材料成型工艺基础金属塑性成形

第一章金属液态成形‎1.①液态合金的充‎型能力是指熔‎融合金充满型‎腔，获得轮廓清晰‎、形状完整的优‎质铸件的能力‎。

②流动性好，熔融合金充填‎铸型的能力强‎，易于获得尺寸‎准确、外形完整的铸‎件。

流动性不好，则充型能力差‎，铸件容易产生‎冷隔、气孔等缺陷。

③成分不同的合‎金具有不同的‎结晶特性，共晶成分合金‎的流动性最好‎，纯金属次之，最后是固溶体‎合金。

④相比于铸钢，铸铁更接近更‎接近共晶成分‎，结晶温度区间‎较小，因而流动性较‎好。

2.浇铸温度过高‎会使合金的收‎缩量增加，吸气增多，氧化严重，反而是铸件容‎易产生缩孔、缩松、粘砂、夹杂等缺陷。

3.缩孔和缩松的‎存在会减小铸‎件的有效承载‎面积，并会引起应力‎集中，导致铸件的力‎学性能下降。

缩孔大而集中‎，更容易被发现‎，可以通过一定‎的工艺将其移‎出铸件体外，缩松小而分散‎，在铸件中或多‎或少都存在着‎，对于一般铸件‎来说，往往不把它作‎为一种缺陷来‎看，只有要求铸件‎的气密性高的‎时候才会防止‎。

4 液态合金充满‎型腔后，在冷却凝固过‎程中，若液态收缩和‎凝固收缩缩减‎的体积得不到‎补足，便会在铸件的‎最后凝固部位‎形成一些空洞‎，大而集中的空‎洞成为缩孔，小而分散的空‎洞称为缩松。

浇不足是沙型‎没有全部充满‎。

冷隔是铸造后‎的工件稍受一‎定力后就出现‎裂纹或断裂，在断口出现氧‎化夹杂物，或者没有融合‎到一起。

出气口目的是‎在浇铸的过程‎中使型腔内的‎气体排出，防止铸件产生‎气孔，也便于观察浇‎铸情况。

而冒口是为避‎免铸件出现缺‎陷而附加在铸‎件上方或侧面‎的补充部分。

逐层凝固过程‎中其断面上固‎相和液相由一‎条界线清楚地‎分开。

定向凝固中熔‎融合金沿着与‎热流相反的方‎向按照要求的‎结晶取向进行‎凝固。

5.定向凝固原则‎是在铸件可能‎出现缩孔的厚‎大部位安放冒‎口，并同时采用其‎他工艺措施，使铸件上远离‎冒口的部位到‎冒口之间建立‎一个逐渐递增‎的温度梯度，从而实现由远‎离冒口的部位‎像冒口方向顺‎序地凝固。

金属塑性成形原理复习指南第一章绪论1、基本概念塑性:在外力作用下材料发生永久性变形，并保持其完整性的能力。

塑性变形: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永久变形成为塑性变形。

塑性成型:材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使其成形并获得一定的力学性能的加工方法。

2、塑性成形的特点1）其组织、性能都能得到改善和提高。

2）材料利用率高。

3）用塑性成形方法得到的工件可以达到较高的精度。

4）塑性成形方法具有很高的生产率。

3、塑性成形的典型工艺一次成形（轧制、拉拔、挤压）体积成形塑性成型分离成形（落料、冲孔）板料成形变形成形（拉深、翻边、张形）第二章金属塑性成形的物理基础1、冷塑性成形晶内：滑移和孪晶（滑移为主）滑移性能（面心>体心>密排六方）晶间：转动和滑动滑移的方向：原子密度最大的方向。

