金屬塑形成型原理復習Word版

1、傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！判斷題：1.在塑料變形時要產生硬化的材料叫變形硬化材料2.塑性變形體內各點的最大剪應力的軌跡線叫滑移線。3.塑性是材料所具有的一種本質屬性。4.合金元素使鋼的塑性減小，變形拉力增強。5.合金鋼中的白點現象是由于氫元素和組織應力引起的。6.影響超塑性的主要因素是變形速度、變形溫度和組織結構。7.屈雷斯加準則與密席斯準則在平面應變上，兩個準則是不一致的。8.靜水壓力的增加，有助于提高材料的塑性。9.碳鋼中熱脆性的產生主要是由于硫元素的存在所致。10在塑料變形時金屬材料塑性好，變形抗力就低，例如：冷軋板和鋁板填空題：18.就大多數金屬而言，其總的

2、趨勢是，隨著溫度的升高，塑性提高14.研究塑性力學時，通常采用的基本假設有連續(xù)性假設、均勻性假設、初應力為零、體積力為零、各向同性假設、體積不變假設。1塑性成形中的三種摩擦狀態(tài)分別是：干摩擦、邊界摩擦、流體摩擦2、衡量金屬或合金的塑性變形能力的數量指標有(伸長率)和(斷面收縮率)。3、所謂金屬的再結晶是指冷變形金屬加熱到更高的溫度后，在原來變形的金屬中會重新形成新的無畸變的等軸晶，直至完全取代金屬的冷變形組織的過程。4、金屬熱塑性變形機理主要有：晶內滑移、晶內孿生、晶界滑移和擴散蠕變等。5.金屬塑性成形過程中影響摩擦系數的因素有很多，歸結起來主要有金屬的種類和化學成分、工具的表面狀態(tài)、接觸面上

3、的單位壓力、變形溫度、變形速度等幾方面的因素。6.變形體處于塑性平面應變狀態(tài)時，在塑性流動平面上滑移線上任一點的切線方向即為該點的最大切應力方向。對于理想剛塑性材料處于平面應變狀態(tài)下，塑性區(qū)內各點的應力狀態(tài)不同其實質只是平均應力m不同，而各點處的最大切應力K為材料常數。7.在眾多的靜可容應力場和動可容速度場中，必然有一個應力場和與之對應的速度場，它們滿足全部的靜可容和動可容條件，此唯一的應力場和速度場，稱之為真實應力場和真實速度場，由此導出的載荷，即為真實載荷，它是唯一的。8、金屬塑性成形有如下特點：(1、組織性能好2、材料利用率高3、尺寸精度高4、生產效率高，適用于大批量生產)9、按照成形的

4、特點，一般將塑性成形分為（塊料成型和體積成型）兩大類，按照成形時工件的溫度還可以分為熱成型、冷成型和溫成型三類。10、金屬的超塑性分為細晶超塑性和相變超塑性兩大類11.晶內變形的主要方式和單晶體一樣分為滑移和孿生。其中滑移變形是主要的，而孿生變形是次要的，一般僅起調節(jié)作用。12、冷變形金屬加熱到更高的溫度后，在原來變形的金屬中會重新形成新的無畸變的等軸晶，直至完全取代金屬的冷變形組織，這個過程稱為金屬的（再結晶）。13.常用的摩擦條件及其數學表達式（庫侖摩擦條件）15.金屬單晶體變形的兩種主要方式有：滑移和孿生。16影響金屬塑性的主要因素有：化學成分、組織、變形溫度、變形速度、應力狀態(tài)17.對

