塑性成形原理知识点
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塑性是一种在外力作用下,是金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力。
塑性成形是指金属材料在一定外力作用下利用其塑性而使其成形并获得一定力学性能的加工方法。
一次加工的方法:轧制、挤压、拉拔。
塑性变形机理 :一、晶内变形滑移 :指晶体在力的作用下,晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于晶体的宁一部分发生相对滑动或切变。
滑移系 :一格滑移面和其上的一个滑移方向体心立方 :12面心立方 :12密排六方 :3孪生 :是指晶体在切应力的作用下,晶体的一部分沿着一定的晶面和一定的晶向发生均匀切变。
二、晶间变形冷塑性变形对金属组织和性能的影响 :一、组织的变化 :1. 晶粒形状的变化 2. 晶粒内产生的亚结构 3. 晶粒位向改变二、性能的变化 :加工硬化 :指金属随着变形程度的增加,金属的强度、硬度增加,而塑性韧性降低。
加工硬化是强化金属的重要途径。
金属热态下的塑性变形 :一、热塑性变形时的软化过程 :动态回复、动态再结晶、静态回复、静态再结晶、亚动态再结晶、二、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。
热塑性变形对金属组织和性能的影响 :改善晶粒组织、锻合内部缺陷、破碎并改善碳化物和非金属夹杂物在钢中的分布、形成纤维组织、超塑性变形 :在一些特定条件下,如一定的化学成分、特定的显微组织、特定的变形温度和应变速率等, 金属会表现出异乎寻常的高塑性状态,即所谓超常的塑性变形。
超塑性 :某些合金在特定的变形条件下具有均匀变形能力,其伸长率可以达到百分之几百、甚至几千,这就是超塑性。
超塑性种类 :细晶超塑性、相变超塑性。
影响细晶超塑性的主要因素 :应变速率的影响、变形温度的影响、组织的影响。
变形温度对金属塑性的影响 :总趋势 :随着温度升高,塑性增加,但是这种增加并非简单的线性上升, 再加热过程的某些温度区间,往往由于相态或晶粒边界状态的变化而出现脆性区、使金属的塑性降低。
温度升高使金属塑性增加的原因 :1. 发生回复或再结晶 2. 原子动能增加,使位错活动性提高、滑移系增多,从而改善了晶粒之间变形的协调性。
塑性成型原理塑性成型是一种将原料通过加热和施加力量的方式,使其发生塑性变形,从而得到所需形状和尺寸的制造工艺。
塑性成型可以分为热塑性成型和热固性成型两大类。
热塑性成型是指在高温下,将塑料原料加热到熔融状态后,通过给予一定形状的模具进行成型的过程。
常见的热塑性成型方法包括注塑成型、吹塑成型、压塑成型等。
注塑成型是将熔融状态的塑料原料经过高压注入模具中,冷却固化后获得所需形状的方法。
吹塑成型是通过将熔融状态的塑料原料注入到预先制作好的模具中,并在模具内部加压,使塑料原料在模具内壁上形成与模具相同的形状。
压塑成型是将熔融状态的塑料原料加压至模具内,在一定时间内冷却固化得到所需产品形状。
这些热塑性成型方法广泛应用于塑料制品的生产,如塑料餐具、塑料容器、塑料玩具等。
热固性成型是指将热固性塑料原料制作成一定形状的预制品,然后通过施加热量使其发生化学反应,固化成为不可融化的物质,从而得到所需形状的制造方法。
热固性成型常见的方法包括压缩成型、注塑成型和挤出成型等。
压缩成型是将预制的热固性塑料原料放置在两块金属板之间,然后通过加热和施加压力的方式使塑料原料固化成为所需形状的产品。
注塑成型是将预制的热固性塑料原料加热并注入到模具中,经过化学反应固化成为所需形状的制造方法。
挤出成型是将热固性塑料原料通过挤压机加热熔融后,再通过模具中的挤压头挤出形成所需形状的产品。
这些热固性成型方法常用于电器外壳、汽车零部件等制造过程中。
总之,塑性成型通过加热和施加力量的方式,使塑料原料发生塑性变形,得到所需形状和尺寸的制造工艺。
