第3章金屬的塑性變形與再結晶

1、第第3章章 金屬的塑性變形與再結晶金屬的塑性變形與再結晶本章內容：本章內容：o 塑性成形原理塑性成形原理o 塑性成形方法塑性成形方法重點內容：重點內容： 塑性成形理論塑性成形理論 本章難點：本章難點： 各工藝規(guī)程的制定。各工藝規(guī)程的制定。 第第3章章 金屬的塑性變形與再結晶金屬的塑性變形與再結晶 塑性成形塑性成形 在外力作用下，金屬發(fā)生在外力作用下，金屬發(fā)生塑性變形塑性變形，從而獲得具有一定從而獲得具有一定形狀、尺寸、組織形狀、尺寸、組織和和力學性力學性能能的的工件工件的生產方法，又叫的生產方法，又叫塑性加工塑性加工或或壓力加壓力加工工。常見的塑性成形方法常見的塑性成形方法：鍛造、沖壓、擠壓、

2、軋制、拉拔等。鍛造、沖壓、擠壓、軋制、拉拔等。上砧鐵上砧鐵 下砧鐵下砧鐵 坯料坯料 自由鍛自由鍛模鍛模鍛沖壓沖壓軋制軋制拉拔拉拔1.可實現(xiàn)無屑加工；可實現(xiàn)無屑加工；2.產品力學性能好，尺寸精度高；產品力學性能好，尺寸精度高；3.自動化程度高，生產率高自動化程度高，生產率高;4.材料利用率高，產品范圍廣泛材料利用率高，產品范圍廣泛.塑性加工特點塑性加工特點: 塑性成形廣泛應用于機械制造、汽拖、容器、塑性成形廣泛應用于機械制造、汽拖、容器、造船、建筑、包裝、航空航天工業(yè)部門。造船、建筑、包裝、航空航天工業(yè)部門。 大多數金屬和合金均有一定的塑性，可進行各大多數金屬和合金均有一定的塑性，可進行各種塑性

3、加工。種塑性加工。3-1 金屬的塑性成形金屬的塑性成形塑性成形利用金屬的塑性對坯料進行加工。塑性成形利用金屬的塑性對坯料進行加工。一、塑性變形機理一、塑性變形機理晶內變形金屬材料變形金屬材料變形晶間變形滑 移孿 生相對滑動轉 動滑移滑移在切應力作用下，晶體的一部分相對于另一部分沿在切應力作用下，晶體的一部分相對于另一部分沿著一定的晶面（滑移面）和晶向（滑移方向）產生相對著一定的晶面（滑移面）和晶向（滑移方向）產生相對位移，且不破壞晶體內部原子排列規(guī)律性的塑變方式。位移，且不破壞晶體內部原子排列規(guī)律性的塑變方式。a)未變形未變形d)塑性變形塑性變形單晶體滑移變形示意圖單晶體滑移變形示意圖b)彈性

4、變形彈性變形c)彈塑性變形彈塑性變形晶粒內部變形：晶粒內部變形：FF滑移面滑移面單晶體的滑移塑性變形單晶體的滑移塑性變形滑移規(guī)律滑移規(guī)律：1) 滑移是在切應力作用下進行的，變形容易，是滑移是在切應力作用下進行的，變形容易，是主要的變形方式主要的變形方式;2)滑移總是沿最密排面上的最密排方向進行滑移總是沿最密排面上的最密排方向進行;3)原子移動距離是晶格常數的整數倍。原子移動距離是晶格常數的整數倍。4)滑移的同時伴隨著轉動?；频耐瑫r伴隨著轉動。晶體的孿生示意圖晶體的孿生示意圖孿生孿生在切應力作用下，晶體的一部分相對于另一部分沿在切應力作用下，晶體的一部分相對于另一部分沿一定的晶面和晶向發(fā)生均勻

