材料成型概論材料成型基礎(chǔ)學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1材料成型材料成型(chngxng)概論材料成型概論材料成型(chngxng)基礎(chǔ)基礎(chǔ)第一頁，共63頁。性、變形抗力、成型時的力能消性、變形抗力、成型時的力能消耗和組織性能均不同。耗和組織性能均不同。 2.1 材料材料(cilio)塑性成型的塑性成型的基礎(chǔ)基礎(chǔ)第2頁/共63頁第1頁/共63頁第二頁，共63頁。第3頁/共63頁第2頁/共63頁第三頁，共63頁。第4頁/共63頁第3頁/共63頁第四頁，共63頁。第5頁/共63頁第4頁/共63頁第五頁，共63頁。第6頁/共63頁第5頁/共63頁第六頁，共63頁。第7頁/共63頁第6頁/共63頁第七頁，共63頁。FPF0lim第8頁/共63頁第7

2、頁/共63頁第八頁，共63頁。xy、n第9頁/共63頁第8頁/共63頁第九頁，共63頁。0 xyz321第10頁/共63頁第9頁/共63頁第十頁，共63頁。 9種主應(yīng)力狀態(tài)(zhungti)圖示定性定性(dng xng)反映所需單位變形力的大小和工件破反映所需單位變形力的大小和工件破壞前可能壞前可能產(chǎn)生的塑性變形程度產(chǎn)生的塑性變形程度, 即塑性大小。即塑性大小。第11頁/共63頁第10頁/共63頁第十一頁，共63頁。第12頁/共63頁第11頁/共63頁第十二頁，共63頁。第13頁/共63頁第12頁/共63頁第十三頁，共63頁。第14頁/共63頁第13頁/共63頁第十四頁，共63頁。第15頁/共

3、63頁第14頁/共63頁第十五頁，共63頁。剛端：變形區(qū)以外的區(qū)域剛端：變形區(qū)以外的區(qū)域(qy)(qy)。第16頁/共63頁第15頁/共63頁第十六頁，共63頁。hHhbbBllL %100%100%100LlBbHhLlldlBbBdbHhhdhlLxxbBxxhHxxlnlnln321絕對絕對(judu)主主應(yīng)變應(yīng)變相對相對(xingdu)主主應(yīng)變應(yīng)變真實相對真實相對(xingdu)主應(yīng)變主應(yīng)變2.2.應(yīng)變應(yīng)變: :物體變形前后變形程度的大小物體變形前后變形程度的大小第17頁/共63頁第16頁/共63頁第十七頁，共63頁。主應(yīng)變圖示：主應(yīng)變圖示： 是用來表示是用來表示3個主應(yīng)變的存在及其個

4、主應(yīng)變的存在及其正負(fù)，而不注明其具體正負(fù)，而不注明其具體(jt)數(shù)值的簡明立方數(shù)值的簡明立方體示意圖形。體示意圖形。第18頁/共63頁第17頁/共63頁第十八頁，共63頁。第19頁/共63頁第18頁/共63頁第十九頁，共63頁。第20頁/共63頁第19頁/共63頁第二十頁，共63頁。 時，sE第21頁/共63頁第20頁/共63頁第二十一頁，共63頁。第22頁/共63頁第21頁/共63頁第二十二頁，共63頁。ss3131max 21)(21整理上式得：第23頁/共63頁第22頁/共63頁第二十三頁，共63頁。22312322212)()s（第24頁/共63頁第23頁/共63頁第二十四頁，共63頁

5、。 2.1.2 金屬(jnsh)塑性成型的金屬(jnsh)學(xué)基礎(chǔ)第25頁/共63頁第24頁/共63頁第二十五頁，共63頁。 2.1.2.1 金屬(jnsh)的塑性變形機構(gòu) a. 外應(yīng)力外應(yīng)力(yngl)在晶面上的分解在晶面上的分解； b. 在切應(yīng)力在切應(yīng)力(yngl)作用下的作用下的變形；變形； c. 鋁單晶的拉伸變形照片鋁單晶的拉伸變形照片. 第26頁/共63頁第25頁/共63頁第二十六頁，共63頁。 單晶體塑性變形單晶體塑性變形第27頁/共63頁第26頁/共63頁第二十七頁，共63頁。 單晶體塑性變形單晶體塑性變形第28頁/共63頁第27頁/共63頁第二十八頁，共63頁。多晶體塑性變形多晶