热塑性成型和热固性成型是常见的塑性成型方法,它们在各个工业领域中广泛应用,为我们生活提供了丰富多样的塑料制品。
塑性成形原理知识点总结一、塑性成形的基本原理1. 塑性成形的基本原理是通过施加外部应力使材料受力,发生形变,从而改变其形状和尺寸。
外部应力可以是拉伸、压缩、弯曲等形式,材料受到应力后发生塑性变形,达到所需的形状和尺寸。
2. 塑性成形的基本原理还包括在一定的温度条件下进行成形。
材料在一定温度范围内会发生晶粒的滑移和再结晶等变化,使材料更容易流动和变形,这对于塑性成形的效果非常重要。
3. 塑性成形的基本原理还涉及到应变硬化和材料流动等方面的知识。
应变硬化是指材料在形变过程中发生的一种增加抗力的现象,材料流动则是指材料在应力作用下发生的形变过程,通过流动来实现所需的成形效果。
二、材料在塑性成形过程中的变形规律1. 材料在塑性成形过程中会发生各种形式的变形,包括平面应变变形、轴向应变变形、弯曲应变变形、扭曲应变变形等。
不同的成形方式会引起不同形式的变形,需要根据具体情况进行分析和处理。
2. 材料在塑性成形过程中的变形还受到横向压缩和减薄等因素的影响。
横向压缩会导致材料沿其厚度方向出现侧向膨胀的现象,减薄则是指材料在成形过程中产生的减小尺寸和厚度的现象。
3. 材料在塑性成形过程中还会出现显著的硬化现象。
随着形变量的增加,材料的硬度和抗力会逐渐增加,这对于成形过程的控制和调整非常重要。
三、材料在塑性成形过程中的流变规律1. 材料在塑性成形过程中会发生流变,即在应力的作用下发生形变的过程。
材料的流变规律是指在应力条件下材料的变形规律和流动规律,这对于塑性成形技术的研究和应用非常重要。
2. 材料在塑性成形过程中还会出现应力和应变的分布不均匀、表面变形、壁厚变化等现象。
这些现象会导致成形件质量的不稳定性和变形过程的复杂性,需要进行合理的控制和调整。
3. 材料在塑性成形过程中还会受到局部热和化学变化的影响。
局部热和化学变化会影响材料的微观结构和性能,对于成形过程的控制和调整也具有重要的参考意义。
四、塑性成形的热变形和冷变形1. 塑性成形通常分为热变形和冷变形两种方式。
名词解释塑性成型:金属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力学性能的加工方法加工硬化:略动态回复:在热塑性变形过程中发生的回复动态再结晶:在热塑性变形过程中发生的结晶超塑性变形:一定的化学成分、特定的显微组织及转变能力、特定的变形温度和变形速率等,则金属会表现出异乎寻常的高塑性状态塑性:金属在外力作用下,能稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力。
屈服准则(塑性条件):在一定的变形条件下,只有当各应力分量之间符合一定关系时,指点才开始进入塑性状态,这种关系成为屈服准则。
塑性指标:为衡量金属材料塑性的好坏,需要有一种数量上的指标。
晶粒度:表示金属材料晶粒大小的程度,由单位面积所包含晶粒个数来衡量,或晶粒平均直径大小。
填空1、塑性成形的特点(或大题?)1组织性能好(成形过程中,内部组织发生显著变化)2材料利用率高(金属成形是靠金属在塑性状态下的体积转移来实现的,不切削,废料少,流线合理)3尺寸精度高(可达到无切削或少切屑的要求)4生产效率高适于大批量生产失稳——压缩失稳和拉伸失稳按照成形特点分为1块料成形(一次加工、轧制、挤压、拉拔、二次加工、自由锻、模锻2板料成形多晶体塑性变形——晶内变形(滑移,孪生)和晶界变形超塑性的种类——细晶超塑性、相变超塑性冷塑性变形组织变化——1晶粒形状的变化2晶粒内产生亚结构3晶粒位向改变固溶强化、柯氏气团、吕德斯带(当金属变形量恰好处在屈服延伸范围时,金属表面会出现粗超不平、变形不均匀的痕迹,称为吕德斯带)金属的化学成分对钢的影响(C略、P冷脆、S热脆、N兰脆、H白点氢脆、O塑性下降热脆);组织的影响——单相比多相塑性好、细晶比粗晶好、铸造组织由于有粗大的柱状晶粒和偏析、夹杂、气泡、疏松等缺陷、塑性降低。
