。

试问简单拉伸时材料出现细颈时的应变量为多少？3.试比较金属材料在冷，热变形后所产生的纤维组织异同及消除措施？4.以下两轧件在变形时轧件宽度方向哪一个均匀？随着加工的进行会出现什么现象？为什么？〔箭头表示轧制方向〕五、证明题〔此题10 分〕证明Mises 塑性条件可表达成：六、综合推导题〔此题20 分〕试用工程法推导粗糙砧面压缩矩形块〔Z 向不变形〕的变形力P 表达式，这里接触摩擦考试试卷〔二〕一、名词解释〔本小题10分，每题2分〕1.热变形2.弹塑性共存定律3.动态再结晶4.附加应力5.热效应二、填空题〔此题22 分，每题 2 分〕1.金属塑性加工时，工件所受的外力分为_______________ 和_______________2.主变形图有_______________ 种，各主应变分量必须满足条件是：________________________________________________________4.平面应变其应力状态的特点是σz ＝________________________________________5.材料模型简化为理想刚塑性材料是忽略了材料的_______________ 和______________________、_______、______________、________与_________________与________________与_______________、__________、______________________________________，即挤压时的变形温度为，则挤压速度为。

〔〕3.冷变形时形成的变形织构就是冷变形时晶粒被拉长、压扁而形成的纤维组织.〔〕4.金属的塑性好，则变形抗力一定会小。

第三章塑性成形一、思考题1. 常用的金属压力加工方法有哪些？各有何特点？2. 何为塑性变形？塑性变形的机理是什么？3. 碳钢在锻造范围内变形时，是否有加工硬化现象？4. 将直径150mm的圆钢，锻造成直径75mm的主轴。

试计算锻造比Y。

5. 铅的熔点327°C,鸨的熔点3380°Co铅在室温进行变形，鸨在900°C进行变形。

试判断它们属于何种塑性变形。

6. 用T12钢，锻造钳工用的刮刀，试用铁碳合金状态图，确定始锻温度及终锻温度，并简要说明理由。

7. 纤维组织是怎样形成的？它的存在有何利弊？8. 如何提高金属的塑性？最常有的措施是什么？9. “趁热打铁”的含意何在？10. 锻压工艺的成型特点是什么？锻件与铸件相比最显著的优点是什么？为什么？11. 为什么重要的巨型锻件必须采用自由锻造的方式制造？12. 重要的轴类锻件为什么在锻造过程中安排徹粗工序？13. 原始坯料长150mm若拔长450mm时，锻造比是？14. 试述自由锻、胎模锻和模锻的特点及适用范围。

15. 下列制品该选用那种锻造方法制作？活搬手（大批量）家用炉钩（单件）自行车大梁（大批量）铳床主轴（成批）大六角螺钉（成批）起重机吊钩（小批）万吨轮主传动轴（单件）16. 板料冲压生产有何特点？应用范围如何？17. 比较落料和拉深工序的凹凸模结构及间隙有什么不同？为什么？18. 冲模结构分为哪几类？各有何特点？19. 压力加工先进工艺有那些特点？20. 精密模锻需要那些措施才能保证产品的精度？21. 何谓超塑性？超塑性成形有何特点？22. 右图零件，用自由锻制坯，试修改零件结构设计不合理之处。

二、自测题判断题（正确的打"，错误的打X）1. 金属塑性变形时只产生形状的变化，而不发生体积的变化。

（）2. 可锻性是金属固有的一种属性，它不随压力加工方式的变化而变化。

（）3. 冷拔可以提高产品的强度和表面质量。

（）4. 金属经热锻并冷却后，锻件内部的晶粒沿变形方向拉长，并产生碎晶。

绪论0-1 请选择你生活学习中所接触的五种物品，写一篇约五千字的调研笔记，调查其从原料到该物品制造的全过程，运用你所学的知识分析制造这些物品所涉及的学科知识。

第一章应力分析与应变分析1-1 塑性加工的外力有哪些类型？1-2 内力的物理本质是什么？诱发内力的因素有哪些？1-3 何谓应力、全应力、正应力与切应力？塑性力学上应力的正、负号是如何规定的？1-4 何谓应力特征方程、应力不变量？1-5何谓主切应力、八面体应力和等效应力？它们在塑性加工上有何意义？1-6 何谓应力张量和张量分解方程？它有何意义？1-7 应力不变量（含应力偏张量不变量）有何物理意义？1-8 塑性变形的力学方程有哪几种？其力学意义和作用如何？1-9 锻造、轧制、挤压和拉拔的主力学图属何种类型？1-10变形与位移有何关系？何谓全量应变、增量应变？它们有何联系和区别？1-11简述塑性变形体积不变条件的力学意义。