5、切變并形成晶體取向的鏡面對一定的晶面和晶向發(fā)生均勻切變并形成晶體取向的鏡面對稱關系。稱關系。 滑移與孿生比較滑移與孿生比較孿生特點孿生特點： 1) 孿生使一部分晶體發(fā)生均勻移動孿生使一部分晶體發(fā)生均勻移動, 2) 孿生后晶體變形部分與未變形部分呈鏡面對稱關孿生后晶體變形部分與未變形部分呈鏡面對稱關系系,位向發(fā)生變化位向發(fā)生變化, 3) 孿生需要孿生需要更大的切應力更大的切應力,變形困難，是次要的變形變形困難，是次要的變形方式。但它可以改變晶體位向方式。但它可以改變晶體位向,使受阻的滑移調整方使受阻的滑移調整方向繼續(xù)變形。向繼續(xù)變形。 多晶體中各晶粒之間在外力的作用下發(fā)生多晶體中各晶粒之間在外力

6、的作用下發(fā)生相互移動和轉動相互移動和轉動，即晶間變形。即晶間變形。 1.在切應力作用下，晶粒沿晶界在切應力作用下，晶粒沿晶界相對移動相對移動。 2.在力偶作用下，晶粒產生在力偶作用下，晶粒產生轉動轉動。晶間變形：晶間變形：多晶體的塑性塑性變形a晶內變形 b晶外變形 對于晶間變形，塑性較差的材料，其晶間結合力弱，晶粒對于晶間變形，塑性較差的材料，其晶間結合力弱，晶粒之間的相對移動會破壞晶界面降低晶粒之間的機械嵌合，易于之間的相對移動會破壞晶界面降低晶粒之間的機械嵌合，易于導致金屬的破裂。導致金屬的破裂。 多晶體塑性變形后會引起下述組織改變：多晶體塑性變形后會引起下述組織改變： (1)纖維組織纖維

7、組織 ：晶粒沿最大變形方向伸長，形成纖維狀的晶粒組織，即：晶粒沿最大變形方向伸長，形成纖維狀的晶粒組織，即纖維組織。纖維組織。 (2)變形織構：變形織構： 塑性變形過程中晶粒形狀變化的同時，部分晶粒在空間塑性變形過程中晶粒形狀變化的同時，部分晶粒在空間發(fā)生轉動，使滑移面移動方向趨于一致，形成變形織構。發(fā)生轉動，使滑移面移動方向趨于一致，形成變形織構。 具有變形織構的金屬，各晶粒的位向接近，力學性能、物理性能等明顯地出現(xiàn)各向異性，對其工藝性能和使用都有很大的影響。例如，冷軋鋼板具有變形織構組織，在拉深過程中各方向的變形不等，得到的拉深件在口部不平整。1.加工硬化加工硬化 金屬在冷變形過程中，隨著

8、形金屬在冷變形過程中，隨著形變量增加，強度提高而塑性降低變量增加，強度提高而塑性降低的現(xiàn)象，稱為加工硬化的現(xiàn)象，稱為加工硬化（形變強（形變強化、冷作硬化化、冷作硬化)。二、加工硬化、回復和再結晶二、加工硬化、回復和再結晶組織變化組織變化 性能變化性能變化： 晶格畸變；晶粒碎化，位錯密度晶格畸變；晶粒碎化，位錯密度增加增加強度提高、塑性降低強度提高、塑性降低； 晶粒被拉長晶粒被拉長纖維組織纖維組織各向異各向異性。性。 加工硬化的實際意義加工硬化的實際意義： a)可強化金屬，特別是可強化金屬，特別是不能用熱處理強化的合金不能用熱處理強化的合金和純金屬，如奧氏體不銹鋼、變形鋁合金等。和純金屬，如奧氏

9、體不銹鋼、變形鋁合金等。 （例：含碳量（例：含碳量0.9%1.0%的碳素鋼線材于鉛域中淬火后，進的碳素鋼線材于鉛域中淬火后，進行冷態(tài)拉拔可使鋼絲強度高達行冷態(tài)拉拔可使鋼絲強度高達2940MPa；以前講的各類鋼中，；以前講的各類鋼中，抗拉強度最高的鋼（調質鋼）的抗拉強度值為抗拉強度最高的鋼（調質鋼）的抗拉強度值為1000MPa左左右。）右。）。 b)電阻有所增大，抗蝕性降低。電阻有所增大，抗蝕性降低。 缺點缺點： 加工硬化使金屬塑性下降，需增加中間退火加工硬化使金屬塑性下降，需增加中間退火工序。工序。 回復回復 將冷成形后的金屬加熱至將冷成形后的金屬加熱至一定溫度一定溫度T回回后，使原子回后，使