摩擦分类——干摩擦、边界摩擦、流体摩擦摩擦机理——表面凹凸学说、分子吸附学说、粘着理论库伦摩擦条件T=up 常摩擦力条件t=mK塑性成形润滑——1、特种流体润滑法2、表面磷化-皂化处理3、表面镀软金属常见缺陷——毛细裂纹、结疤、折叠、非金属夹杂、碳化物偏析、异金属杂物、白点、缩口残余影响晶粒大小的主要因素——加热温度、变形程度、机械阻碍物常用润滑剂——液体润滑剂、固体润滑剂(干性固体润滑剂、软化型固体润滑剂)问答题1、提高金属塑性的基本途径1、提高材料成分和组织的均匀性2、合理选择变形温度和应变速率3、选择三向压缩性较强的变形方式4、减小变形的不均匀性2、塑性成形中的摩擦特点1、伴随有变形金属的塑性流动2、接触面上压强高3、实际接触面积大4、不断有新的摩擦面产生5、常在高温下产生摩擦3、塑性成形中对润滑剂的要求1、应有良好的耐压性能2、应有良好的耐热性能3、应有冷却模具的作用4、应无腐蚀作用5、应无毒6、应使用方便、清理方便4、防止产生裂纹的原则措施1、增加静水压力2、选择和控制适合的变形温度和变形速度3、采用中间退火,以便消除变形过程中产生的硬化、变形不均匀、残余应力等。
塑性成形原理知识点塑性成形是一种利用金属材料的塑性变形能力,在一定的条件下通过压力使金属材料发生塑性变形,从而获得所需形状的加工方法。
塑性成形技术是金属加工工艺中的重要分支,广泛应用于汽车、航空、航天、电子、家电、建筑等工业领域。
1.塑性变形:在塑性成形过程中,金属材料通过外力作用下的塑性变形使其形状发生改变。
塑性变形是金属材料中原子的相对位置发生改变而引起的宏观形变,其主要表现为材料的延伸、压缩、弯曲等。
塑性变形是金属材料的塑性性质所决定的,不同材料的塑性性能不同。
2.应力-应变关系:金属材料受到外力作用时,材料内部会产生应力,应力与应变之间存在一定的关系。
在塑性成形过程中,材料会发生塑性变形,使其产生应变。
应力-应变关系是描述材料塑性变形过程中应力和应变之间关系的数学模型,常用的模型有胡克定律模型和流变模型。
3.材料流动:塑性成形过程中,材料会发生流动从而获得所需的形状。
材料流动是指塑性材料在外力作用下,发生内部原子的相对位移和重新组合,从而使整个材料的结构发生变化。
材料流动是实现塑性成形的关键,其流动性能决定了成形工艺的可行性和成品质量。
4.成形工艺:塑性成形工艺是金属材料经过一系列工艺操作,通过压力使其发生塑性变形,最终获得所需形状的过程。
常见的塑性成形工艺包括冲压、拉伸、挤压、压铸、滚压等。
不同工艺适用于不同形状的零件,根据材料的性质和零件的要求选择合适的成形工艺。
5.工艺过程控制:塑性成形过程中,需要对各个环节进行控制以确保成品质量。
工艺过程控制包括工艺参数的选择、设备的调整、模具结构的设计等。
在塑性成形过程中,要控制好温度、应力、应变速率等因素,以避免过大的变形应力引起材料的断裂或变形过大导致零件尺寸偏差。
塑性成形技术不仅可以实现复杂形状的制造,而且可以提高材料的强度和刚度,降低材料的质量,节省原材料和能源。
因此,塑性成形技术在现代工业生产中具有重要的地位和应用价值。
1、塑性:塑性成形的定义?答.塑性是指在外力作用下,材料能稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力。
形指利用外力使金属材料产生塑性变形,改变形状、尺寸和改善性能,品的加工方法。
2、塑性成形的特点,规律?答:特点①能改善金属的组织,率较高,适用于大批量生产规律:①最小阻力定律②加工硬化规律,总是向最小阻力方向移动3、影响塑性的主要因素?答:变形温度,变形速度,变形程度,分,组织结构,应力状态,周围介质4、如何提高塑性?答:强的变形方式④减小变形的不均匀性5、三个摩擦条件?答;变条件6、平面应力与平面应变的区别。
平面应力:只在平面内有应力,向的应力可忽略,例如薄板拉压问题。
平面应变:只在平面内有应变,7、平面应力状态。
答:在研究受力构件一点应力状态中,间状态下可有3个方向的x轴,y轴,z在空间状态下可在3如果点在空间中仅在2即所有应力分量均处于同一个平面内,种状态为平面应力状态。