1-12何谓变形速度？它们与工具速度、金属质点运动速度有何区别和联系？1-13何谓变形力学图？如何根据主应力图确定塑性变形的类型？1-14锻造、轧制、挤压和拉拔的变形力学图属何种类型？1-15塑性加工时的变形程度有哪几种表示方法？各有何特点？1-16已知一点的应力状态MPa，试求该应力空间中的斜截面上的正应力和切应力为多少？1-17现用电阻应变仪测得平面应力状态下与x轴成0°，45°，90°角方向上的应力值分别为，试问该平面上的主应力各为多少？1-18 试证明：（1）（2）1-19 一圆形薄壁管，平均半径为R，壁厚为t，二端受拉力P及扭矩M的作用，试求三个主应力的大小与方向。

1-20 两端封闭的薄壁圆管。

受轴向拉力P，扭矩M，内压力ρ作用，试求圆管柱面上一点的主应力的大小与方向。

其中管平均半径为R，壁厚为t，管长为l。

1-21已知平面应变状态下，变形体某点的位移函数为，，试求该点的应奕分量，并求出主应变的大小与方向。

第一章（p11）1.什么是应力？什么是应变？答：应力是试样单位横截面的拉力；应变是试样在应力作用下单位长度的伸长量2．缩颈现象在拉伸实验中当载荷超过拉断前所承受的最大载荷时，试样上有部分开始变细，出现了“缩颈”。

缩颈发生在拉伸曲线上bk段。

不是，塑性变形在产生缩颈现象前就已经发生，如果没有出现缩颈现象也不表示没有出现塑性变形。

布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？下列材料或零件通常采用哪种方法检查其硬度？库存钢材硬质合金刀头锻件台虎钳钳口洛氏硬度法测试简便，缺点是测量费时，且压痕较大，不适于成品检验。

布氏硬度法测试值较稳定，准确度较洛氏法高。

；迅速，因压痕小，不损伤零件，可用于成品检验。

其缺点是测得的硬度值重复性较差，需在不同部位测量数次。

硬质合金刀头，台虎钳钳口用洛氏硬度法检验。

库存钢材和锻件用布氏硬度法检验。

第五题下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么?σb抗拉强度它是指金属材料在拉断前所能承受的最大应力.σs屈服点它是指拉伸试样产生屈服时的应力。

σ2.0规定残余拉伸强度σ1-疲劳强度它是指金属材料在应力可经受无数次应力循环不发生疲劳断裂，此应力称为材料的疲劳强度。

σ应力它指试样单位横截面的拉力。

a K冲击韧度它是指金属材料断裂前吸收的变形能量的能力韧性。

HRC 洛氏硬度它是指将金刚石圆锥体施以100N的初始压力，使得压头与试样始终保持紧密接触，然后，向压头施加主载荷，保持数秒后卸除主载荷。

以残余压痕深度计算其硬度值。

HBS 布氏硬度它是指用钢球直径为10mm，载荷为3000N为压头测试出的金属的布氏硬度。

HBW 布氏硬度它是指以硬质合金球为压头的新型布氏度计。

第二章（p23）(1)什么是“过冷现象”?过冷度指什么？答：实际结晶温度低于理论结晶温度（平衡结晶温度），这种线性称为“过冷”。

理论结晶温度与实际结晶温度之差，称为过冷度。

（2）金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响？细化晶粒的途径有哪些？答：金属的晶粒粗细对其力学性能有很大影响。

注：第3、11、12、14、18、26、32、40题为课堂作业题型1.应力图示有几种？变形图示有几种？什么叫变形力学图示？它有什么作用？应力图示共有九种，变形图示只有三种。

