5金属的塑性与变形抗力-新解析PPT课件
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第五章 金属的塑性和变形抗力从金属成形工艺的角度出发,我们总希望变形的金属或合金具有高的塑性和低的变形抗力。
随着生产的发展,出现了许多低塑性、高强度的新材料,需要采取相应的新工艺进行加工。
因此研究金属的塑性和变形抗力,是一个十分重要的问题。
本章的目的在于阐明金属塑性和变形抗力的概念,讨论各种因素对它们的影响。
§5.1 塑性、塑性指标、塑性图和变形抗力的概念所谓塑性,是指固体材料在外力作用下发生永久变形而又不破坏其完整性的能力。
人们常常容易把金属的塑性和硬度看作成反比的关系,即认为凡是硬度高的金属其塑性就差。
当然,有些金属是这样的,但并非都是如此,例如下列金属的情况: Fe HB =80 ψ=80%Ni HB =60 ψ=60%Mg HB =8 ψ=3%Sb HB =30 ψ=0%可见Fe 、Ni 不但硬度高,塑性也很好;而Mg 、Sb 虽然硬度低,但塑性也很差。
塑性是和硬度无关的一种性能。
同样,人们也常把塑性和材料的变形抗力对立起来,认为变形抗力高塑性就低,变形抗力低塑性就高,这也是和事实不符合的。
例如奥氏体不锈钢在室温下可以经受很大的变形而不破坏,既这种钢具有很高的塑性,但是使它变形却需要很大的压力,即同时它有很高的变形抗力。
可见,塑性和变形抗力是两个独立的指标。
为了衡量金属塑性的高低,需要一种数量上的指标来表示,称塑性指标。
塑性指标是以金属材料开始破坏时的塑性变形量来表示。
常用的塑性指标是拉伸试验时的延伸率δ和断面缩小率ψ,δ和ψ由下式确定: %100l l l 00k ×−=δ (5.1) %100F F F 0K 0×−=ψ (5.2) 式中l 0、F 0——试样的原始标距长度和原始横截面积;l K 、F K ——试样断裂后标距长度和试样断裂处最小横截面积。
实际上,这两个指标只能表示材料在单向拉伸条件下的塑性变形能力。
金属的塑性指标除了用拉伸试验之外,还可以用镦粗试验、扭转试验等来测定。
第五章⾦属的塑性与变形抗⼒第五章⾦属的塑性与变形抗⼒1、⾦属塑性的概念所谓塑性,是指⾦属在外⼒作⽤下,能稳定地产⽣永久变形⽽不破坏其完整性的能⼒。
⾦属塑性的⼤⼩,可⽤⾦属在断裂前产⽣的最⼤变形程度来表⽰。
⼀般通常称压⼒加⼯时⾦属塑性变形的限度,或“塑性极限”为塑性指标2、塑性和柔软性应当指出,不能把塑性和柔软性混淆起来。
不能认为⾦属⽐较软,在塑性加⼯过程中就不易破裂。
柔软性反映⾦属的软硬程度,它⽤变形抗⼒的⼤⼩来衡量,表⽰变形的难易。
不要认为变形抗⼒⼩的⾦属塑性就好,或是变形抗⼒⼤的⾦属塑性就差。
3、塑性指标表⽰⾦属与合⾦塑性变形性能的主要指标有:(1)拉伸试验时的延伸率(δ)与断⾯收缩率(ψ)。
(2)冲击试验时的冲击韧性αk 。
(3)扭转试验的扭转周数n 。
(4)锻造及轧制时刚出现裂纹瞬间的相对压下量。
(5)深冲试验时的压进深度,损坏前的弯折次数。
4、⼀些因素对塑性的影响规律A 化学成分的影响(1)碳随着含碳量的增加,渗碳体的数量也增加,塑性的降低(2)磷磷⼀般说来是钢中有害杂质,磷能溶于铁素体中,使钢的强度、硬度增加,但塑性、韧性则显著降低。
这种脆化现象在低温时更为严重,故称为冷脆。
(3)硫硫是钢中有害杂质,它在钢中⼏乎不溶解,⽽与铁形成FeS ,FeS 与Fe 的共晶体其熔点很低,呈⽹状分布于晶界上。
当钢在800~1200℃范围内进⾏塑性加⼯时,由于晶界处的硫化铁共晶体塑性低或发⽣熔化⽽导致加⼯件开裂,这种现象称为热脆(或红脆)。
另外,硫化物夹杂促使钢中带状组织形成,恶化冷%L L l -=δ%00F F F -=ψ轧板的深冲性能,降低钢的塑性。
(4)氮590℃时,氮在铁素体中的溶解度最⼤,约为0.42%;但在室温时则降⾄0.01%以下。
若将含氮量较⾼的钢⾃⾼温较快地冷却时,会使铁素体中的氮过饱和,并在室温或稍⾼温度下,氮将逐渐以Fe4N形式析出,造成钢的强度、硬度提⾼,塑性、韧性⼤⼤降低,使钢变脆,这种现象称为时效脆性。