5、數應變的特點是具有真實性、可靠性和可加性19.鋼冷擠壓前，需要對坯料表面進行(磷化皂化)潤滑處理。20.為了提高潤滑劑的潤滑、耐磨、防腐等性能常在潤滑油中加入的少量活性物質的總稱叫添加劑21.材料在一定的條件下，其拉伸變形的延伸率超過100%的現象叫超塑性。22.韌性金屬材料屈服時，(密塞斯（Mises）)準則較符合實際的。23.硫元素的存在使得碳鋼易于產生(熱脆性)。24.塑性變形時不產生硬化的材料叫做(理想塑性材料)25.應力狀態(tài)中的(壓)應力，能充分發(fā)揮材料的塑性。26.平面應變時，其平均正應力(等于)中間主應力27.鋼材中磷使鋼的強度、硬度提高，塑性、韌性降低28.材料經過連續(xù)兩次拉伸

6、變形，第一次的真實應變?yōu)?0.1，第二次的真實應變?yōu)?0.25，則總的真實應變0.3529.塑性指標的常用測量方法拉伸試驗法與壓縮試驗法30.彈性變形機理原子間距的變化；塑性變形機理位錯運動為主。31.塑性變形時，工具表面的粗糙度對摩擦系數的影響(大于)工件表面的粗糙度對摩擦系數的影響。32.用近似平衡微分方程和近似塑性條件求解塑性成形問題的方法稱為（主應力法）33.由于屈服原則的限制，物體在塑性變形時，總是要導致最大的（能量）散逸，這叫最大散逸功原理。34.多晶體經過塑性變形后各晶粒沿變形方向顯著伸長的現象稱為（纖維組織）簡答題：23.什么是滑移線？滑移線就是塑性變形體內最大切應力的軌跡線2

7、4試簡述提高金屬塑性的主要途徑。1)提高材料的成分和組織的均勻性；(2)合理選擇變形溫度和變形速度；(3)選擇三向受壓較強的變形方式；(4)減少變形的不均勻性。9.什么是溫度效應？什么是熱效應？冷變形和熱變形時變形速度對塑性的影響有何不同？溫度效應：塑性變形過程中產生的熱量使變形體溫度升高的現象。熱效應：塑性變形時金屬所吸收的能量，絕大部分都轉化成熱能的現象一般來說，冷變形時，隨著應變速率的增加，開始時塑性略有下降，以后由于溫度效應的增強，塑性會有較大的回升；熱變形時，隨著應變速率的增加，開始時塑性通常會有較顯著的降低，以后由于溫度效應的增強，使塑性有所回升，但若此時溫度效應過大，已知實際變形

8、溫度有塑性區(qū)進入高溫脆區(qū)，則金屬的塑性又急速下降。1.什么是金屬的塑性？什么是塑性成形？塑性成形有何特點？塑性-在外力作用下使金屬材料發(fā)生塑性變形而不破壞其完整性的能力；塑性變形-當作用在物體上的外力取消后，物體的變形不能完全恢復而產生的殘余變形；塑性成形-金屬材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使其成型并獲得一定力學性能的加工方法，也稱塑性加工或壓力加工；特點：組織、性能好材料利用率高尺寸精度高生產效率高2.試分析晶粒大小對金屬塑性和變形抗力的影響。晶粒越細，變形抗力越大。晶粒的大小間接影響位錯的數目n。晶粒越大n也就越大。n越大，應力場就越強，滑移就越容易產生。晶粒越細小，金屬的塑性就越好

9、。a一定體積，晶粒越細，晶粒數目越多，塑性變形時位向有利的晶粒也越多，變形能較均勻的分散到各個晶粒上；b從每個晶粒的應力分布來看，晶粒越細則內應力的分布越均勻，因而金屬斷裂前能承受的塑性變形量就更大。3.什么叫加工硬化？產生加工硬化的原因是什么？加工硬化對塑性加工生產有何利弊？加工硬化-隨著金屬變形程度的增加，其強度、硬度增加，而塑性、韌性降低的現象。原因：與位錯的交互作用有關。隨著塑性變形的進行，位錯密度不斷增加，位錯反應和相互交割加劇，產生固定割階、位錯纏結等障礙，形成胞狀亞結構，使位錯難以越過這些障礙而被限制在一定范圍內運動。要使金屬繼續(xù)變形，就需要不斷增加外力，才能克服位錯間強大的交互