塑性变形的特点：① 各晶粒变形的不同时性；② 各晶粒变形的相互协调性；③ 晶粒与晶粒之间和晶粒内部与晶界附近区域之间变形的不均匀性。

合金使塑性下降。

2、热塑性成形软化方式可分为以下几种：动态回复，动态再结晶，静态回复，静态再结晶等。

金属热塑性变形机理主要有：晶内滑移，晶内孪生，晶界滑移和扩散蠕变等。

3、金属的塑性金属塑性表示方法：延伸率、断面收缩率、最大压缩率、扭转角（或扭转数）塑性指标实验：拉伸试验、镦粗试验、扭转试验、杯突试验。

非金属的影响：P冷脆性 S、O 热脆性 N 蓝脆性 H 氢脆应力状态的影响：三相应力状态塑性好。

超塑性工艺方法：细晶超塑性、相变超塑性第三章金属塑性成形的力学基础第一节应力分析1、塑性力学基本假设：连续性假设、匀质性假设、各向同性假设、初应力为零、体积力为零、体积不变假设。

2、张量的性质1、存在不变量，张量的分量一定可以组成某些函数f(Tij),这些函数的值不随坐标而变。

2、2阶对称张量存在三个主轴和三个主值；张量角标不同的分量都为零时的坐标轴方向为主轴，三个角标相同的分量为值。

《材料成形技术基础》总复习思考题一、基本概念加工硬化、轧制成形、热塑性成形、冷塑性成形、变形速度、塑性变形能力（可锻性）、自由锻造、模型锻造、敷料（余块）、锻造比、镦粗、拔长、冲孔、落料、拉深、拉深系数、反挤压成形、正挤压。

二、是非判断1、塑性是金属固有的一种属性，它不随变形方式或变形条件的变化而变化。

（）2、对于塑性较低的合金材料进行塑性加工时拟采用挤压变形方式效果最好。

（）3、自由锻是生产单件小批量锻件最经济的方法，也是生产重型、大型锻件的惟一方法。

（）4、锻件图上的敷料或余块和加工余量都是在零件图上增加的部分，但两者作用不同。

（）5、模膛深度越深，其拔模斜度就越大。

（）6、对正方体毛坯进行完全镦粗变形时，可得到近似于圆形截面的毛坯。

（）7、对长方体毛坯进行整体镦粗时，金属沿长度方向流动的速度大于横向流动的速度。

（）8、塑性变形过程中一定伴随着弹性变形。

（）9、金属在塑性变形时，压应力数目越多，则表现出的塑性就越好。

（）10、金属变形程度越大，纤维组织越明显，导致其各向异性也就越明显。

（）11、金属变形后的纤维组织稳定性极强，其分布状况一般不能通过热处理消除，只能通过在不同方向上的塑性成形后才能改变。

（）12、材料的变形程度在塑性加工中常用锻造比来表示。

（）13、材料的锻造温度范围是指始锻温度与终锻温度之间的温度。

（）14、加热是提高金属塑性的常用措施。

（）15、将碳钢加热到250℃后进行的塑性变形称为热塑性变性。

（）16、自由锻造成形时，金属在两砧块间受力变形，在其它方向自由流动。

（）17、镦粗、拔长、冲孔工序属于自由锻的基本工序。

（）18、模锻件的通孔可以直接锻造出来。

（）19、可锻铸铁可以进行锻造加工。

（）20、始锻温度过高会导致锻件出现过热和过烧缺陷。

（）21、热模锻成形时，终锻模膛的形状与尺寸与冷锻件相同。

（）22、金属的锻造性与材料的性能有关，而与变形的方式无关。

（）23、模锻件的精度取决于终锻模膛的精度。

金属塑性成形原理pdf
金属塑性成形（MPM）是一种成型工艺，它包括冷弯折形、冷拉伸、热弯形、热拉伸、冲压和挤压等，它能够将金属材料塑性变形，从而制造成各种形状和尺寸的部件或零件。