变形力学图示：包括应力图示和变形图示，通过应力图示可以定性判断材料在变形过程中塑性高低以及变形过程中单位变形力的大小。

通过应变图示可以判断材料在变形过程中金属的流向。

3.绝对值相等的两向异号应力状态，试分析其应变状态。

解：由于σ1>σ2＞σ3故取｜σ1｜=｜σ3｜σ2＝0而σm＝1/3（σ1＋σ2＋σ3）=0∴σ1’＝σ1－σm＞0σ2’＝0σ3’＝σ3－σm＜0 所以其应变状态为一向伸长，一向缩短。

4．体心立方晶体和面心立方晶体，哪个塑性更好？为什么？面心更好。

因为面心立方的滑移系虽然与体心立方一样多，但其滑移方向更多，滑移方向对滑移的贡献比滑移面大，所以滑移方向越多，塑性越好。

故面心立方塑性更好。

5.滑移有哪些特点？①滑移是位错逐步移动的过程，并不是刚性的整体移动。

②滑移是沿滑移面和滑移方向进行的。

③滑移距离是原子间距的整数倍。

④滑移过程是位错不断增殖的过程。

⑤滑移是不均匀的，有先后的。

6．什么叫几何硬化？几何软化？几何硬化：由于晶体发生转动，使滑移系由有利方位转到无利方位的过程几何软化：由于晶体发生转动，使滑移系由无利方位转到有利方位的过程7．什么叫双滑移？交滑移？各有哪些特点？双滑移：滑移在二个不同的滑移面和二个不同的滑移方向上进行。

特点：(a)二个滑移系交替进行滑移。

滑移→晶体转动→不利方位→几何硬化(b)滑移阻力大，新旧滑移面互相切割，使变形阻力↑。

交滑移：滑移在二个不同的滑移面和一个相同的滑移方向上进行。

特点：(a)只有螺位错才能产生交滑移。

(b)交滑移能使受阻的位错重新开动，变形继续进行。

（注：体心立方晶体最易发生交滑移）。

8．什么叫孪生？孪生有哪些特点？孪生：在切应力作用下，晶体的一部分沿一定的晶面和晶向与另一部分发生镜面对称的形态。

金属塑形加工习题答案金属塑形加工习题答案在金属加工领域中，金属塑形加工是一种常见的工艺，广泛应用于制造业中。

金属塑形加工的目的是通过施加力量和热量来改变金属的形状和尺寸，以满足特定的需求。

本文将为您提供一些常见的金属塑形加工习题答案，希望能对您的学习和理解有所帮助。

1. 什么是金属塑性变形？金属塑性变形是指在一定条件下，金属材料在外力作用下发生变形而不断改变其原有形状的过程。

金属具有良好的塑性，可以通过压力、拉伸、弯曲等方式进行塑性变形。

2. 金属塑性变形的分类有哪些？金属塑性变形可分为冷加工和热加工两种方式。

冷加工是在室温下进行的金属塑性变形，常见的有冷轧、冷拔、冷冲等。

热加工是在高温下进行的金属塑性变形，常见的有热轧、热挤压、热锻等。

3. 金属塑性变形的优点是什么？金属塑性变形具有以下优点：- 可以获得复杂的形状和尺寸；- 可以提高金属材料的强度和硬度；- 可以改善金属材料的机械性能；- 可以提高金属材料的表面质量。

4. 金属塑性变形的缺点是什么？金属塑性变形也存在一些缺点：- 可能引起金属材料的变形和损伤；- 可能导致金属材料的晶粒细化和组织变化；- 可能引起金属材料的残余应力和变形失真。

5. 金属塑性变形的影响因素有哪些？金属塑性变形的影响因素包括：- 温度：温度的升高可以提高金属的塑性，使其更容易发生塑性变形；- 应变速率：应变速率的增加可以增加金属的应力，促使其发生塑性变形；- 应变量：应变量的增加可以使金属发生更大程度的塑性变形；- 金属材料的性质：不同的金属材料具有不同的塑性，对塑性变形的影响也不同。