10、原子回復到平衡位置，晶內殘余應力大大減小的現(xiàn)象，稱為回復到平衡位置，晶內殘余應力大大減小的現(xiàn)象，稱為回復。復。（因為冷塑變時，外力所作的功尚有一小部分儲存在形變金屬內部）（因為冷塑變時，外力所作的功尚有一小部分儲存在形變金屬內部） T回回=(0.250.3)T熔熔（K） 特點與應用：特點與應用：晶格畸變減輕，但晶粒大小和形狀無變化；內應力大晶格畸變減輕，但晶粒大小和形狀無變化；內應力大大降低，但力學性能變化不大大降低，但力學性能變化不大（強度略降低塑性略提高）（強度略降低塑性略提高）。用于使制件保持較高強度且降低脆性場合。如冷卷彈用于使制件保持較高強度且降低脆性場合。如冷卷彈簧的簧的低溫退火，

11、低溫退火，可是彈簧定形且仍保持良好的彈性?？墒菑椈啥ㄐ吻胰员３至己玫膹椥浴?. 回復和再結晶回復和再結晶 再結晶再結晶（不發(fā)生相變）（不發(fā)生相變） 冷變形后的金屬加熱到一定溫度冷變形后的金屬加熱到一定溫度T再再之后，在變形之后，在變形基體中，重新生成無畸變的新晶粒的過程叫再結晶。基體中，重新生成無畸變的新晶粒的過程叫再結晶。再結晶包括生核與長大兩個基本過程。再結晶包括生核與長大兩個基本過程。 T再再=0.4T熔熔（K）特點：特點：重新形核、長大，得到細小均勻重新形核、長大，得到細小均勻等軸晶粒等軸晶粒。消除了加工硬化，塑性提高消除了加工硬化，塑性提高。如線材多次拉拔時的。如線材多次拉拔時的再結

12、晶退火再結晶退火。表面細晶粒層表面細晶粒層柱狀晶粒層柱狀晶粒層心部等軸晶粒心部等軸晶粒 鋼錠典型組織示意圖鋼錠典型組織示意圖回復和再結晶過程回復和再結晶過程晶粒長大晶粒長大 如溫度繼續(xù)如溫度繼續(xù)升高升高或或保溫時間延長保溫時間延長，晶粒會長大，晶粒會長大，使塑性、韌性明顯下降。使塑性、韌性明顯下降。a)c)b)晶粒長大示意圖晶粒長大示意圖三、冷變形、熱變形和溫變形三、冷變形、熱變形和溫變形冷變形冷變形：在回復溫度以下的變形。在回復溫度以下的變形。 T回回=(0.250.3)T熔熔（K）特點：特點：只有加工硬化現(xiàn)象，使金屬獲得較高的強度、精度只有加工硬化現(xiàn)象，使金屬獲得較高的強度、精度和表面質量

13、，提高產品性能。和表面質量，提高產品性能。冷變形過程中只產生加工硬化而無再結晶現(xiàn)象，因冷變形過程中只產生加工硬化而無再結晶現(xiàn)象，因此變形過程中金屬的變形抗力大，塑性低。若變形此變形過程中金屬的變形抗力大，塑性低。若變形量過大，會引起金屬的破裂，必須增加中間退火工量過大，會引起金屬的破裂，必須增加中間退火工藝。藝。熱變形熱變形：在再結晶溫度以上的變形。再結晶溫度以上的變形。 T再再=0.4T熔熔特點：特點： 加工硬化和再結晶過程同時存在，但沒有加工硬化痕加工硬化和再結晶過程同時存在，但沒有加工硬化痕跡。獲得力學性能較高的再結晶組織。跡。獲得力學性能較高的再結晶組織。 熱變形過程中金屬的塑性好，變

