金属塑性成性原理考试资料
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一.名词解释1.理想刚塑性材料/刚塑性硬化材料2.拉伸塑性失稳/压缩失稳3.工程切应变/相对线应变4.增量理论/全量理论5.轴对称应力状态/平面应力状态6.屈服轨迹/屈服表面7.动态回复/动态再结晶8.等效应力/等效应变9.弥散强化/固溶强化10.临界切应力/形变织构二.简答题提高金属塑性的基本途径。
试分析单相与多相组织、细晶与粗晶组织、锻造组织与铸造组织对金属塑性的影响。
①相组成的影响:单相组织(纯金属或固溶体)比多相组织塑性好。
多相组织由于各相性能不同,变形难易程度不同,导致变形和内应力的不均匀分布,因而塑性降低。
如碳钢在高温时为奥氏体单相组织,故塑性好,而在800℃左右时,转变为奥氏体和铁素体两相组织,塑性就明显下降。
另外多相组织中的脆性相也会使其塑性大为降低。
②晶粒度的影响:晶粒越细小,金属的塑性也越好。
因为在一定的体积内,细晶粒金属的晶粒数目比粗晶粒金属的多,因而塑性变形时位向有利的晶粒也较多,变形能较均匀地分散到各个晶粒上;又从每个晶粒的应力分布来看,细晶粒时晶界的影响局域相对加大,使得晶粒心部的应变与晶界处的应变差异减小。
由于细晶粒金属的变形不均匀性较小,由此引起的应力集中必然也较小,内应力分布较均匀,因而金属在断裂前可承受的塑性变形量就越大。
③锻造组织要比铸造组织的塑性好。
铸造组织由于具有粗大的柱状晶和偏析、夹杂、气泡、疏松等缺陷,故使金属塑性降低。
而通过适当的锻造后,会打碎粗大的柱状晶粒获得细晶组织,使得金属的塑性提高。
试分别从力学和组织方面分析塑性成形件中产生裂纹的原因。
防止产生裂纹的原则措施是什么?变形温度对金属塑性的影响的基本规律是什么?就大多数金属而言,其总体趋势是:随着温度的升高,塑性增加,但是这种增加并不是简单的线性上升;在加热过程中的某些温度区间,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。
在一般情况下,温度由绝对零度上升到熔点时,可能出现几个脆性区,包括低温的、中温的和高温的脆性区。
金属塑性加工原理考试试卷考试试卷(一)一、名词解释(本题10分,每小题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(本题10分,每小题2分)1.主变形图取决于______,与_______无关。
2.第二类再结晶图是_____,_______与__________的关系图。
3.第二类硬化曲线是金属变形过程中__________与__________之间的关系曲线。
4.保证液体润滑剂良好润滑性能的条件是_______,__________。
5.出现细晶超塑性的条件是_______,__________,__________。
三、判断题(本题10分,每小题2分)1.金属材料冷变形的变形机构有滑移(),非晶机构(),孪生(),晶间滑动()。
2.塑性变形时,静水压力愈大,则金属的塑性愈高(),变形抗力愈低()。
3.金属的塑性是指金属变形的难易程度()。
4.为了获得平整的板材,冷轧时用凸辊型,热轧时用凹辊型()。
5.从金相照片上观察到的冷变形纤维组织,就是变形织构()。
四、问答题(本题40 分,每小题10 分)1.分别画出挤压、平辊轧制、模锻这三种加工方法的变形力学图,并说明在生产中对于低塑性材料的开坯采用哪种方法为佳?为什么?2.已知材料的真实应变曲线,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(本题10 分)证明Mises 塑性条件可表达成:六、综合推导题(本题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,每小题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(本题22 分,每小题 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:_______________3.应变速度是指_________________________________________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______________6.压力加工中热力学条件是指________、_______、_______7.第二类再结晶图是_______、________与_________关系图。