6. 金属塑性变形的常见工艺有哪些？金属塑性变形的常见工艺包括：- 冷轧：将金属材料经过多次轧制，使其在室温下发生塑性变形，获得所需的形状和尺寸；- 热轧：将金属材料加热至较高温度，然后经过轧制，使其在高温下发生塑性变形；- 冷拔：将金属材料通过模具的拉伸作用，使其在室温下发生塑性变形，获得所需的形状和尺寸；- 热挤压：将金属材料加热至较高温度，然后通过模具的挤压作用，使其在高温下发生塑性变形；- 热锻：将金属材料加热至较高温度，然后通过模具的压制作用，使其在高温下发生塑性变形。

第一章 绪论1. 什么是金属的塑性？什么是塑性成型？塑性成型有何特点？2. 试述塑性成型的一般分类。

3. 本课程的任务是什么？第二章 金属塑性变形的物理基础1. 简述滑移系和孪生两种塑性变形机理的主要区别。

2. 设有一简单立方结构的双晶体，如图2-75所示，如果该金属的滑移系是｛100｝<100>，试问在应力作用下该双晶体中哪个晶体首先发生滑移？为什么？图 2-753. 试分析多晶体塑性变形的特点。

4. 试分析晶粒大小对金属的塑形和变形抗力的影响。

5. 什么是加工硬化？产生加工硬化的原因是什么？加工硬化对塑形加工生产有何利弊？6. 什么是动态回复？为什么说动态回复是热塑形变形的主要软化机制？7. 什么是动态再结晶？影响动态再结晶的主要因素有哪些？8. 什么是扩散性蠕变？为什么在高温和低速条件下这种塑性变形机理所起的作用越大？ 9. 钢锭经过热加工变形后其组织和性能发生什么变化？ 10. 冷变形金属和热变形金属的纤维组织有何不同？11. 与常规的塑形变形相比，超塑性变形具有哪些主要特征？ 12. 什么是细晶超塑形？什么是相变超塑形？ 13. 超塑性变形力学方程mK Yε=中，m 的物理意义是什么？14. 什么是晶界滑动和扩散蠕变联合机理（A-V 机理）？试用该机理解释一些超塑形变形现象。

15. 什么是塑性？什么是塑性指标？为什么说塑性指标只具有相对意义？ 16. 举例说明杂质元素和合金元素对钢的塑形的影响。

17. 试分析单相与多相组织、锻造组织与铸造组织对金属塑性的影响。

18. 变形温度对金属塑性的影响基本元素规律是什么？19. 什么是温度效应？冷变形和热变形时变形速度对塑形的影响有何不同？ 20. 试结合生产实例说明应力状态对金属塑形的影响。

第三章 金属塑性变形的力学基础1. 如何完整地表示受力物体内任一点的应力状态？原因何在（用文字叙述）？2. 叙述下列术语的定义或含义：张量；应力张量；应力张量不变量；主应力；主切应力；最大切应力；主应力简图；八面体应力；等效应力；平面应力状态；平面应变状态；轴对称应力状态。