虽然它与铸造有许多相似之处，但具有明显的不同，它更多的是在金属材料弯折或拉伸的基础上进行裁剪和成型。

金属塑性成形的主要原理是材料的塑性变形，当金属或其它金属材料受力时，它会发生塑性变形，例如在冷弯折形时，金属材料会受到压力而不会断裂。

冷拉伸的原理与冷弯折形的原理基本相同，只是它使用的是拉伸力而非压力。

热弯形和热拉伸原理与冷弯折形和冷拉伸的原理大致相同，只是需要加热材料来使其塑性变形。

冲压和挤压是两种机器成型工艺，它们通过对金属材料施加压力而产生细小的型腔，从而制造出不同形状的部件或零件。

金属塑性成形的另一个重要原理是金属温度、应力和应变。

温度变化会影响材料的变形性能，应力和应变是金属材料变形的两个重要参数，它们可以帮助确定材料的力学性能，从而选择合适的成形工艺来完成成型任务。

最后，成形过程中还需要考虑工具的
使用，例如冲床、挤压机、回转机等，这些工具可以应用到金属塑性成形中，使金属材料发挥更好的塑性变形性能。

总之，金属塑性成形技术的主要原理是材料的塑性变形，应力、应变和温度等因素的影响，以及工具的使用。

这些原理可以用来帮助确定正确的成型工艺和工具，从而产生精确度相当高的金属零件。

金属塑性成型原理第一章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。

金属塑性成形原理1：试述塑性成型的一般分类。

1按成形特点分;块料和板料成形。

其中块料成形分为一次加工和2次加工。

一次加工包括轧制、挤压、拉拔等加工方法。

二次加工包括自由锻、模锻等加工方法。

2按成形时工件的温度分为热成形，冷成形，温成形。

2：在冷态下塑性变形的主要形式是什么？为什么？1在冷态条件下，多晶体的塑性变形是晶内变形，而晶内变形的主要方式是滑移。

2这是因为晶界存在各种缺陷，能量较高，在外力作用下不易变形，在冷态下条件下，晶界强度高于晶内，其变形比晶内困难，还由于晶粒在生成过程中，各晶粒相互接触，形成犬牙交错状态，造成对晶界滑移机械的阻碍作用，如果晶界变形，容易引起晶界结构的破坏，和裂纹产生，因此晶间变形只能很小。

3：多晶体金属塑性变形的特点是什么？1各晶粒变形的不同时性，2，各晶粒变形具有相互协调性。

3晶粒与晶粒之间，晶粒内部与晶界附近区域之间的变形具有不均匀性。

4：细晶对变形抗力的影响？1，滑移是由一个晶粒转移到另一个晶粒，主要取决于晶粒、晶界附近位错塞积群产生的产力场是否能够激发相晶粒中的位错源开动起来，以进行协调性的次滑移，而位错塞积群应力场的强弱与塞积位错数目n有关，n越大，应力场就越大，位错源开动的时间就越长，位错数也就越大，因此，粗晶金属的变形比较容易，而细晶粒则需要更大的外力作用才能使相邻晶粒发生塑性变形，即晶粒越细小，金属的变形抗力越大。

5：细晶对金属塑性的影响？1，在一定的体积内，细晶粒的数目多于粗晶粒的数目，因而塑性变形是位向有利的晶粒也较多，变形能均匀地分散到各个晶粒上。

2从每个晶粒的应变分布来看，细晶粒时，晶界的影响区域相对加大，使得晶粒心部的应变与晶界处的应变差异性减小，细晶粒金属的变形不均匀性也较小，因此引起的应力集中必然减小，内应力较均匀，因而金属断裂前可以承受塑性变形量更大。

6：冷塑性变形对金属组织的影响？1，晶粒形状的变化，金属经冷变形加工后，晶粒形状变化趋势与金属宏观变形一致，2，晶粒内部产生亚结构，3晶粒位向改变，产生变形织构。