⾦属塑性成形原理期末复习题1、什么是⾦属塑性?什么是塑性成型?塑性成型有何特点?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称为塑性。
利⽤⾦属在⼀定的外⼒作⽤下产⽣塑性变形,并获得具有⼀定形状、尺⼨和机械性能的材料、⽑坯或零件的加⼯⽅法,称为⾦属的塑性成形(也称压⼒加⼯)。
塑性成型特点:1)组织、性能好2)材料利⽤率⾼3)尺⼨精度⾼4)⽣产率⾼,易实现连续化、⾃动化、⾼速、⼤批量⽣产不⾜:设备较庞⼤,相对能耗较⾼,成本较⾼2试述塑性成型的⼀般分类?⼀、板料成型:1、⼀次加⼯:1)轧制2)挤压3)拉拔2、⼆次加⼯:1)⾃由锻2)模锻⼆、块料成型:1、分离⼯序:1)冲裁2)落料2、成型⼯序:1)弯曲2)拉深三、按温度分:热成型、冷成型、温成型3、试简述滑移和孪⽣两种变形机理的主要区别?滑移与孪⽣的⽐较滑移:晶体中已滑移部分与未滑移部分的位向相同孪⽣:已孪⽣部分(孪晶)和未孪⽣部分(基体)的位向不同,两部分之间具有特定的位向关系(镜⾯对称)2)变形机制:滑移是全位错运动的结果;孪⽣是部分位错3)对塑性变形的贡献:总变形量⼤;孪⽣(⼩)4)变形应⼒:近似临界分切应⼒;⾼于临界分切应⼒5)变形条件:⼀般情况下,先发⽣滑移变形;滑移变形难以进⾏时,或晶体对称度很低、变形温度较低、加载速率较⾼,发⽣孪⽣变形4、试分析多晶体塑性变形的特点?(1)各晶粒变形的不同时性⾸先在位向有利、滑移系上切应⼒分量已优先达到临界值的晶粒内发⽣(2)各晶粒变形的相互协调性晶粒的变形需要相互协调配合,才能保持晶粒之间的连续性,即变形不是孤⽴和任意的。
(3)变形的不均匀性软位向的晶粒先变形,硬位向的晶粒后变形,其结果必然是各晶粒变形量的差异,这是由多晶体的结构特点所决定的。
5、什么是加⼯硬化?加⼯硬化产⽣的原因?加⼯硬化对塑性加⼯有何利弊?1)加⼯硬化:塑性变形时,随着内部组织结构变化,⾦属⾦属强度、硬度增加,⽽塑性、韧性降低的现象。
试卷(一)一、名词解释(本题10分,每小题2分)1.变形过程中的金属发热现象2.材料由于温度降低等内在因素和外在条件变化,塑性急剧下降的现象。
3.在热变形过程中,在应力状态下所发生的再结晶。
[金属在热变形过程中发生的再结晶]4.回复温度以下发生的变形。
在物体中,由于其各部分的不均匀变形受到物体整体性的限制而引起5.的相互平衡的应力。
二.填空题(本题10分,每小题2分)1.[偏应力],球应力[静水压力]2.变形温度、变形程度、晶粒大小3.真应力、断面收缩率4.适当粘度、良好活性5.稳定细晶(5μm以下)、一定的温度区间()、一定的变形速度()三、判断题(本题10分,每小题2分)1.(√)、(×)、(√)、(×)2.(√)、(×)3.(×)4.(√)5.(×)四、问答题(本题40 分,每小题10 分)1.答:对于低塑性材料的开坯采用挤压加工方法为佳,因为:挤压时静水压力大,塑性好。
缺陷变成线状。
2.答:3.答:相同:使材料产生各向异性(沿纤维方向上强度高)。
不同:冷变形:基本晶粒沿最大主变形方向拉长;热变形:夹杂物、第二相拉长。
(基体是再结晶等轴晶粒)消除措施:冷变形:完全再结晶退火;热变形:净化,铸锭中尽量减少杂质;高温长时间退火,使夹杂物扩散,改变加工方向。
4.答:(1)种情况沿辊宽变形均匀。
(2)种情况中部易出现裂纹,因为中部附加拉应力。