8、金属的超塑性答:是指金属材料在一定的内部条件组织形态)和外部条件(变形温度、等)下所显示的极高塑性。
10 尺寸和改善性能,,规律?规律:变形速度,变形程度,只在平面内有应力,只在平面内有应变,3个方向轴,z32和外部条件(变形温度、.塑性是指在外力作用下,材料能稳定地发尺寸和改善性能,,规律?答:特点①能改善金属的组织,率较高,适用于大批量生产规律:①最小阻力变形温度,变形速度,变形程度,只在平面内有应力,只在平面内有应变,在研究受力构件一点应力状态中,3个方向轴,y轴,z32是指金属材料在一定的内部条件和外部条件(变形温度、塑性成使其尺寸和改善性能,从而获得各种产,规律?金属质点在塑性x轴,y轴,z轴)应3个平面上存在应2个方向存在应力分量,即。
机械制造基础-塑性成形引言塑性成形是机械制造中常用的一种方法,通过对金属材料施加压力,使其发生塑性变形,从而得到所需的形状和尺寸。
塑性成形广泛应用于汽车制造、航空航天、建筑等领域。
本文将介绍塑性成形的基本原理、常见的塑性成形工艺以及其在实际生产中的应用。
塑性成形的基本原理塑性成形是通过施加力量使金属材料发生塑性变形的一种加工方法。
金属材料在受到外力作用下会发生原子间的位移和形变,从而改变其晶体结构和形状。
塑性成形的基本原理可以归结为以下几个方面:1.塑性变形特性:金属材料具有较高的延展性和塑性,可以在外力作用下进行塑性变形,而不断变形后回弹至初始形状。
这种特性使得金属材料适合进行塑性成形加工。
2.金属的流动性:金属材料具有较好的流动性,即在塑性变形过程中,金属材料可以顺应应力分布的变化,在不同部位形成不同的变形形状。
这种流动性使得金属材料能够通过塑性成形加工来实现复杂的形状和结构。
3.应力与应变的关系:金属材料在受到外力作用下,会引起其内部产生应力,从而引起形变。
应力与应变之间的关系可以通过应力-应变曲线来表示,该曲线可以描述金属材料在不同应力下的塑性变形特性。
常见的塑性成形工艺塑性成形工艺根据其加工原理和特点的不同,可以分为压力成形和非压力成形两大类。
压力成形是通过施加压力使金属材料发生塑性变形的一种成形方式。
常见的压力成形工艺包括冲压、压铸、锻造等。
1.冲压:冲压是通过将金属材料放置在冲压模具中,并施加较大的冲击力使金属材料在模具中发生塑性变形。
冲压工艺可以实现高质量的金属零件加工,并能够高效率地进行批量生产。
2.压铸:压铸是通过将熔化的金属材料注入到压铸模具中,并施加高压将金属材料填充至模具中的空腔中,然后冷却固化,最终得到所需的零件形状。
压铸工艺适用于制造复杂形状的零件,可以获得高度精密的产品。
3.锻造:锻造是通过施加压力使金属材料发生塑性变形的一种成形方式。
锻造工艺分为冷锻和热锻两种。
金属塑性成形原理金属塑性成形是指通过外力作用下,金属材料在一定温度范围内发生塑性变形的过程。
金属塑性成形是制造工业中常用的一种加工方法,它能够制造出各种形状和尺寸的零部件,广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。
金属塑性成形的原理是基于金属材料的内部结构和性能特点,通过外力使其发生形变,从而得到所需的形状和尺寸。
金属材料的塑性成形主要依靠金属的塑性变形特性,其原理主要包括以下几个方面:一、应力和应变。
金属材料在受到外力作用时,会产生应力和应变。
应力是单位面积上的力,而应变是单位长度上的变形量。
金属材料在受到外力作用时,会发生应力和应变的变化,从而产生塑性变形。
二、晶粒滑移。
金属材料的内部结构是由大量的晶粒组成的,晶粒之间存在着晶界。
当金属受到外力作用时,晶粒会沿着晶界发生滑移,从而使得金属材料发生塑性变形。
晶粒滑移是金属塑性成形的重要原理之一。
三、冷加工和热加工。
金属材料在不同温度下的塑性变形特性是不同的。
在常温下进行的金属塑性成形称为冷加工,而在一定温度范围内进行的金属塑性成形称为热加工。