10、作用力。利弊：利：可作為一種強化金屬的手段，一些不能用熱處理方法強化的金屬材料，可應用加工硬化的方法來強化，以提高金屬的承載能力。不利：由于加工硬化后，金屬的屈服強度提高，要求進行塑性加工的設備能力增加；由于塑性的下降，使得金屬繼續(xù)塑性變形困難，所以不得不增加中間退火工藝，從而降低了生產率，提高了生產成本。4.什么是動態(tài)再結晶？影響動態(tài)再結晶的主要因素有哪些？動態(tài)再結晶是在熱塑性變形過程中發(fā)生的再結晶。動態(tài)再結晶和靜態(tài)再結晶基本一樣，也是通過形核與長大來完成，其機理也是大角度晶界(或亞晶界)向高位錯密度區(qū)域的遷移。動態(tài)再結晶的能力除了與金屬的層錯能高低(層錯能越低，熱加工變形量很大時，容易出現

11、動態(tài)再結晶)有關外，還與晶界的遷移難易有關。金屬越純，發(fā)生動態(tài)再結晶的能力越強。當溶質原子固溶于金屬基體中時，會嚴重阻礙晶界的遷移、從而減慢動態(tài)再結晶的德速率。彌散的第二相粒子能阻礙晶界的移動，所以會遏制動態(tài)再結晶的進行。5.什么是細晶超塑性？什么是相變超塑性？細晶超塑性：在一定的恒溫下，在應變速率和晶粒度都滿足要求的條件下所呈現的超塑性。具體地說，材料的晶粒必須超細化和等軸化，并在在成形期間保持穩(wěn)定。相變超塑性：要求具有相變或同素異構轉變。在一定的外力作用下，使金屬或合金在相變溫度附近反復加熱和冷卻，經過一定的循環(huán)次數后，就可以獲得很大的伸長率。相變超塑性的主要控制因素是溫度幅度和溫度循環(huán)率

12、。6.什么是塑性？什么是塑性指標？為什么說塑性指標只具有相對意義?塑性：在外力作用下使金屬材料發(fā)生塑性變形而不破壞其完整性的能力塑性指標：為了衡量金屬材料塑性的好壞采用的某些試驗測得的數量上的指標。常用的試驗方法有拉伸試驗、壓縮試驗和扭轉試驗。由于各種試驗方法都是相對于其特定的受力狀態(tài)和變形條件的，由此所測定的塑性指標，僅具有相對的和比較的意義。7.舉例說明雜質元素和合金元素對鋼的塑性的影響。碳：固溶于鐵時形成鐵素體和奧氏體，具有良好的塑性。多余的碳與鐵形成滲碳體,大大降低塑性；磷：一般來說，磷是鋼中的有害雜質，它在鐵中有相當大的溶解度，使鋼的強度、硬度提高，而塑性、韌性降低，在冷變形時影響更

13、為嚴重，此稱為冷脆性。硫：形成共晶體時熔點降得很低。這些硫化物和共晶體，通常分布在晶界上，會引起熱脆性。氮：其質量分數較小時對鋼的塑性無明顯的影響，隨著氮化物的質量分數的增加，鋼的塑性降降低，導致鋼變脆。氫：氫脆和白點。氧：形成氧化物，還會和其他夾雜物易熔共晶體分布于晶界處，造成鋼的熱脆性。合金元素：形成固溶體；形成硬而脆的碳化物；8.變形溫度對金屬塑性的影響的基本規(guī)律是什么？就大多數金屬而言，其總體趨勢是：隨著溫度的升高，塑性增加，但是這種增加并不是簡單的線性上升；在加熱過程中的某些溫度區(qū)間，往往由于相態(tài)或晶粒邊界狀態(tài)的變化而出現脆性區(qū)，使金屬的塑性降低。在一般情況下，溫度由絕對零度上升到熔