五、证明题(本题10 分)证:已知Mises塑条可表达为:六、推导题(本题20 分)解:建立直角坐标系xoy如图,上下左右对称只研究第一象限试卷(二)一、名词解释(本小题10分,每小题2分)1.在金属再结晶条件下进行的塑性变形2.在塑性变形的过程中存在弹性变形3.在热变形过程中在应力作用下的再结晶4.物体不均匀变形受到整体性的限制而引起物体内相互平衡的应力5.金属在塑性变形时的发热现象二、填空题(本题22 分,每小题 2 分)1.作用力(主动力)、约束反力2.3、(体积不变条件)3.单位时间内的应变量(应变对时间的变化率)4.5.弹性变形、加工硬化8.变形温度、变形程度、变形速度7.变形温度、变形程度、再结晶晶粒大小8.塑性指标、变形温度9.断面收缩率、真实应力10.弹性变形、塑性变形、断裂11.定摩擦定律和滑动摩擦定律三、判断题(本题10分,每小题2分)1.×2.×3.×4.×5.×四、问答题(本题36 分,每小题 6 分)1.答::反映了变形体体积改变的剧烈程度:反映了变形体形状改变的剧烈程度:反映了塑性变形的类型2.答:Tresca准则:变形体某点的最大切应力达到定值材料就屈服,π平面上为正六边形Misec准则:弹性形状改变达到定值材料就屈服,π平面上为一个圆两准则在平面应变情况下差别最大3.答:简单加载:应力分量按比例加载,只加载不卸载,应力与应变的主轴重合复杂加载:不满足简单加载条件Levy-Mises增量理论:或4.冷变形纤维组织是晶粒被拉长,拉细压扁呈现纤维状。
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。
Ⅱ按成型时工件的温度可分为热成形、冷成形和温成形。
一、填空题(每空1分,共20分)1、( 最大 )。
2、( 好/高 )。
3、( {1 1 0} )、( 12 )。
4、( 好/高 )。
5、( 中间退火 )。
6、( 扩散蠕变 )。
7、( 降低 )。
8、( 大 )。
9、( 绕单元体各轴的合力矩 )。
10、( 最大剪应力 )。
11、( 正六边形 )。
12、( 卸载 )。
13、( 重合 )。
14、( 圣维南流动方程 )。
15、 ( ≥ ) 。
16、( 1σ方向顺时针旋转π4)。
17、( 2m K σωη+= )。
18、( d d 0αβυυω-= )。
19、( 相等 )。
二、简答题(共23分)1、与其它加工方法(如金属的切削加工、焊接、铸造),金属塑性成形有何特点?(4分)答:(1)组织、性能好(1分)。
(2)材料利用率高(1分)。
(3)尺寸精度高(1分)。
(4)生产效率高(1分)。
2、按材料性质来分,材料可分为理想弹性材料、理想塑性材料、理想弹塑性材料等材料类型,金属在较高温度下发生大的塑性变形,可将此时的金属材料按何种材料类型处理?为什么?(5分)答:金属在较高温度下发生大的塑性变形,可将此时的金属材料按理想刚塑性材料类型处理(2分),因为金属在较高温度下塑性变形,可以通过动态回复和动态再结晶来消除加工硬化,故可以认为是理想塑性材料(1.5分)。
同时因为是发生大塑性变形,弹性变形可以相对塑性塑性变形可以忽略,可以认为是刚塑性材料(1.5分)。
3、影响金属塑性有哪些因素?(5分)答:(1)化学成分(1分)。
(2)组织(1分)。
(3)变形温度(1分)。
(4)应变速率(1分)。
(5)变形力学条件(1分)。
4、什么是位移的动可容(运动学许可的)条件?(3分)答:1)满足速度的边界条件,在位移边界S u 上满足*i i u u = ,其中i u 为给定的真实速度(1分)。
2)在变形体内保持连续性,不发生重叠和开裂(1分)。
3)满足体积不变条件,*0ii ε= (1分)。
【最新整理,下载后即可编辑】《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 。
《金属塑性成形原理》试卷及答案一、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 。
《金属塑性成形原理》试卷及答案————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:《金属塑性成形原理》试卷及答案一、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。
1、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称为塑性。