冷加工和热加工对金属材料的塑性成形有着不同的影响,需要根据具体的工艺要求来选择合适的加工方法。
四、金属材料的变形机制。
金属材料的塑性变形主要有拉伸、压缩、弯曲、挤压等形式。
这些变形机制是通过外力作用下,金属材料内部晶粒的滑移和变形来实现的。
不同的变形机制对应着不同的加工工艺和设备,需要根据具体的要求来选择合适的成形方式。
综上所述,金属塑性成形的原理是基于金属材料的内部结构和性能特点,通过外力使其发生形变,从而得到所需的形状和尺寸。
金属塑性成形是制造工业中常用的一种加工方法,它能够制造出各种形状和尺寸的零部件,广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。
深入理解金属塑性成形的原理,对于提高加工工艺的效率和质量具有重要意义。
金属塑性成型绪论塑性变形: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:在外力的作用下,使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力注:材料的塑性不是固定不变的,与变形条件有关影响因素:晶格类型、化学成分、金相组织变形温度、变形速度、受力状况塑性成形(塑性加工):金属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力学性能的加工方法。
金属塑性成形的特点: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,适于大批量生产金属的超塑性变形:超塑性:金属和合金具有的超常的均匀变形能力的超塑性超塑性:细晶超塑性(结构超塑性、恒温超塑性)在一定的恒温下,在应变速率和晶粒度都满足要求的条件下所呈现相变超塑性(动态超塑性)具有相变或同素异构转变主要用在焊接和热处理相变超塑性的主要控制因素是温度幅度和温度循环率循环次数越多,所得伸长率越大二、细晶超塑性变形力学特征流动应力(真实应力)对变形速率极其敏感 Y--真实应力K--取决于试验条件的材料常数M是表征敏感性的一个重要指数时牛顿粘性流动公式--应变速率m--应变速率敏感性指数对普通金属对超塑性金属 m值越大,伸长率越大m值反映了材料抗局部收缩或产生均匀拉伸变形的能力。
材料的伸长率并不总是由m值唯一确定,式样的几何尺寸和晶粒度对伸长率也有影响。
三、影响细晶超塑性的主要因素(一)应变速率的影响:可大致分三个区:区间I的应变速率极低,在此区间内流动应力很低,m值亦较小属于蠕变速率范围;区间II,,在此区间内,随着的增加流动应力迅速增加,m值亦增大并出现峰值,此属超塑性应变速率范围;区间III,,属于常规应变速率范围,流动应力达到最大值,而m值下降()(二)变形温度的影响:只有当应变速率和变形温度的综合作用有利于获得最大的m值时,合金才会表现出最佳的超塑性状态(三)组织的影响金属在塑性加工过程中的塑性行为一、塑性的基本概念和塑性指标1、塑性的基本概念:塑性:金属在外力作用下,能稳定的发生永久变形而不破坏其完整性的能力2、塑性指标:(1)拉伸试验:伸长率指标越高,塑性越好断面收缩率(2)镦粗试验:--镦粗试样侧表面出现第一条裂纹的高度(3)扭转试验:试样破断前的扭转角或扭转圈数表示**塑性与变形抗力之间无相关关系二、金属的化学成分和组织对塑性的影响(一)化学成分的影响1、碳钢中碳和杂质元素的影响(1)碳(2)磷:有害元素冷脆性(3)硫:有害杂质热脆性(4)氮:时效脆性(5)氢:氢脆、白点(6)氧2、合金元素对钢的塑性的影响(塑性降低,变形抗力提高)(二)组织的影响1、相组成的影响:单相组织比多相组织塑性好2、晶粒度的影响:均匀细晶组织比粗晶组织有更好的塑性3、铸造组织的影响:铸造组织使金属塑性降低三、变形温度对金属塑性的影响总趋势:随着温度的升高,塑性增加,变形抗力减小蓝脆区热脆区高温脆区在塑性加工时,应力图避开上述各种脆区温度升高使金属塑性增加的原因:1)发生回复与再结晶2)原子动能增加,使位错流动性提高,滑移系增多,从而改善