14、點時，可能出現幾個脆性區(qū)，包括低溫的、中溫的和高溫的脆性區(qū)。11.張量有哪些基本性質？存在張量不變量張量可以疊加和分解張量可分對稱張量和非對稱張量二階對稱張量存在三個主軸和三個主值12.試說明應力偏張量和應力球張量的物理意義。應力偏張量只能產生形狀變化，不能使物體產生體積變化，材料的塑性變形是由應力偏張量引起的；應力球張量不能使物體產生塑性變形，只能使物體產生體積變化。13.用主應變簡圖表示塑性變形的類型有哪些？三個主應變中絕對值最大的主應變，反映了該工序變形的特征，稱為特征應變。如用主應變簡圖來表示應變狀態(tài)，根據體積不變條件和特征應變，則塑性變形只能有三種變形類型壓縮類變形：特征應變?yōu)樨搼?/p>

15、(即10)另兩個應變?yōu)檎龖儯?+3=.1；剪切類變形：一個應變?yōu)榱?，其他兩個應變大小相等，方向相反，2=0，1=3伸長類變形：特征應變?yōu)檎龖?，另兩個應變?yōu)樨搼?4.對數應變有何特點？它與相對線應變有何關系？對數應變能真實地反映變形的積累過程，所以也稱真實應變，簡稱真應變。它具有如下特點：對數應變有可加性，而相對應變?yōu)椴豢杉討?；對數應變?yōu)榭杀葢?，相對應變?yōu)椴豢杀葢儯幌鄬儾荒鼙硎咀冃蔚膶嶋H情況，而且變形程度愈大，誤差也愈大。對數應變可以看做是由相對線應變取對數得到的。15.常用的屈服準則有哪兩個？如何表述？分別寫出其數學表達式。Tresca屈服準則：材料的屈服與最大切應力有關，即當

16、受力物體（質點）中的最大切應力達到莫一定值時，該物體就發(fā)生屈服，且該定值只取決與材料在變形條件下的性質，而與應力狀態(tài)無關。Mises屈服準則：在在一定的變形條件下，當受力物體內一點的應力偏張量的第二不變量J2達到某一定值時，該點開始進入塑形狀態(tài)。16.兩個屈服準則有何差別？在什么狀態(tài)下兩個屈服準則相同？什么狀態(tài)下差別最大？A共同點：屈服準則的表達式都和坐標的選擇無關，等式左邊都是不變量的函數；三個主應力可以任意置換而不影響屈服，同時，認為拉應力和壓應力的作用是一樣的；各表達式都和應力球張量無關。不同點：Tresca屈服準則沒有考慮中間應力的影響，三個主應力的大小順序不知道時，使用不方便；而Mi

17、ses屈服準則則考慮了中間應力的影響，使用方便。B兩個屈服準則相同的情況在屈服軌跡上兩個屈服準則相交的點表示此時兩個屈服準則相同，有六個點，四個單向應力狀態(tài)，兩個軸對稱應力狀態(tài)。C兩個屈服準則差別最大的情況:在屈服軌跡上連個屈服準則對應距離最遠的點所對應的情況，此時二者相差最大，也是六個點，四個平面應力狀態(tài)(也可是平面應變狀態(tài))，兩個純切應力狀態(tài)，相差為15.5%。17.塑性變形時應力應變關系有何特點？為什么說塑性變形時應力和應變之間的關系與加載歷史有關？特點：應力與應變之間的關系時非線性的，因此，全量應變主軸與應力主軸不一定重合；塑性變形時可以認為體積不變，即應變球張量為零，泊松比=0.5；