2、塑性成形:金属材料在一定的外力作用条件下,利用其塑性使其成形并获得一定力学性能的加工方法称为塑性成形也称塑性加工或压力加工。
3、塑性成形分为块料和板料成形,块料成型又分为一次加工和二次加工。
4、一次加工:生产原材料,加工方法包括轧制、挤压、和拉拔。
5、二次加工:生产零件或坯料,加工方法包括自由锻和模锻。
6、滑移:所谓滑移是指晶体在力的作用下,晶体的一部分沿一定的晶面和晶向,相对于晶体的另一部分发生相对移动或切变。
7、就金属的塑性变形能力来说,滑移方向的作用大于滑移面的作用。
8、滑移面对温度具有敏感性。
9、设拉力P引起的拉伸力为σ,则在此滑移方向上的切应力分量为τ=σcosΦcosλ,令u=cosΦcosλ,若Φ=λ=45º,则u=uaxm =0.5 τ=τmax=σ/210、位错增值:由于晶体产生一个滑移带的位移量需要上千个位错的移动,且当位错移至晶体表面产生一个原子间距的位移后,位错便消失,这样,为使塑性变形能不断进行,就必须有大量的位错出现,这就是在位错理论中所说的位错的增值。
11、晶体中的滑移过程,实质就是位错的移动和增值过程,加工硬化的原因就是位错增值。
12、孪生:是晶体在切应力作用下,晶体的一部分沿着一定的晶面(孪生面)和一定的晶向(孪生方向)发生均匀切变。
13、晶间变形:晶间变形的主要方式是晶粒之间相互滑动和转动。
…………晶间变形小,主要是因为晶间变形强度低。
14、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。
(屈服强度)越大,δ越大,金属A晶粒越细,σB的塑性也越好。
15、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、晶粒内产生亚结构;3、晶粒位向改变;4、晶粒内部出现滑移带和孪生带。
1、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称为塑性。
2、塑性成形:金属材料在一定的外力作用条件下,利用其塑性使其成形并获得一定力学性能的加工方法称为塑性成形也称塑性加工或压力加工。
3、塑性成形分为块料和板料成形,块料成型又分为一次加工和二次加工。
4、一次加工:生产原材料,加工方法包括轧制、挤压、和拉拔。
5、二次加工:生产零件或坯料,加工方法包括自由锻和模锻。
6、滑移:所谓滑移是指晶体在力的作用下,晶体的一部分沿一定的晶面和晶向,相对于晶体的另一部分发生相对移动或切变。
7、就金属的塑性变形能力来说,滑移方向的作用大于滑移面的作用。
8、滑移面对温度具有敏感性。
9、设拉力P引起的拉伸力为σ,则在此滑移方向上的切应力分量为τ=σcosΦcosλ,令u=cosΦcosλ,若Φ=λ=45º,则u=uaxm =0.5 τ=τmax=σ/210、位错增值:由于晶体产生一个滑移带的位移量需要上千个位错的移动,且当位错移至晶体表面产生一个原子间距的位移后,位错便消失,这样,为使塑性变形能不断进行,就必须有大量的位错出现,这就是在位错理论中所说的位错的增值。
11、晶体中的滑移过程,实质就是位错的移动和增值过程,加工硬化的原因就是位错增值。
12、孪生:是晶体在切应力作用下,晶体的一部分沿着一定的晶面(孪生面)和一定的晶向(孪生方向)发生均匀切变。
13、晶间变形:晶间变形的主要方式是晶粒之间相互滑动和转动。
…………晶间变形小,主要是因为晶间变形强度低。
14、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。
(屈服强度)越大,δ越大,金属A晶粒越细,σB的塑性也越好。
15、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、晶粒内产生亚结构;3、晶粒位向改变;4、晶粒内部出现滑移带和孪生带。
(二)性能的变化:金属的力学性能最显著就是加工硬化。
16、纤维组织:晶粒形状的变化,若变化程度很大,则晶粒呈现为一片如纤维状的条纹,称为纤维组织。
17、变形织构:由于塑性变形的结果而使晶粒具有择优取向的组织称为变形织构。
18、加工硬化:随着变形程度的增加,金属强度,硬度增加,而塑性韧性降低,这种现象称为加工硬化。