14、形抗力低，不需要安熱變形過程中金屬的塑性好，變形抗力低，不需要安排中間退火。排中間退火。但易形成氧化皮，晶粒長大。但易形成氧化皮，晶粒長大。溫變形溫變形：在二者之間變形。在二者之間變形。特點：特點： 有加工硬化和回復，無再結晶，加工硬化部分消除。有加工硬化和回復，無再結晶，加工硬化部分消除。 較冷變形可降低變形力，提高塑性；較熱變形可降低較冷變形可降低變形力，提高塑性；較熱變形可降低能耗，減少加熱缺陷。能耗，減少加熱缺陷。 適用于強度較高、尺寸較大的零件制造。適用于強度較高、尺寸較大的零件制造。四、鍛造比與鍛造流線四、鍛造比與鍛造流線1.鍛造比（變形前后的幾何參數比）鍛造比（變形前后的幾何參數

15、比） 常用常用鍛造比鍛造比Y表示表示變形程度變形程度： Y拔拔=S0/S1；Y鐓鐓=H0/H1 鍛造比增加鍛造比增加力學性能力學性能 鋼錠：鋼錠：Y=24；軋材：；軋材： Y=1.11.32.鍛造流線（流紋）（纖維組織）鍛造流線（流紋）（纖維組織） 塑性加工中，金屬的晶粒和晶界分布的雜質沿變形方向塑性加工中，金屬的晶粒和晶界分布的雜質沿變形方向被拉長，呈纖維狀，即鍛造流線。被拉長，呈纖維狀，即鍛造流線。 鍛造時：鍛造時：晶粒晶粒被拉長。但長晶?？山浽俳Y晶又變成等軸細粒狀，被拉長。但長晶?？山浽俳Y晶又變成等軸細粒狀，而夾雜物不能改變，就以細長線條狀保留下來而夾雜物不能改變，就以細長線條狀保留下來

16、脆性雜質脆性雜質呈碎粒狀或鏈狀分布呈碎粒狀或鏈狀分布塑性雜質塑性雜質呈帶狀分布呈帶狀分布雜質雜質測定方向測定方向b(N/mm2)s(N/mm2)(%)(%)K (J/cm2)縱向縱向71547017.562.862橫向橫向67244010.431.030鍛造流線的存在導致金屬各向異性鍛造流線的存在導致金屬各向異性 鍛造流線的纖維組織使金屬在縱向上的強度，特別鍛造流線的纖維組織使金屬在縱向上的強度，特別是塑性和韌性比橫向高。因此，在設計零件時，應使最是塑性和韌性比橫向高。因此，在設計零件時，應使最大正應力方向與纖維方向一致，最大切應力與纖維方向大正應力方向與纖維方向一致，最大切應力與纖維方向垂直

17、。垂直。 鍛造流線的應用鍛造流線的應用 鍛造流線不能用熱處理消除，只能通過鍛壓改變雜鍛造流線不能用熱處理消除，只能通過鍛壓改變雜質形狀和方向。質形狀和方向。 纖維組織沿工件外形輪廓連續(xù)分布，或與切應力垂纖維組織沿工件外形輪廓連續(xù)分布，或與切應力垂直分布，有利于工件受力直分布，有利于工件受力 工業(yè)生產中廣泛采用模鍛方法制造齒輪及中小型曲軸，用局部鐓粗法制造螺栓。五、塑性成形基本定律五、塑性成形基本定律1. 最小阻力定律最小阻力定律在塑性變形過程中，如果金屬質點有向幾個方向移動的可能在塑性變形過程中，如果金屬質點有向幾個方向移動的可能時，則金屬各質點將向阻力最小的方向移動時，則金屬各質點將向阻力最

18、小的方向移動 ，即稱為最小阻力，即稱為最小阻力定律。它是塑性成形加工中最基本的規(guī)律之一。定律。它是塑性成形加工中最基本的規(guī)律之一。 利用最小阻力定律可以推斷，任何形狀的物體只要有足夠的塑性，都可以在平錘頭下鐓粗使坯料逐漸接近于圓形。 鐓粗最小周邊法則2. 體積不變規(guī)律體積不變規(guī)律 金屬材料在塑性變形前、后體積保持不變。即金屬材料在塑性變形前、后體積保持不變。即 x + y+ z=0結論：結論： （1）塑性變形時，只有形狀和尺寸的改變，而無體積）塑性變形時，只有形狀和尺寸的改變，而無體積的變化；的變化； （2）不論應變狀態(tài)如何，其中必有一個主應變的符號）不論應變狀態(tài)如何，其中必有一個主應變的符號