《金属塑性成形原理》习题（2）答案一、填空题1. 设平面三角形单元内部任意点的位移采用如下的线性多项式来表示：，则单元内任一点外的应变可表示为＝。

2. 塑性是指：在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力。

3. 金属单晶体变形的两种主要方式有：滑移和孪生。

4. 等效应力表达式：。

5.一点的代数值最大的 __ 主应力 __ 的指向称为第一主方向，由第一主方向顺时针转所得滑移线即为线。

6. 平面变形问题中与变形平面垂直方向的应力σ z = 。

7．塑性成形中的三种摩擦状态分别是：干摩擦、边界摩擦、流体摩擦。

8．对数应变的特点是具有真实性、可靠性和可加性。

9．就大多数金属而言，其总的趋势是，随着温度的升高，塑性提高。

10．钢冷挤压前，需要对坯料表面进行磷化皂化润滑处理。

11．为了提高润滑剂的润滑、耐磨、防腐等性能常在润滑油中加入的少量活性物质的总称叫添加剂。

12．材料在一定的条件下，其拉伸变形的延伸率超过１００％的现象叫超塑性。

13．韧性金属材料屈服时，密席斯（Mises）准则较符合实际的。

14．硫元素的存在使得碳钢易于产生热脆。

15．塑性变形时不产生硬化的材料叫做理想塑性材料。

16．应力状态中的压应力，能充分发挥材料的塑性。

17．平面应变时，其平均正应力 m 等于中间主应力 2。

18．钢材中磷使钢的强度、硬度提高，塑性、韧性降低。

19．材料经过连续两次拉伸变形，第一次的真实应变为 1＝０.1，第二次的真实应变为 2＝０.25，则总的真实应变 ＝0.35 。

20．塑性指标的常用测量方法拉伸试验法与压缩试验法。

21．弹性变形机理原子间距的变化；塑性变形机理位错运动为主。

二、下列各小题均有多个答案，选择最适合的一个填于横线上1．塑性变形时，工具表面的粗糙度对摩擦系数的影响A工件表面的粗糙度对摩擦系数的影响。

Ａ、大于；Ｂ、等于；Ｃ、小于；2．塑性变形时不产生硬化的材料叫做A。

Ａ、理想塑性材料；Ｂ、理想弹性材料；Ｃ、硬化材料；3．用近似平衡微分方程和近似塑性条件求解塑性成形问题的方法称为B。

金属塑性加工理论题编1. 金属晶体的三种基本类型是什么？在晶格中分别有哪种间隙位置？答：（1）体心立方晶体（bcc）；（2）面心立方晶格（fcc）；(3)密排六方（hcp）。

(4)四面间隙和八面间隙2. 晶体与非晶体的区别？晶体最大的特点是什么？答：（1）在晶体中，原子长程有序排列，而非晶体的原子散乱排列，短程有序；（2）晶体有一定的熔点，而非晶体没有；（3）晶体的性能具有各向异性，有规则的几何形状，非晶体具有各向同性，形状不规则。

3. 根据在常温、静载荷下，材料被拉断前的塑性变形的大小，将材料分成哪两类?答：塑性材料和脆性材料。

塑性材料：断裂前发生较大塑性变形的材料，如低碳钢等；脆性材料：断裂前塑性变形很小的材料，如铸铁等。

4.什么叫单晶体？什么是晶界，小角度晶界，大角度晶界？单晶体：晶体内部晶格位置完全一致的晶体。

晶界：在金属多晶体中，晶粒之间存在着界面，简称晶界。

晶界的结构和性能取决于相邻晶粒位相差的大小，位相差小于15˚的称为小晶界，反之称为大晶界。

5.什么是晶界缺陷？有哪几类？什么是晶格畸变？它分为哪几种？晶体缺陷：实际金属中原子排列的不完整性称为晶体缺陷，按几何形态分为：（1）点缺陷：常见的有三种：空位、间隙原子、置换原子；（2）线缺陷：位错（3）面缺陷：包括晶体的外表面和晶体内部的晶粒间界、亚晶界、相界面等。