19、①冷变形后的金属进行加热、保温的过程:回复→再结晶→晶粒长大;②冷变形、热变形的区分方法——再结晶温度;③热变形过程——动态回复或动态再结晶。
20、动态回复:是热塑性变形过程中发生的回复。
21、动态回复是高层错能金属热变形过程中唯一的软化机制。
22、高温形变热处理:把热变形和热处理结合起来的方法称为高温形变热处理。
23、动态再结晶:动态再结晶是在热塑性变形过程中发生的再结晶。
24、扩散性蠕变:是在应力场作用下,由空位的定向移动所引起的。
25、热塑性变形对金属组织和性能的影响?(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26、超塑性:金属和合金具有超常的均匀变形能力其伸长率达到百分之几百、甚至百分之几千。
27、超塑性的种类:细晶超塑性和相变超塑性28、塑性指标:伸长率断面收缩率29、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;2、合金元素对钢的塑性的影响。
(二)组织的影响:(1)相组成的影响(2)晶粒度的影响(3)铸造组织的影响30、(1)磷在冷变形时影响更为严重,称为冷脆性(2)硫和氧都可以导致热脆性(3)氮会出现兰脆现象(4)氢溶入钢中,使钢的塑性韧性降低造成氢脆31、变形温度对金属塑性的影响:就大多数金属而言,其总的趋势是:随着温度的升高,塑性增加,但是这种增加并非简单的线性上升;在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。
在一般情况下,温度由绝对零度上升到熔点时,可能出现几个脆性区,包括低温的、中温的和高温的脆性区等。
随着温度的升高,一方面金属的塑性和可锻性提高,另一方面由于晶粒的粗大化,以及金属内化合物、析出物或第二相的存在和变化等原因,而出现塑性不随温度升高而增加的各种情况。
32、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(3)金属的组织、结构发生变化(4)扩散蠕变机理起作用(5)晶间滑移作用增强33、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,这种现象称为热效应。
34、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,称为温度效应。
35、应变速率对金属塑性的影响:①在较低的应变速率范围内提高应变速度时,塑性降低;当应变速率较大时,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,塑性回升②对于具有脆性转变的金属,应变速率增加,金属的塑性降低③从工艺性能的角度来看,提高应变速率有利于塑性成形④在非常高的应变速率下,材料的塑性变形能力大为提高。
36、变形力学条件对金属塑性的影响?(一)应力状态的影响;(二)应变状态的影响。
37、※静水压力:应力球张量的每个分量称为平均应力或静水应力,其负值称为静水压力。
※全应力S在法线N上的投影就是斜微分面上的正应力,它等于即n为什么说静水压力越大,金属的塑性会越高,解释如下:(1)拉伸应力会促进晶间变形,加速晶界的破坏,而压缩应力能阻止或减少晶间变形,随着静水压力的增大,晶间变形越加困难,因而提高了金属的塑性(2)三向压缩应力有利于愈合塑性变形过程中产生的各种损伤,而拉应力则相反,它促使损伤的发展(3)当变形体内原先存在着少量对塑性不利的杂质,液态相或组织缺陷时,三相压缩作用能抑制这些缺陷,全部或部分的消除危害,反之,在拉应力的作用下,将在这些地方产生应力集中,促进金属的破坏(4)增大静水压力能抵消由于不均匀变形引起的附加拉应力,从而减轻了附加拉应力所造成的拉裂作用。
38、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)选择向压缩性较强的压缩方式,(4)减小变形的不均匀性。
第三章等效应力的特点:①等效应力是一个不变量②等效应力在数值上等于单向均匀拉伸时的拉伸应力③等效应力并不代表某一实际平面上的应力,因而不能再某一特定的平面上表示出来④等效应力可以理解为代表一点应力状态中应力偏张量的综合作用在大的塑性变形问题中,只有用对数应变才能得出合理的结果,因为:(或对数应变的特征是:)①相对应变不能表示变形的实际情况,而且变形程度愈大,误差愈大。