材料成型力学原理部分第十四章金属塑性变形的物理基础1、塑形成形：利用金属的塑性，使金属在外力作用下成形的一种加工方法，亦称金属塑性加工或金属压力加工。

2、金属塑性成形的优点：生产效率高、材料利用率高、组织性能亦改变、尺寸精度高。

3、塑性成形工艺：锻造、轧制、拉拔、挤压、冲裁、成型4、金属冷塑形变形的形式：1、晶内变形：滑移和孪生2、晶间变形：晶粒间发生相互滑动和转动5、加工硬化：在常温状态下，金属的流动应力随变形程度的增加而上升，为了使变形继续下去，就需要增加变形外力或变形功。

（指应变对时间的变化率）6、热塑性变形时金属组织和性能的变化1、改善晶粒组织2、锻合内部缺陷3、破碎并改善碳化物和非金属夹杂物在钢中的分布4、形成纤维组织5、改善偏析7、织构的理解：多晶体取向分布状态明显偏离随机分布的取向分布结构。

8、细化晶粒：1、晶粒越细小，利于变形方向的晶粒越多2、滑移从晶粒内发生止于晶界处，晶界越多变形抗力越大9、热塑性变形机理：晶内滑移、晶界滑移和扩散蠕变10、塑性：不可逆变形，表征金属的形变能力11、塑性指标：金属在破坏前产生的最大变形程度12、影响塑性的因素：1、化学成分和合金成分对金属塑性的影响2、组织状态对金属塑性的影响3、变形温度4、应变速率5、应力状态13、单位流动压力P：接触面上平均单位面积上的变形力14、碳和杂质元素的影响碳：其含量越高，塑性越差；磷：冷脆；硫：热脆性；氧：热脆性；氮：时效脆性、蓝脆、气孔；氢：氢脆、白点、气孔和冷裂纹等15、合金元素的影响：塑性降低硬度升高16、金属组织的影响（1）晶格类型（2）晶粒度（3）相组成(4)铸造组织17、变形温度对金属塑性的影响：对大多少金属而言，总的趋势是随着温度升高，塑性增加。

但是这种增加并不是线性的，在加热的某些温度区间，由于相态或晶界状态的变化而出现脆性区，使金属的塑性降低。

（蓝脆区和热脆区）18、变形抗力：指金属在发生塑性变形时，产生抵抗变形的能力一般用接触面上平均单位面积变形力来表示，又称单位面积上的流动压力19、质点的应力状态：变形体内某点任意截面上应力的大小和方向20、对变形抗力的影响因素：①化学成分：纯金属和合金②组织结构：组织状态、晶粒大小和相变③变形温度④变形程度：加工硬化⑤变形速度⑥应力状态21、金属的超塑性：细晶超塑性、相变超塑性第十五章应力分析1、研究塑性力学时的四个假设：①连续性假设：变形体不存在气孔等缺陷②匀质性假设:质点的组织、化学成分等相同③各向同性假设④体积不变假设2、质点：有质量但不存在体积或形状的点3、内力：在外力作用下，物体内各质点之间就会产生相互作用的力。

第二篇材料成形力学原理第十三章金属塑性成形的物理基础基本要求：1．掌握金属塑性、抗力及其影响因素；2．了解金属变形机理和变形特征。

第一节 概述一、金属塑性成形的特点定义——塑性是指金属材料在外力作用下发生变形而不破坏其完整性的能力。

人们利用金属的这种特性，使其在外力作用下改变形状，并获得一定力学性能。

这种加工方法，称为金属塑性加工或塑性成形。

用途——金属塑性加工在汽车、拖拉机、船舶、兵器、航空和家用电器等行业都有广泛的应用。

如汽车的大梁和覆盖件是冲压出来的，曲轴、连杆和齿轮的毛坯是锻造出来的。

优点：１．生产效率高，适用于大批量生产２．改善了金属的组织和结构３．材料利用率高４．尺寸精度高二、塑性成形工艺的分类（一）体积成形体积成形是在塑性成形过程中靠体积的转移和重新分配来实现的。