18、對于應變硬化材料，卸載后在重新加載時的屈服應力就是卸載時的屈服應力，比初始屈服應力要高；塑性變形時不可逆的，與應變歷史有關，即應力-應變關系不在保持單值關系。塑性變形應力和應變之間的關系與加載歷史有關，可以通過單向拉伸時的應力應變曲線和不同加載路線的盈利與應變圖來說明18.彈性變形時應力應變關系有何特點？特點：應力與應變完全成線性關系，即應力主軸與全量應變主軸重合；彈性變形是可逆的，與應變歷史（加載過程）無關，即某瞬時的物體形狀尺寸只與該瞬時的外載有關，而與該瞬時之前各瞬間的載荷情況無關。19.全量理論使用在什么場合？為什么？全量理論適用在簡單加載的條件下，因為在簡單加載下才有應力主軸的方向固

19、定不變，也就是應變增量的主軸是和應力主軸是重合的，這種條件下對勞斯方程積分得到全量應變和應力之間的關系，就是全量理論。20.防止產生裂紋的原則措施是什么？增加靜水壓力；選擇和控制合適的變形溫度和變形速度；采用中間退火，以便消除變形過程中產生的硬化、變形不均勻、殘余應力等；提高原材料的質量。21.晶粒大小對材料的力學性能有何影響？一般情況下，晶粒細化可以提高金屬材料的屈服強度、疲勞強度、塑性和沖擊韌度，降低鋼的脆性轉變溫度。22.細化晶粒的主要途徑有哪些？在原材料冶煉時加入一些合金元素(如鉭、鈮、鋯、鉬、鎢、釩、鈦等)及最終采用鋁、鈦等作脫氧劑。采用適當的變形程度和變形溫度。采用鍛后正火(或退火

20、)等相變重結晶的方法。名詞解釋題1)張量：由若干個當坐標系改變時滿足轉換關系的分量所組成的集合稱為張量；2)應力張量：表示點應力狀態(tài)的九個分量構成一個二階張量，稱為應力張量；3)主應力：在某一斜微分面上的全應力S和正應力重合，而切應力=0，這種切應力為零的微分面稱為主平面，主平面上的正應力叫做主應力4)主切應力：切應力達到極值的平面稱為主切應力平面，其面上作用的切應力稱為主切應力5)最大切應力：三個主切應力中絕對值最大的一個，也就是一點所有方位切面上切應力最大的，叫做最大切應力max6)主應力簡圖：只用主應力的個數及符號來描述一點應力狀態(tài)的簡圖稱為主應力圖：7)等效應力：取八面體切應力絕對值的

21、3倍所得之參量稱為等效應力8)平面應力狀態(tài)：變形體內與某方向垂直的平面上無應力存在，并所有應力分量與該方向軸無關，則這種應力狀態(tài)即為平面應力狀。實例：薄壁扭轉、薄壁容器承受內壓、板料成型的一些工序等，由于厚度方向應力相對很小而可以忽略，一般作平面應力狀態(tài)來處理9)平面應變狀態(tài)：如果物體內所有質點在同一坐標平面內發(fā)生變形，而在該平面的法線方向沒有變形，這種變形稱為平面變形，對應的應力狀態(tài)為平面應變狀態(tài)。實例：軋制板、帶材，平面變形擠壓和拉拔等。10)相對線應變：單位長度上的線變形，只考慮最終變形；11)工程切應變：將單位長度上的偏移量或兩棱邊所夾直角的變化量稱為相對切應變，也稱工程切應變12)對數應變：塑性變形過程中，在應變主軸方向保持不變的情況下應變增量的總和，記為它反映了物體變形的實際情況，故稱為自然應變或對數應變；13)主應變：過變形體內一點存在有三個相互垂直的應變方向(稱為應變主軸)，該方向上線元沒有切應變，只有線應變，稱為主應變，用1、2、3表示。對于各向同性材料，可以認為小應變主方向與應力方向重合；14)主切應變：在與應變主方向成45角的方向上存在三對各自相互垂直的線元，它們的切應變有極值，稱為主切應變；15)最大切應變：三對主切應變中，絕對值最大的成為最大切應變；16)主應變簡圖：用主應變的個數