晶格畸变：晶体原子偏离平衡位置产生晶格畸变。

偏离越大则畸变越严重。

可分为静畸变和动畸变两种。

6.什么是结晶？金属从液态经冷却转变为固态的过程即原子由排列不规则的液态转变为规则排列的晶体态的过程，就是结晶。

7.什么是结晶的过冷现象？什么是过冷度？过冷现象：金属实际结晶温度T n低于理论结晶温度T0 的现象。

过冷是结晶的必要条件。

过冷度：ΔT-=T0-T n，过冷度在不同的冷却条件下不一致，结晶时冷却速度越大，过冷度越大，金属的实际结晶温度越低。

8. 怎样控制金属结晶后晶粒的大小？（1）增加过冷度；（2）变质处理--又叫孕育处理，在液态金属结晶前加入变质剂，促进形核，抑制长大。

中南大学考试试卷答案一、名词解释（本题18分，每小题3分）1.最小阻值定律：塑性变形过程中，物体各质点将向着阻力最小的方向流动。

2.干摩擦：不存在任何外来介质时金属与工具的接触表面之间的摩擦。

3.热变性：变形金属在完全再结晶条件下进行的塑性变形。

4.塑性状态图：表示金属指标与变形温度及加载方式的关系曲线图形。

5.金属塑性加工的热力学条件：变形温度、变形速度、变形程度。

6.多晶体的晶向变形机构：晶粒的转动与移动、溶解-沉淀机构、非晶结构。

二、填空题（本题12分，每小题2分）1.弹性变性、均匀塑性变形、破裂2.3种、3.弹性形状能改变(或、、)达到定值材料屈服、平面应变(或)时4成比例5.中性变载、弹性、塑性6.平衡、塑性条件三、判断题（对者打√，错者打×）（本题12分，每小题2分）1.(√)2.(×)3.(×)4.(×)5.(×)6.(√)四、计算与简答题（本题38分，1-3小题每小题6分，4,5小题每小题10分）1.答：2.答：它们考虑了弹性变形第一条适合冷加工；第二条适合热加工3.答：异号主应力所需的变形力小的原因可以用塑性条件来说明由Mises塑性条件，假设不变若主应力值绝对大小固定，由上式可知：异号应力的大于同号应力的，即异号应力的大异号应力更容易满足塑性条件4.答：五图：变形力学图、相图(合金状态图)、塑性图、变形抗力图、第二类再结晶图。

5.答：产生表面周期性裂纹的原因：金属外层受挤压筒和凹模具的接触摩擦的阻滞作用。

或表面温度降低使得表层的金属流动慢，受到附加拉应力(中心受附加压应力)，此附加拉应力越接近出口，其值越大，与基本应力合成后，当工作应力达到金属的抗拉强度时，就会产生向内扩展的表面裂纹。

某些金属，塑性区强度范围窄，或易粘模。

当挤压速度过快，温度升高，当实际挤压温度超过临界温度时，挤压圆棒也会出现裂纹。

周期性裂纹：一条裂纹出现后，应力松弛，继续变形，应力积累，又出现下一条裂纹。

第三篇--金属塑性加工习体教学提纲第三篇金属塑性加工一、填空题1.金属的可锻性就金属的本身来说主要取决于金属的塑性和变形抗力。

2.冲模可分为简单冲模、__连续冲模___和复合冲模三种。

3.落料时，凹模刃口尺寸等于工件尺寸。

4.冲孔时，凸模刃口尺寸等于工件尺寸。

5.金属塑性变形的基本方式是热变形和冷变形。

6.模锻不能锻出通孔，中间一般会有冲孔连皮。

7.金属的塑性越好，变形抗力越小，则金属的可锻性越好。

8.对于形状较复杂的毛坯一般采用铸造加工方法。

9.冷变形后金属的强度增加，塑性降低。

10.锻压是_ _锻造___和____冲压____的总称。

11.按锻造的加工方式不同，锻造可分为自由锻、 _模锻___等类型12.自由锻造的基本工序主要有镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切断等，自由锻造按使用设备不同，又可分为手工锻造和机器锻造。

13.冲压的基本工序可分为两大类，一是分离工序，二是成型工序。

14.根据胎模的结构特点，胎模可分为扣模、筒模和合模等。

15.分离工序是指使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离的冲压工序，主要有切断、冲孔、落料、切口等。

16.改善金属可锻性的有效措施是提高金属变形时的温度。

17.纤维组织的明显程度与金属的变形程度有关。

变形程度越大，纤维组织越__明显18.模锻件上垂直于锤击方向的表面必需具有斜度，以便于从模膛中取出锻件。

19.分模面最好是一个平面，以便于锻模的安装与调试，并防止锻造过程中上下锻模错动。

20.再结晶温度以上的塑性变形叫____热变形___。

21.再结晶温度以下的塑性变形叫____冷变形___。

22.锻造完成的螺钉比切削出来的螺钉质量__要好 ___。

23.冷挤压与热挤压相比，坯料氧化脱碳少，表面粗糙度值较低，产品尺寸精度较高。

24.拉深系数越小，表明拉深件直径越小，变形程度越大，坯料被拉入凹模越困难，易产生拉穿废品。

25.间隙的大小也影响模具的寿命，间隙过小，模具的寿命将降低。

1.什么是金属的塑性？什么是塑性成形？塑性成形有何特点？塑性----在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力；塑性变形----当作用在物体上的外力取消后，物体的变形不能完全恢复而产生的残余变形；塑性成形----金属材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使其成型并获得一定力学性能的加工方法，也称塑性加工或压力加工；塑性成形的特点：①组织、性能好②材料利用率高③尺寸精度高④生产效率高2.试述塑性成形的一般分类。