1．锻造 锻造可分为自由锻和模锻。

自由锻是在空气锤或水压机上将毛坯锻成一定的形状和尺寸。

自由锻不使用专用的模具，它的形状和尺寸主要靠工人的熟练技巧来保证。

锻件的尺寸精度较低，生产效率不高，主要适用于单件、小批量生产，以及大型锻件的生产。

模锻是在锻压机器的压力作用下，使金属在模具的孔型中产生塑性变形，获得与模腔形状、尺寸相同的零件，保证相当高的尺寸精度，且生产效率高，适合于大批量生产。

模锻可分开式模锻和闭式模锻。

2．轧制 轧制是将金属坯料通过两个旋转轧辊间的特定孔型，使其形成一定截面形状的成形方法。

利用轧制方法可获得型材、板材和管材。

轧制可分为纵轧、横轧和斜轧。

3．拉拔 拉拔是将金属坯料的前端施以一定的拉力，使它通过锥型的凹模型腔、改变其截面的形状和尺寸的一种加工方法。

拉拔是生产棒材、线材和管材的主要方法，它的生产效率很高。

4．挤压 挤压是使大截面的毛坯在凸模的强大压力作用下产生塑性流动，迫使金属从模具型腔中挤出，从而获得一定形状和较小截面尺寸的工件。

由于金属在挤压模具中受三向压应力作用，挤压成形零件的力学性能极佳。

这种加工方式也特别适用于塑性较差的材料成形。

材料材料成型成型成型技术基础技术基础作业1：1.请定义缩孔和缩松，并叙述其形成机理及原因。

可画图辅助介绍。

2.什么是金属型铸造、重力/压力铸造？3.试列出浇注位置的选择原则。

作业要求：写在word文档；将这个文件压缩打包并命名为：作业1班级-学号-姓名.zip：参考答案：作业1 参考答案1.收缩：合金从浇注、凝固直至冷却到室温的过程中，其体积和尺寸缩减的现象称为收缩。

P5&P6 缩孔：恒温或很窄温度范围内结晶的合金，铸件壁以逐层凝固方式进行凝固的条件下，容易产生缩孔。

合金的____液态____收缩和___凝固_____ 收缩是形成铸件缩孔和缩松的基本原因。

2. 参考课本P27。

金属型铸造是将液体金属在重力作用下浇入___金属铸型_____获得铸件的方法。

3.课本P131.铸件的重要加工面应朝下或位于侧面2.铸件的宽大平面应朝下, 这是因为在浇注过程中，熔融金属对型腔上表面的强烈辐射，容易使上表面型砂急剧地膨胀而拱起或开裂，在铸件表面造成夹砂结疤缺陷。

3.面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或处于垂直.4.易产生缩孔的铸件，应将厚大部分置于上部或侧面, 便于安放冒口，使铸件自下而上(朝冒口方向)定向凝固。

5.尽量减少砂芯的数量，有利于砂芯的定位、稳固和排气。

作业要求作业要求：：写在word 文档文档；；将这个文件压缩打包并命名为将这个文件压缩打包并命名为：：作业2班级-学号-姓名.zip1.请定义金属塑性成形、自由锻和模锻及锻模斜度。

2.金属的锻造性常用_____和______来综合衡量。

3.纤维组织的出现会使材料的机械性能发生______因此在设计制造零件时，应使零件所受剪应力与纤维方向_______，所受拉应力与纤维方向____。

4.板料冲裁包括哪几种分离工序？5.自由锻造的基本工序有哪些？6.在锻造工艺中，胎模可分为切边冲孔模、扣模、____、____。

7.在锤上模锻中，预锻模膛和终锻模膛的区别是什么？8.冲压模具根据工序组成和结构特点可分为哪些？1. P37 金属塑性成形：材料所具有的塑性变形规律，在外力作用下通过塑性变形，获得具有一定形状，尺寸，精度和力学性能的零件或毛坯的加工方法。