4-5流動(dòng)與斷裂

1、第18章 材料的變形與流動(dòng)本章內(nèi)容：塑性變形與流動(dòng)flow規(guī)律，裂紋產(chǎn) 生，摩擦對(duì)變形的影響本章重點(diǎn)：預(yù)測(cè)速度場(chǎng)和位移場(chǎng)，了解應(yīng)變場(chǎng) 及形狀尺寸變化，便于選工序設(shè)計(jì) 模具。18. 1最小阻力定律定律：變形物體各質(zhì)點(diǎn)向著阻力最小的方向移 動(dòng)應(yīng)用方法：調(diào)整阻力，合理充型（流動(dòng)） 實(shí)際應(yīng)用：1）開(kāi)式模鍛（飛邊槽，圓角）2）拉深（拉深筋增加阻力）3）鐓粗（最小周邊法則，有摩擦?xí)r）4）拔長(zhǎng)（拔長(zhǎng)效率）3018. 2影響塑變和流動(dòng)的因素18. 2. 1 摩擦 friction有摩擦鐓粗無(wú)摩擦鐓粗一一放身最小周邊法則環(huán)形：無(wú)摩擦鐓粗一一內(nèi)外徑均增加（放射形 流動(dòng)）18. 2. 2 工具形狀 shape of

2、 tools形狀不一=流動(dòng)阻力有差異 應(yīng)用：型砧制坯（效率高）18. 2. 3金屬各部分之間的關(guān)系區(qū)形體T完整、連續(xù)，為保讓其它整性，未變形 變形區(qū)總趨勢(shì)：外端（未變形區(qū)）阻礙金屬流動(dòng)而變形區(qū)引起外端變形和應(yīng)力。例：拔長(zhǎng)，沖孔，彎曲18. 24金屬本身性質(zhì)不均勻變形抗力小的部位先發(fā)成分：組織，溫度。生變形。應(yīng)用：電熱局部鐓粗。結(jié)論：全面考慮影響流動(dòng)和變形的因素后再加 以正確分析。18. 3不均勻變形，附加應(yīng)力與殘余應(yīng)18. 3. 1 均勻變形實(shí)質(zhì)：不均勻流動(dòng)均勻變形：變形前彼此平行的平面和直線(xiàn) 實(shí)現(xiàn)條件：均質(zhì)，各向同性，等變形，無(wú)摩擦 實(shí)際：塑性變形都是不均勻，例：鐓粗圓柱體T 鼓形T雙鼓形

3、原因：接觸摩擦。18. 3. 2附加應(yīng)力定義：物質(zhì)為維持其整體性，在不均勻變形后各部分之間產(chǎn)生相互平衡的應(yīng)力 產(chǎn)生原因：不均勻變形 特點(diǎn)：附加應(yīng)力相互平衡成對(duì)出現(xiàn)。定律：塑性變形時(shí)總是存在（變形總是不均勻） 影響：1）引起變形體應(yīng)力狀態(tài)變化，應(yīng)力分 布更不均勻2）提高了單位變形力產(chǎn)生 附加應(yīng)力 時(shí), 消耗能量增加3）4）降低塑性，甚至破壞變形體 造成形狀歪扭，薄材：彎曲或波浪形成殘余應(yīng)力，即變形結(jié)束后仍然存在1833殘余應(yīng)力定義：弓I起應(yīng)力的外因去除后物體內(nèi)仍殘余的 應(yīng)力。特點(diǎn)：殘余應(yīng)力是彈性應(yīng)力，小于屈服應(yīng)力。 產(chǎn)生原因：不均勻變形（或其它）影響：1）再次變形時(shí)應(yīng)力應(yīng)變更不均勻2）縮短制品壽