6、體塑性變形晶粒的轉(zhuǎn)動晶粒的轉(zhuǎn)動(zhun dng)和移動和移動第29頁/共63頁第28頁/共63頁第二十九頁，共63頁。多晶體塑性變形多晶體塑性變形第30頁/共63頁第29頁/共63頁第三十頁，共63頁。加工過程中的硬化加工過程中的硬化(ynghu)(ynghu)第31頁/共63頁第30頁/共63頁第三十一頁，共63頁。加工過程中的軟化加工過程中的軟化(runhu)(runhu)第32頁/共63頁第31頁/共63頁第三十二頁，共63頁。鋼的再結(jié)晶溫度鋼的再結(jié)晶溫度(wnd)一般在一般在(0.350.4)TM 450600第33頁/共63頁第32頁/共63頁第三十三頁，共63頁。熱變形熱變形(b

7、in xng)(bin xng)特點特點第34頁/共63頁第33頁/共63頁第三十四頁，共63頁。材料經(jīng)冷變形變形后呈現(xiàn)加工硬材料經(jīng)冷變形變形后呈現(xiàn)加工硬化，變形抗力增高，塑性下降，化，變形抗力增高，塑性下降，加工過程中需退火，增加能耗；加工過程中需退火，增加能耗；（0.250.3）TM 第35頁/共63頁第34頁/共63頁第三十五頁，共63頁。第36頁/共63頁第35頁/共63頁第三十六頁，共63頁。冷加工的優(yōu)良產(chǎn)品。冷加工的優(yōu)良產(chǎn)品。鋼的回復(fù)鋼的回復(fù)(huf)溫度一溫度一般在般在(0.250.3 )TM 第37頁/共63頁第36頁/共63頁第三十七頁，共63頁。nn一是：自然屬性一是：自然

8、屬性n二是：塑性加工過程外界二是：塑性加工過程外界條件條件 2.1.2.2 金屬(jnsh)的塑性變變化化(binhu)第38頁/共63頁第37頁/共63頁第三十八頁，共63頁。 塑性變形的不均勻性原因塑性變形的不均勻性原因(yunyn)(yunyn)與后果與后果第39頁/共63頁第38頁/共63頁第三十九頁，共63頁。附加應(yīng)力附加應(yīng)力(yngl)與基本與基本應(yīng)力應(yīng)力(yngl)金屬變形時體內(nèi)變形分布不均勻，不但使物體外形歪扭和內(nèi)金屬變形時體內(nèi)變形分布不均勻，不但使物體外形歪扭和內(nèi)部組織不均勻，而且還使變形體內(nèi)應(yīng)力部組織不均勻，而且還使變形體內(nèi)應(yīng)力(yngl)(yngl)分布不均分布不均勻。此

9、時，除基本應(yīng)力勻。此時，除基本應(yīng)力(yngl)(yngl)外還產(chǎn)生附加應(yīng)力外還產(chǎn)生附加應(yīng)力(yngl)(yngl)。 第一種附加應(yīng)力：在變形物體內(nèi)，幾個大部分區(qū)域之間由于第一種附加應(yīng)力：在變形物體內(nèi)，幾個大部分區(qū)域之間由于不均勻變形所引起的應(yīng)力；不均勻變形所引起的應(yīng)力；第二種附加應(yīng)力：在變形物體內(nèi)，兩個或者幾個晶粒之間引第二種附加應(yīng)力：在變形物體內(nèi)，兩個或者幾個晶粒之間引起的相互起的相互(xingh)(xingh)平衡的附加應(yīng)力；平衡的附加應(yīng)力；第三種附加應(yīng)力：在一個晶粒內(nèi)各部分間，由于晶格不均勻第三種附加應(yīng)力：在一個晶粒內(nèi)各部分間，由于晶格不均勻歪扭，引起相互歪扭，引起相互(xingh)(x