②对数应变为可叠加应变,而相对应变为不可叠加应变③对数应变为可比应变,相对应变为不可比应变。
关系:对数应变可以看做是由相对线应变取对数得到的。
特征应变:三个主应变中绝对值最大的主应变,反映了该工序变形的特征,称为特征应变。
根据体积不变条件和特征应变,则塑性变形分为三种类型:①压缩类变形②剪切类变形③伸长类变形应变增量是极小的增量应变速率张量与应变增量张量相似,它们都可以描述瞬时变形形态。
塑性成形理论中,如果不考虑变形速度对材料性材料及外摩擦的影响,用两者进行计算结果一直。
若对于应变速率敏感的材料(如超塑性材料)则用应变速率来计算。
平面变形状态下的应力状态特点:①由于平面变形时,物体内与Z轴垂直的平面始终不会倾斜扭曲,所以Z平面上没有切应力分量,Z方向必为应力主方向,δz即为主应力,且为δx、δy的平均值,即为中间应力,又是平均应力。
此时只有三个独立的应力分量δx、δy、δz。
②若以应力主轴为坐标轴,平面变形时应力状态就是纯切应力状态叠加一个应力球张量。
③平面变形时,由于δz是不变量,而且其他应力分量都与Z轴无关,所以应力平衡微分方程和平面应力状态下的应力平衡微分方程是一样的。
平面应变状态下的最大切应力所在的平面与塑性流平面垂直的两个主平面交成45°角。
理想弹性材料:物体发生弹性变形时,应力与应变完全成线性关系,并假定它从弹性变形过渡到塑性变形是突然的。
理想塑性材料:材料发生塑性变形时不产生硬化的材料。
理想弹塑性材料:在塑性变形时,需要考虑变形之前的弹性变形,而不考虑硬化的材料,即材料进入塑性状态后,应力不再增加可连续产生塑性变形。
弹塑性硬化材料:在塑性变形时,既要考虑塑性变形之前的弹性变形,又要考虑加工硬化的材料,只有在应力不断增加,也即在加载条件下才能连续产生塑性变形。
理想刚塑性材料:在研究塑性变形时,既不考虑弹性变形,又不考虑变形过程中的加工硬化的材料。
刚塑性硬化材料:在研究塑性变形时,不考虑塑性变形之前的弹性变形,但要考虑变形过程中的加工硬化的材料。
塑性变形时应力应变关系特点:①应力与应变之间的关系是非线性的,因此,全量应变主轴与应力主轴不一定重合②塑性变形时可以认为体积不变,即应力变球张量为零,泊松比 =0.5③对于应变硬化材料,卸载后再重新加载时的屈服应力就是卸载时的屈服应力,比初始屈服应力要高。
④塑性变形是不可逆的,与应变历史有关,即应力-应变关系不再保持单值关系。
第四章库伦摩擦条件不考虑接触面上的粘合现象,认为摩擦符合库仑定律,即摩擦力与接触面上的正压力成正比,其数学表达式为T=µp n 或 τ=µσn(4—1) 式中: T ——摩擦力 τ——摩擦切应力 σn ——接触面上的正压应力 µ——外摩擦系数(简称摩擦系数)摩擦系数µ应根据实验来确定。
从式(4—1)可以看出,应用库伦摩擦力时,除了要知道摩擦系数之外,还要知道正压应力在接触面上的分布情况。
式(4—1)在使用中应注意,摩擦切应力τ不能随σn 的增大而无限增大。
应为τ=τmax =K(被加工金属的剪切屈服强的)时,被加工金属的接触表面将要产生塑性流动,此时σn 的极值为被加工金属的拉伸屈服强度Y (真实应力)。
K 与Y 之间应满足一定关系,根据屈服准则,K=(21~31)Y ,由此并根据式 (4—1)可确定摩擦系数 µ的极值为 µ=0.5~0.577 (4—2)式(4—1)适用于正压力不太大、变形量较小的冷成形工序。
常摩擦力条件这一条件认为,接触面上的摩擦切应力τ与被加工金属的剪切屈服强度K成正比,即τ=mK式中m——摩擦因子,取值范围为0≤m≤1若m=1,即τ= max=K,这称为最大摩擦力条件。
变形速度:许多试验结果表明,摩擦系数随变形速度增加而有所下降。
第五章1.由于加热不当产生的缺陷主要有:过热、过烧、加热裂纹、铜脆、脱碳、增碳等;由于成形工艺不当产生的缺陷主要有:大晶粒、晶粒不均匀、裂纹、锻造折叠、穿流、带状组织等;由于锻后冷却不当产生的缺陷主要有:冷却裂纹、网状碳化物等;由于锻后热处理工艺不当产生的缺陷主要有:硬度过高或过低、硬度不均等。