4、命3）使制品變形4）增加塑變抗力消除方法：1）熱處理：去應(yīng)力退火2）機(jī)械處理法：表面變形結(jié)論：消除表面層的殘余拉應(yīng)力，利用表面層 的殘余壓應(yīng)力。18. 4金屬的斷裂表面裂紋；內(nèi)部必須防18. 4. 1斷裂的物理本質(zhì)18 . 4. 1 . 1基本類(lèi)型單晶:解理斷裂，晶面指數(shù)低的晶面;脆性斷裂丨多曰穿晶斷裂I多晶；晶間斷裂;切變斷裂I韌性斷裂'完全韌性斷裂1I 一般韌性斷裂18. 4. 1. 2微裂紋的形成機(jī)理微裂紋微裂紋一一擴(kuò)展一一斷裂原有缺陷（氣孔,夾雜,微裂等 L 位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)和塞積位錯(cuò)塞積，位錯(cuò)反應(yīng)，位錯(cuò)消毀塑性好的材料通過(guò)塑變使微裂紋尖端鈍化，松馳 塑性 塑性差，不能松馳迅速擴(kuò)展壓應(yīng)

5、力抑制裂紋發(fā)展應(yīng)力狀態(tài);拉應(yīng)力使裂紋迅速擴(kuò)展18. 4. 2塑性加工中金屬的斷裂a(bǔ)）周向拉裂b）穿晶斷裂C）鍛造+字裂紋d）e） 鍛圓壞中心縱裂（中心拉應(yīng)力）f）拔長(zhǎng)心部裂紋（中心拉應(yīng)力）g）角裂（角部溫度降低，阻力增大變形小而 產(chǎn)生+ ° ）擠壓裂紋：變形不均勻心部不受壓，外部小 受拉。拉拔裂紋：變形未深入到心部，外部變形大受 壓，心部未變形受拉。18. 5塑性成形時(shí)的摩擦18. 5. 1塑性成形時(shí)摩擦的特點(diǎn)及影響工具與金屬間接觸且相對(duì)運(yùn)動(dòng)亠摩擦力特點(diǎn)：1）高壓（5002500Mpa）2）變化3）高溫（800 ° C1200 ° C）有利有弊：引起不均勻應(yīng)力，利

6、用飛邊阻力18. 52分類(lèi)及機(jī)理半干摩擦半流體摩擦干摩擦八、'邊界摩擦 分類(lèi)流體摩擦表面凹凸學(xué)說(shuō)分子吸附學(xué)說(shuō)18. 5.3塑性成形時(shí)摩擦力計(jì)算18. 5.3.1庫(kù)倫摩擦條件W K)應(yīng)用：三向壓應(yīng)力小，變形量小，冷成形18 . 5 . 3 .對(duì)滑動(dòng))2最大摩擦條件(按觸表面間無(wú)相P2S= 05- 0.577)S185. 33 摩擦力不變條件PuS （ u < T ）應(yīng)用：擠壓，大變形鐓粗，模鍛等（三向壓力 大）1）金屬本身2）18. 5 4 影響摩擦系數(shù) friction coefficient 的因素具表面狀態(tài)（接觸表面con tact surface粗糙度 finish）3）變

7、形溫度4）變形速度5）接觸面上單位壓力（單位接觸面積 con tact unit area）18. 5. 5 摩擦系數(shù) friction coefficient 測(cè)定 方法夾鉗軋制法cliPPer-roll method:根據(jù)力平衡來(lái)計(jì)算圓環(huán)鍛粗法 method of up sett ing circle ring :利用 塑 性理 論 做 出 標(biāo) 疋 曲 線(xiàn), 然 后 將 測(cè) 試 標(biāo)線(xiàn) 比 較 而18. 6塑性成形時(shí)的潤(rùn)滑lubrication作用：降低摩擦力減少磨損防止粘結(jié)表面光 潔冷卻減少變形不均勻18.6.1 對(duì)潤(rùn)滑劑lubricant要求耐壓耐溫冷卻無(wú)腐蝕無(wú)毒無(wú)害使用方便 價(jià)廉18.6.2常用潤(rùn)滑齊'液體：油石墨，二硫化鉬'玻璃,琺瑯,無(wú)機(jī)鹽18.6.3 添加劑additives油性劑（減小摩擦），極壓劑，抗磨劑（減小磨 損），防銹劑18.6.4 表面磷化一一皂化處理鋼的冷擠壓