了晶粒之间变形的协调性格3)金属的组织、结构发生变化,可能由多相组织转变为单相组织,也可能由对塑性不利的晶格转变为对塑性有利的晶4)扩散蠕变机理起作用5)晶间滑移作用增强四、应变速率对金属塑性的影响:(一)热效应与温度效应热效应:塑性变形时金属所吸收的能量,绝大部分转化为热能温度效应:由于塑性变形过程中所产生的热量而使变形体温度升高的现象(二)应变速率对塑性的影响机理(三)应变速率对金属塑性的影响的一些基本结论在较低的应变速率范围内提高应变速率时,由于温度效应所引起的塑性增加,小于其他机理所引起的塑性降低,所以最终表现为塑性降低;当应变速率较大时,由于温度效应更为显著,使得塑性基本上不再随应变速率的增加而降低;当应变速率更大时,则由于温度效应更大,其对苏醒的有利影响超过其他机理对塑性的不利影响,因而最终使得塑性回升。
塑性成形重要知识点总结塑性成形是一种通过应变作用将金属材料变形为所需形状的加工方法,也是金属加工领域中的一种重要工艺。
以下是塑性成形的重要知识点总结。
1.塑性成形的原理塑性成形是通过施加外力使金属材料发生塑性变形,使其形状和尺寸发生改变。
塑性成形的原理包括应力与应变关系、材料的流动规律和力学模型等。
2.塑性成形的分类塑性成形可以根据加工过程的不同进行分类,主要包括拉伸、压缩、挤压、弯曲、冲压等。
不同的成形方法适用于不同的材料和形状要求。
3.塑性成形的设备塑性成形通常需要使用专门的设备进行加工,包括拉伸机、压力机、挤压机、弯曲机、冲床等。
这些设备提供必要的力量和变形条件,使金属材料发生塑性变形。
4.金属材料的选择不同的金属材料具有不同的塑性特性,因此在塑性成形中需要根据不同的应用需求选择合适的材料。
常用的金属材料包括钢、铝、铜、镁等。
5.塑性成形的加工方法塑性成形的加工方法非常多样,包括冲压、拉伸、挤压、压铸、锻造等。
不同的加工方法适用于不同的材料和形状要求,可以实现复杂的金属成形。
6.塑性成形的工艺参数塑性成形的工艺参数对成形质量和效率具有重要影响。
常见的工艺参数包括温度、应变速率、应力等。
合理的工艺参数可以提高成形质量和生产效率。
7.塑性成形的变形行为塑性成形过程中金属材料的变形行为是研究的重点之一、金属材料的变形行为包括弹性变形、塑性变形和弹变回复等,通常通过应力-应变曲线来描述。
8.塑性成形的缺陷与控制塑性成形过程中可能发生一些缺陷,如裂纹、皱纹、细化等。
为了控制这些缺陷,需要采取合适的工艺和工艺措施,如加热、模具设计优化等。
9.塑性成形的优点与局限塑性成形具有成本低、加工效率高、灵活性好等优点,可以制造出复杂的金属零件。
然而,塑性成形也存在一些局限性,如对材料性能有一定要求、成形限制等。
10.塑性成形的应用领域塑性成形广泛应用于各个领域,如汽车制造、航空航天、电子、家电等。
不仅可以生产大批量的零部件,还可以满足不同产品的形状和性能要求。
塑性成形原理塑性成形是指通过外力作用下,金属材料经过塑性变形,改变其外形和尺寸的加工方法。
在工程制造中,塑性成形是一种常用的加工工艺,可以用于生产各种各样的零部件和产品。
塑性成形原理是塑性加工的基础,了解和掌握塑性成形原理对于工程技术人员来说至关重要。
首先,塑性成形原理的基础是金属材料的塑性变形特性。
金属材料在外力作用下会发生塑性变形,这是因为金属材料的内部结构存在晶粒和晶界,晶粒内部存在位错。
当外力作用到金属材料上时,位错会发生滑移和交错,从而引起晶粒的形变,最终导致金属材料整体的塑性变形。
因此,了解金属材料的晶体结构和塑性变形机制是理解塑性成形原理的关键。
其次,塑性成形原理涉及到金属材料的应力和应变关系。
在塑性成形过程中,金属材料会受到外力的作用,从而产生应力。
当应力超过金属材料的屈服强度时,金属材料就会发生塑性变形。
而金属材料的应变则是指金属材料在外力作用下的变形程度,通常用应变曲线来描述金属材料的应力和应变关系。
通过研究金属材料的应力和应变关系,可以确定金属材料的塑性变形特性,为塑性成形工艺的设计和优化提供依据。
另外,塑性成形原理还包括金属材料的流变行为。