19、與其它兩個主應變的符號相反，且這個主應變的絕對與其它兩個主應變的符號相反，且這個主應變的絕對值最大。如值最大。如采用采用V形砧拔長即為一例形砧拔長即為一例 。 （3）當已知兩個主應變的數值時，第三個主應變大?。┊斠阎獌蓚€主應變的數值時，第三個主應變大小也可求出。也可求出。 根據最小阻力定律和體積不變條件可分析金屬坯料根據最小阻力定律和體積不變條件可分析金屬坯料的變形趨勢，制定金屬流動模型，以采取相應措施，保的變形趨勢，制定金屬流動模型，以采取相應措施，保證生產過程及產品質量控制。證生產過程及產品質量控制。六、材料的塑性成形性六、材料的塑性成形性 材料的塑性成形性：材料通過塑性變形而材料的塑性成

20、形性：材料通過塑性變形而不產生裂紋和破裂以獲得所需形狀的性能。不產生裂紋和破裂以獲得所需形狀的性能。 衡量指標：衡量指標：材料的塑性材料的塑性和和變形抗力變形抗力 塑性變形時，使金屬產生塑性變形的外力稱為變形力，金屬抵抗變形的力稱為塑性變形時，使金屬產生塑性變形的外力稱為變形力，金屬抵抗變形的力稱為變形抗力。變形抗力和變形力數值相等，方向相反，一般用作用在金屬和工具接觸面變形抗力。變形抗力和變形力數值相等，方向相反，一般用作用在金屬和工具接觸面上的平均單位面積變形力表示其大小。上的平均單位面積變形力表示其大小。 塑性塑性反映了材料塑性變形的能力，而反映了材料塑性變形的能力，而變形抗力變形抗力反

21、映反映了使材料產生塑性變形的難易程度。了使材料產生塑性變形的難易程度。 影響因素：影響因素：材料性質材料性質（內因）（內因）和和變形條件變形條件（外因）（外因） 1. 材料性質的影響材料性質的影響 a.化學成分的影響化學成分的影響 純金屬純金屬的塑性成形性較的塑性成形性較合金合金的好；的好； 鋼中鋼中合金元素含量越多，合金成分越復雜合金元素含量越多，合金成分越復雜，越易引起固溶強，越易引起固溶強化或形成硬、脆的碳化物，其塑性越差，變形抗力也越大，化或形成硬、脆的碳化物，其塑性越差，變形抗力也越大，塑性成形性越差塑性成形性越差。 b. 組織結構的影響組織結構的影響 一般情況下，一般情況下，單相組

22、織（純金屬或固溶體）單相組織（純金屬或固溶體）比比多相組織多相組織（如：（如：合金）的塑性好，合金）的塑性好， 固溶體組織固溶體組織比比金屬化合物金屬化合物的塑性好；的塑性好； 均勻均勻細小晶粒組織細小晶粒組織的塑性成形性優(yōu)于的塑性成形性優(yōu)于粗晶組織粗晶組織 。2. 變形條件的影響變形條件的影響 a.變形溫度變形溫度 溫度升高，塑性提高，塑性成形性能提高。溫度升高，塑性提高，塑性成形性能提高。 但加熱溫度過高，會使晶粒急劇長大，導致金屬但加熱溫度過高，會使晶粒急劇長大，導致金屬塑性減小，塑性成形性能下降。塑性減小，塑性成形性能下降。 一定范圍內，一定范圍內，T 高好。但不能太高，否則易出現(xiàn)高好

23、。但不能太高，否則易出現(xiàn)過燒。過燒。變形速度變形速度變形抗力變形抗力塑性塑性塑性、抗塑性、抗力力0a變形速度對塑性和變形抗力的影響變形速度對塑性和變形抗力的影響b.變形速度變形速度 當速度小于某一值時，速度增加，當速度小于某一值時，速度增加，回復和再結晶來不及進回復和再結晶來不及進行，行，塑性下降，變形抗力增加，塑性成形性能變壞塑性下降，變形抗力增加，塑性成形性能變壞 ； 當速度大于某一值時，速度增加，當速度大于某一值時，速度增加，變形熱效應明顯，變形熱效應明顯，塑塑性提高，變形抗力下降，塑性成形性變好。性提高，變形抗力下降，塑性成形性變好。變形速度較小時，變形速度較小時，以強化為主；較大時（