Ⅰ.按成型特点可分为块料成形(也称体积成形)和板料成型两大类1）块料成型是在塑性成形过程中靠体积转移和分配来实现的。

可分为一次成型和二次加工。

一次加工：①轧制----是将金属坯料通过两个旋转轧辊间的特定空间使其产生塑性变形，以获得一定截面形状材料的塑性成形方法。

分纵轧、横轧、斜轧；用于生产型材、板材和管材。

②挤压----是在大截面坯料的后端施加一定的压力，将金属坯料通过一定形状和尺寸的模孔使其产生塑性变形，以获得符合模孔截面形状的小截面坯料或零件的塑性成形方法。

分正挤压、反挤压和复合挤压；适于(低塑性的)型材、管材和零件。

③拉拔----是在金属坯料的前端施加一定的拉力，将金属坯料通过一定形状、尺寸的模孔使其产生塑性变形，以获得与模孔形状、尺寸相同的小截面坯料的塑性成形方法。

生产棒材、管材和线材。

二次加工：①自由锻----是在锻锤或水压机上，利用简单的工具将金属锭料或坯料锻成所需的形状和尺寸的加工方法。

精度低，生产率不高，用于单件小批量或大锻件。

②模锻----是将金属坯料放在与成平形状、尺寸相同的模腔中使其产生塑性变形，从而获得与模腔形状、尺寸相同的坯料或零件的加工方法。

分开式模锻和闭式模锻。

2）板料成型一般称为冲压。

分为分离工序和成形工序。

分离工序：用于使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离，如冲裁、剪切等工序；成型工序：用来使坯料在不破坏的条件下发生塑性变形，成为具有要求形状和尺寸的零件，如弯曲、拉深等工序。

金属塑性加工原理习题绪论0-1请选择你生活学习中所接触的五种物品，写一篇约五千字的调研笔记，调查其从原料到该物品制造的全过程，运用你所学的知识分析制造这些物品所涉及的学科知识。

第一章形变分析与快速反应分析1-1塑性加工的外力有哪些类型？1-2内力的物理本质就是什么？引致内力的因素存有哪些？1-3何谓应力、全应力、正应力与切应力？塑性力学上应力的正、负号是如何规定的？1-4何谓应力特征方程、应力不变量？1-5何谓主切形变、八面体形变和等效应力？它们在塑性加工上有何意义？1-6何谓形变张量和张量水解方程？它有何意义？1-7形变不变量（不含形变略偏张量不变量）有何物理意义？1-8塑性变形的力学方程存有哪几种？其力学意义和促进作用如何？1-9切削、合金钢、侵蚀和Chhatarpur的主力学图属于何种类型？1-10变形与位移有何关系？何谓全量应变、增量应变？它们有何联系和区别？1-11简述塑性变形体积不变条件的力学意义。

1-12何谓变形速度？它们与工具速度、金属质点运动速度有何区别和联系？1-13何谓变形力学图？如何根据主应力图确认塑性变形的类型？1-14切削、合金钢、侵蚀和Chhatarpur的变形力学图属何种类型？1-15塑性加工时的变形程度存有哪几种则表示方法？各有何特点？1-16已知一点的应力状态的斜横截面上的也已形变和切应力mpa，试求该形变空间中为多少？，1-17现用电阻应变仪测得平面形变状态下与x轴变成0°，45°，90°角方向上的形变值分别为何况该平面上的主应力1-18试证明：各为多少？（1）（2）1-19一圆形薄壁管，平均值半径为r，壁薄为t，二端受到拉力p及扭矩m的促进作用，试求三个主应力的大小与方向。

1-20两端半封闭的薄壁圆管。

受到轴向拉力p，扭矩m，内压力ρ促进作用，试求圆管柱面上一点的主应力的大小与方向。

其中管平均半径为r，壁厚为t，管长为l。

1-21未知平面快速反应状态下，变形体某点的加速度函数为，，试求该点的应奕分量，并求出主应变的大小与方向。