金属材料在塑性成形过程中会发生流变,即金属材料的形状和尺寸会发生变化。
了解金属材料的流变行为可以帮助工程技术人员选择合适的成形工艺和工艺参数,从而实现对金属材料的精确成形。
总的来说,塑性成形原理是塑性加工的基础,它涉及金属材料的塑性变形特性、应力和应变关系以及流变行为。
掌握塑性成形原理可以帮助工程技术人员更好地理解金属材料的加工特性,指导和优化塑性成形工艺,提高产品的质量和生产效率。
因此,对于从事工程制造和金属加工的人员来说,深入学习和掌握塑性成形原理是非常重要的。
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。
1、塑性的观点:在外力作用下使固体金属发生永远变形而不损坏其完好性的能力。
2、塑性加工的特色:组织、性能好;资料利用率高;尺寸精度高;生产效率高。
} ,板料成3、塑性成形的分类:按工艺方法→体积(块料 )成形 { 铸造、轧制、挤压、拉拔等
形{ 曲折、拉深、冲裁、剪切等} ;按成形温度→热成形、温成形、冷成型。
4、多晶体的塑性变形包含晶内变形和晶间变形。
晶内变形的主要方式为滑移和孪生,此
中以滑移变形为主。
5、体心立方:α-Fe、 Cr、 W 、 V 、 Mo ;面心立方: Al 、 Cu、 Ag 、 Ni 、γ -Fe;密排六方:Mg 、 Zn、Cd 、α -Ti
6、滑移的特色:滑移系越多,金属变形协调性好,塑性高。
滑移方向的作用大于滑移面的
作用。
7、单位面积上的内力称为应力。
8、当滑移面上的剪切应力达到某一个值时,晶体产生滑移,改应力值即为临界剪切应力值。
9、滑移方向上的切应力重量为:τ=σcosυ cosλ。
10、位错理论是指:滑移过程不是全部原子沿着滑移面同时产生刚性滑动,而是在某些局部地区先产生滑移,并逐渐扩大。
11、晶体的滑移的主要方式是位错的挪动和增值。
12、晶间变形是微量且困难的,其主要方式是晶粒间的互相滑动和转动。
13、塑性变形的特色是:拥有不一样时性、不平均性和互相协调性。
14、晶粒大小对金属塑性变形的影响:当晶粒越小时,金属变形抗力越大、塑性越好、表面质量越好。
15、固溶体晶体中的异类原子(溶质原子)会阻挡位错的运动,进而对金属的塑性变形产生
影响,表现为变形抗力和加工硬化率有所增添,塑性降落。
这类现象称为固溶加强。
16、当金属变形量恰巧处在折服延长范围时,金属表面会出现粗拙不平、变形不均的印迹,
称为吕德斯带。
为防备吕德斯带的产生,往常在薄板拉延行进行一道微量冷轧工序,使被溶质气团钉扎的错位大多数脱钉,再进行后续加工。
17、塑性变形对金属组织构造的影响:产生纤维组织、产生变形织构、产生亚构造。
18、当金属塑性变形程度增大时,金属的刚度及硬度高升,而塑性和韧性降落,这类现象称为加工硬化。
19、加工硬化能够改良一些冷加工工艺的工艺性、作为加强金属的手段,可是会降低金属塑性,使后续变形变得困难。
加工硬化能够经过去应力退火得以除去。
20、金属热塑性变形的机理主要有:晶内滑移、晶内孪生(合称晶内变形 ),晶界滑移和扩散
蠕变。
21、热塑性变形对金属组织性能的影响:改良晶粒组织;锻合内部缺点;破裂并改良碳化物
和非金属夹杂物在钢中的散布;形成纤维组织;改良偏析。
22、金属超塑性成型的种类分为:细晶超塑性和相变超塑性。
23、金属超塑性成型的特色有:大伸长率;无颈缩;低流动应力,易于成形;变形过程中
基本无加工硬化;拥有极好的流动性和充填性。
24、金属超塑性成型对金属微观组织的影响:几乎看不到位错;没有晶内滑移;不形成亚结构。
25、金属超塑性成型对金属力学性能的影响:不产生织构、没有各向异性;拥有较高的抗应
力腐化能力;变形后没有剩余应力;存在加工融化现象。
26、金属的塑性指标主要有:拉伸试验;镦粗实验;扭转试验。
27、化学成分对金属塑性的影响:磷→冷脆;硫→热脆;氮→兰脆;氢→氢脆。
28、变形温度对金属塑性的影响:总的趋向是跟着温度高升,塑性增添,但在某些温度区间内,因为相态或晶粒界限的变化而出现脆性区,使金属的塑性降低。