24、如高速錘）以熱效應為主。以強化為主；較大時（如高速錘）以熱效應為主。c.應力狀態(tài)應力狀態(tài) 壓應力數目越多，數值越大，塑性越好；壓應力數目越多，數值越大，塑性越好；拉應力的數目越多，數值越大，則其塑性越差。拉應力的數目越多，數值越大，則其塑性越差。 原因是：壓應力阻止或減小晶間變形，有利于抑制或消除晶體中由于塑性變原因是：壓應力阻止或減小晶間變形，有利于抑制或消除晶體中由于塑性變形引起的各種微觀破壞，且能抵消由于不均勻變形所引起的附加應力。形引起的各種微觀破壞，且能抵消由于不均勻變形所引起的附加應力。 5-2 金屬塑性成形方法金屬塑性成形方法 常見的塑性成形方法常見的塑性成形方法：鍛造、沖壓、擠

25、壓、軋制、：鍛造、沖壓、擠壓、軋制、拉拔等。拉拔等。按坯料變形時的受力和變形特點按坯料變形時的受力和變形特點 分類：分類：l 體積成形體積成形（棒料或塊料）：鍛造、擠壓、軋制、拉（棒料或塊料）：鍛造、擠壓、軋制、拉拔等；拔等；l 板材成形板材成形（板材沖壓）：沖裁、彎曲、拉深、脹形（板材沖壓）：沖裁、彎曲、拉深、脹形等。等。金屬塑性成形中作用在金屬坯料上的外力有兩種：金屬塑性成形中作用在金屬坯料上的外力有兩種：沖擊力沖擊力（錘類設備）（錘類設備）靜壓力靜壓力（壓力機和軋機）（壓力機和軋機） 金屬坯料在上下砧鐵間受沖擊力金屬坯料在上下砧鐵間受沖擊力或壓力而變形或壓力而變形，從而獲得所需幾何形，從

26、而獲得所需幾何形狀及內部質量的鍛件。狀及內部質量的鍛件。上砧鐵上砧鐵 下砧鐵下砧鐵 坯料坯料 一、一、 自由鍛自由鍛 特點特點： 工具簡單，設備通用性好，適應性強工具簡單，設備通用性好，適應性強（1kg300t)，是生產大型鍛件的唯一生產方法；，是生產大型鍛件的唯一生產方法； 生產率低，鍛件精度差，且只能鍛形狀簡單的生產率低，鍛件精度差，且只能鍛形狀簡單的鍛件，適于單件小批生產。鍛件，適于單件小批生產。分類：手工鍛和分類：手工鍛和機器鍛機器鍛設備：設備： 手錘，空氣錘，蒸汽手錘，空氣錘，蒸汽-空氣錘，空氣錘， 液壓機等液壓機等鍛造：自由鍛和模鍛鍛造：自由鍛和模鍛自由鍛工序包括：自由鍛工序包括：

27、 基本工序基本工序（鐓粗、拔長、彎曲、沖孔、切割、扭轉、錯（鐓粗、拔長、彎曲、沖孔、切割、扭轉、錯移）；移）； 輔助工序輔助工序（壓鉗口、壓痕）；（壓鉗口、壓痕）； 修整工序修整工序（整形、校正等）。見下表（整形、校正等）。見下表（1）鐓粗（餅類鍛件）鐓粗（餅類鍛件） 坯料高度減小而橫截面積增大。坯料高度減小而橫截面積增大。 包括：平砧鐓粗、局部鐓粗和墊環(huán)鐓粗包括：平砧鐓粗、局部鐓粗和墊環(huán)鐓粗 1. 自由鍛基本工序自由鍛基本工序 圓環(huán)鐓粗的金屬流動 a)變形前 b) 摩擦系數很小或為零 c) 有摩擦 變形區(qū)域劃分變形區(qū)域劃分（以平砧圓柱鐓粗為例）（以平砧圓柱鐓粗為例） 根據子午面上網格變化情況