10、ingh)平衡的附加應(yīng)力。平衡的附加應(yīng)力。第40頁/共63頁第39頁/共63頁第四十頁，共63頁。n不銹鋼不銹鋼-塑性好，但變形塑性好，但變形抗力高；抗力高；n白口鑄鐵白口鑄鐵-塑性差，變形抗塑性差，變形抗力高；力高；n結(jié)論：塑性與柔軟性不是結(jié)論：塑性與柔軟性不是(b (b shi)shi)同一概念。同一概念。塑性塑性(sxng)與柔軟性與柔軟性第41頁/共63頁第40頁/共63頁第四十一頁，共63頁。塑性塑性(sxng)指標(biāo)指標(biāo) 第42頁/共63頁第41頁/共63頁第四十二頁，共63頁。 2.1.2.3 影響(yngxing)金屬塑性的因素第43頁/共63頁第42頁/共63頁第四十三頁，共6

11、3頁。 2.1.2.3 影響金屬(jnsh)塑性的因素第44頁/共63頁第43頁/共63頁第四十四頁，共63頁。 2.溫度(wnd)對金屬塑性影響第45頁/共63頁第44頁/共63頁第四十五頁，共63頁。 3.變形(bin xng)速度對金屬塑性影響第46頁/共63頁第45頁/共63頁第四十六頁，共63頁。 4.變形(bin xng)程度對金屬塑性影響第47頁/共63頁第46頁/共63頁第四十七頁，共63頁。 5.變形力學(xué)(l xu)條件對金屬塑性影響第48頁/共63頁第47頁/共63頁第四十八頁，共63頁。 5.變形力學(xué)條件對金屬(jnsh)塑性影響第49頁/共63頁第48頁/共63頁第四十

12、九頁，共63頁。 5.變形力學(xué)條件(tiojin)對金屬塑性影響第50頁/共63頁第49頁/共63頁第五十頁，共63頁。 6.尺寸因素對金屬塑性(sxng)影響第51頁/共63頁第50頁/共63頁第五十一頁，共63頁。第52頁/共63頁第51頁/共63頁第五十二頁，共63頁。面易氧化，因而熱變形一般用于面易氧化，因而熱變形一般用于截面尺寸大、變形量大、在室溫截面尺寸大、變形量大、在室溫下加工困難的工件。下加工困難的工件。 2.1.2.5 金屬(jnsh)塑性變形后組織性能的變化 (0.90.95) TM 三向壓應(yīng)力三向壓應(yīng)力(yngl)狀態(tài)狀態(tài)第53頁/共63頁第52頁/共63頁第五十三頁，共

13、63頁。熱變形熱變形(bin xng)(bin xng)時金屬組織性時金屬組織性能變化能變化第54頁/共63頁第53頁/共63頁第五十四頁，共63頁。熱變形時金屬組織熱變形時金屬組織(zzh)(zzh)性能變化性能變化軋前粗軋前粗大晶粒大晶粒變成細(xì)變成細(xì)長晶粒長晶粒細(xì)晶粒細(xì)晶粒出現(xiàn)出現(xiàn)新晶新晶粒長粒長大大形成形成新晶新晶粒粒 最終的晶粒大小由最終的晶粒大小由終軋溫度終軋溫度(wnd)和變形量決定。和變形量決定。第55頁/共63頁第54頁/共63頁第五十五頁，共63頁。 冷變形時金屬組織冷變形時金屬組織(zzh)(zzh)變化變化第56頁/共63頁第55頁/共63頁第五十六頁，共63頁。 冷變形冷變形(bin xng)(bin xng)時金屬組織變時金屬組織變化化晶體晶體(jngt)(jngt)紊亂的組織紊亂的組織晶體的有序排列晶體的有序排列第57頁/共63頁第56頁/共63頁第五十七頁，共63頁。 冷變形冷變形(bin xng)(bin xng)時金屬組織變時金屬組織變化化第58頁/共63頁第57頁/共63頁第五十八頁，共63頁。 冷變形冷變形(bin xng)(bin xng)時金屬性能變時金屬性能變化化第59頁/共63頁第58頁/共63頁第五十九頁，共