29、变形力学条件对金属塑性的影响:当静水压力越大,即在主应力状态下压应力个数越多、
数值越大时,金属的塑性越好;反之,当静水压力越小,即拉应力个数越多、数值越大时,
金属的塑性越差。
30、提升金属塑性的基本门路有:提升资料成分和组织平均性;合理选择变形温度和应变速率;选择三向压缩较强的变形方式;减小变形的不平均性。
31、面力可分为作使劲、反作使劲和摩擦力。
32、在外力作用下,物体内各质点之间产生的互相作使劲叫做内力。
33、环绕金属中某在质点Q 成立平行六面体,六面体的棱边分别于坐标轴平行;这
34、个六面体就成为单元体。
35、全应力的平方等于主应力与切应力的平方之和:S2=σ2+τ2
36、切应力互等定理:τxy=τyx;τyz=τzy;τxz=τzx
37、对于一个确立的应力状态,只有一组 (三个 )主应力数值 ,即 J ,J,J 是不变量 ,不跟着坐标轴
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的变换而发生变化。
38、应力球张量不可以使物体产生形状变化,只好使物体产生体积变化;相对的,应力偏张量不可以使物体产生体积变化,只好使物体产生形状变化。
39、应力偏张量的第三不变量J3’决定了应变的种类; J3’ >0 属于伸长类应变; J3’= 0属于平面应变; J3’ <0 属于压缩类应变。
40、对主轴坐标系,等效应力有以下的特色:等效应力是一个不变量;等效应力在数值上等于单向平均拉伸(或压缩)时的拉伸(或压缩)应力σ1,即σ=σ 1;等效应力其实不代表某一本质平面上的应力,因此不可以在某一特定的平面上表示出来;等效应力能够理解为代表一点应力状态中应力偏张量的综合作用。
41、对数应变的三个特色:真切性;可加性;可比性。
42、依据体积不变条件和特色应变,塑性变形只好有三种变形种类:压缩类变形;剪切类变形;伸长类变形。
43、金属在外力作用下,由弹性变形状态进入塑性变形状态,被称为折服。
44、屈雷斯加折服准则:当受力物体 (质点 )中的最大切应力达到某必定值时,该物体就发生折
服: (σx-σy)2+4τxy2=σs2=4K 2。
45、米塞斯折服准则:在必定的变形条件下,当受力物体内一点的等效应
力的第二不变量 )达到某必定值时,该点就开始进入塑性状态:
(或应力偏张量
222(σx-σy)+(σy-σz)+(σz-σx)+6(τ xy 2+τ yz2+τ zx
222
)=2 σs =6K
46、屈雷斯加折服准则与密席斯折服准则的差别:屈雷斯加折服准则没有考虑中间应力的影响,三个主应力次序不知道时,使用不方便;而密席斯准则考虑了中间应力的影响,使用方便。
47、弹性变形时,应力应变关系的特色:应力与应变的关系是完好成线性;的,与应变历史没关;弹性变形时,应力球张量使物体产生体积变换,泊松比υ弹性变形是可逆
<。
48、塑性变形时,应力应变关系的特色:应力与应变的关系是非线性的;塑性变形时以为体积不变,即应变球张量为零,泊松比υ=;对于应变硬化资料,卸载后再从头加载时的折服
应力就是卸载时的折服应力,比初始的折服应力要高;塑性变形是不行逆的,与应变历史相关。
49、在增量理论中,普朗特-路埃斯理论考虑了弹性变形,而列维-米塞斯理论不考虑弹性变形,本质上后者是前者的特别状况。
50、应力应变中间关系决定变形的种类有:
51、标称应力 -应变曲线上的三个特色点是:折服点c,缩颈点 b,损坏点 k
52、真切应力 -应变曲线的简化形式:
53、金属塑性成形中摩擦的特色是:陪伴有变形金属的塑性流动;接触面上压强高;本质接触面积大;不停有新的摩擦面产生;常在高温下产生摩擦。
54、当前对于摩擦产生的原由的三种学说为:表面凹凸学说;分子吸附学说;粘着理论。
55、影响摩擦系数的主要要素有: (1)金属的种类和化学成分; (2) 工具的表面状态; (3)接触面上的单位压力; (4)变形温度; (5)变形速度。
56、塑性成形时的润滑方法主假如:表面磷化-皂化办理。