28、，可將鐓粗毛坯分成三個區(qū)域。根據子午面上網格變化情況，可將鐓粗毛坯分成三個區(qū)域。 區(qū)：三向壓應力，區(qū)：三向壓應力，難變形區(qū)難變形區(qū)； 區(qū)：三向壓應力，區(qū)：三向壓應力，大變形區(qū)大變形區(qū)； 區(qū)：兩壓一拉應力，變形程度介于區(qū)：兩壓一拉應力，變形程度介于I區(qū)與區(qū)與區(qū)之間，區(qū)之間，小變形小變形區(qū)區(qū)。 變形是極不均勻的。變形是極不均勻的。 難變形區(qū)（難變形區(qū)（區(qū)）與工具接觸的上、下端面金屬由于溫降區(qū)）與工具接觸的上、下端面金屬由于溫降快，變形抗力大，且受摩擦影響最大，故較中間處的金屬變形快，變形抗力大，且受摩擦影響最大，故較中間處的金屬變形困難困難，變形程度最小變形程度最小 。 大變形區(qū)（大變形區(qū)（區(qū)）受

29、三向壓應力作用，產生縱向壓縮、切區(qū)）受三向壓應力作用，產生縱向壓縮、切向和徑向伸長的變形。向和徑向伸長的變形。 小變形區(qū)（小變形區(qū)（區(qū)）由于不均勻變形的結果，產生切向附加拉區(qū)）由于不均勻變形的結果，產生切向附加拉應力。嚴重時會引起開裂。應力。嚴重時會引起開裂。a)失穩(wěn)彎曲失穩(wěn)彎曲 b）雙鼓形）雙鼓形 c)較均勻變形較均勻變形 d)難變形區(qū)相遇難變形區(qū)相遇 高徑比對鐓粗的影響高徑比對鐓粗的影響 一般圓形截面毛坯一般圓形截面毛坯H0/D03，變形失穩(wěn)。，變形失穩(wěn)。 方形或矩形方形或矩形H0/A03.5。（2）拔長（軸桿鍛件）拔長（軸桿鍛件） 坯料橫截面積減小而長度增加。常用于坯料橫截面積減小而長度

30、增加。常用于鍛造軸類和桿類等零件。鍛造軸類和桿類等零件。 使用V型砧鐵拔長圓坯料 拔長主要工藝參數：拔長主要工藝參數：送進量（送進量（l）和壓下量（）和壓下量（h）1）拔長特點：）拔長特點：逐次送進、反復壓縮變形逐次送進、反復壓縮變形 進料比（進料比（l/b）較小時，軸向變形程度較大，）較小時，軸向變形程度較大，生產率高生產率高； 進料比（進料比（l/b）較大時，橫向變形程度較大。）較大時，橫向變形程度較大。 型砧效率高于平砧。型砧效率高于平砧。2）拔長方法：）拔長方法：按坯料斷面形狀分：按坯料斷面形狀分： 矩形斷面拔長、矩形斷面拔長、圓形斷面拔長圓形斷面拔長、芯軸拔長。、芯軸拔長。 在平砧上

31、拔長圓形斷面時，當壓下量壓下量較小，則接觸面較窄較長，金屬橫向流動較大，軸向流動較小，拔長效率低，且將導致心部產生橫向拉應力，常易在鍛件內部產生縱向裂紋。 3）影響拔長質量因素：）影響拔長質量因素： 送進量送進量l ：較小，雙鼓形；較大，單鼓形。較小，雙鼓形；較大，單鼓形。 合適值：合適值：l=（0.4-0.8）b b砧寬砧寬 壓下量壓下量h：大壓下量大壓下量提高生產率，強化心部，提高生產率，強化心部， 應盡量選大壓下量。但應盡量選大壓下量。但h/2kn-1， 中間退火。中間退火。多次拉深示意圖多次拉深示意圖 沖裁模與拉深模的結構區(qū)別：沖裁模與拉深模的結構區(qū)別：沖裁模沖裁模拉深模拉深模（2）彎曲）彎曲 使坯料的一部分相對另一部分彎曲成一定角度的工使坯料的一部分相對另一部分彎曲成一定角度的工序。序。 最小彎曲半徑最小彎曲半徑 rmin=(0.25-1)S (s 為金屬板料的厚度) 彎曲時應盡可能使彎曲線與板料纖維方向垂直。若彎曲線與纖維