機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)：第三篇 第一章 金屬的塑性變形

1、利用金屬的塑性，使其改變形狀、尺寸和利用金屬的塑性，使其改變形狀、尺寸和改善性能，獲得型材、棒材、板材、線材改善性能，獲得型材、棒材、板材、線材或鍛壓件的加工方法?；蝈憠杭募庸し椒?。鍛造鍛造 沖壓沖壓 擠壓擠壓 軋制軋制 拉拔拉拔第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工與切削加工相比：與切削加工相比：材料利用率高；生產(chǎn)效率高；產(chǎn)品質(zhì)量高，性能好。材料利用率高；生產(chǎn)效率高；產(chǎn)品質(zhì)量高，性能好。與鑄造相比：與鑄造相比：不能制造形狀較復(fù)雜零件；低塑性材料不能成形。不能制造形狀較復(fù)雜零件；低塑性材料不能成形。加工精度和成形極限有限；模具、設(shè)備費用高。加工精度和成形極限有限；模具、設(shè)備費用高。第三篇第三

2、篇 金屬塑性加工金屬塑性加工滑移面滑移面 晶內(nèi)變形晶內(nèi)變形 晶粒內(nèi)部的位錯運動晶粒內(nèi)部的位錯運動晶間變形晶間變形 晶粒間的移動和轉(zhuǎn)動晶粒間的移動和轉(zhuǎn)動“彈復(fù)彈復(fù)”現(xiàn)性現(xiàn)性晶粒間產(chǎn)生碎晶。晶粒間產(chǎn)生碎晶。 l變形程度增大時，金屬的強(qiáng)度及硬度升高，變形程度增大時，金屬的強(qiáng)度及硬度升高，而塑性和韌性下降。而塑性和韌性下降。原子回復(fù)到平衡位置，晶內(nèi)殘余應(yīng)力大大減小原子回復(fù)到平衡位置，晶內(nèi)殘余應(yīng)力大大減小當(dāng)溫度繼續(xù)升高到該金屬熔點絕對溫度當(dāng)溫度繼續(xù)升高到該金屬熔點絕對溫度的的0.4倍時，金屬原子獲得更多的熱能，使被拉長倍時，金屬原子獲得更多的熱能，使被拉長的晶粒重新生核、結(jié)晶，變成與原來相同的新等的晶粒

3、重新生核、結(jié)晶，變成與原來相同的新等軸晶粒。軸晶粒。T回=(0.250.3) T熔T再= 0.4 T熔 在實際生產(chǎn)中，常采用加熱的方法使金屬在實際生產(chǎn)中，常采用加熱的方法使金屬發(fā)生再結(jié)晶，從而再次獲得良好塑性。這發(fā)生再結(jié)晶，從而再次獲得良好塑性。這種工藝操作稱為種工藝操作稱為。冷變形和熱變形冷變形和熱變形 (一一)冷變形冷變形 T再以下溫度再以下溫度進(jìn)行的變形進(jìn)行的變形特點：變形過程中只有加工硬化，無再結(jié)晶特點：變形過程中只有加工硬化，無再結(jié)晶 (變形抗力加大，塑性下降，變形能力小變形抗力加大，塑性下降，變形能力小) 變形后具加工硬化的纖維組織變形后具加工硬化的纖維組織應(yīng)用：獲較高強(qiáng)度、硬度、

4、精度的制品，但應(yīng)用：獲較高強(qiáng)度、硬度、精度的制品，但變形量不宜過大，以免破裂變形量不宜過大，以免破裂( (二二) )熱變形熱變形 T T再再以上溫度以上溫度進(jìn)行的變形進(jìn)行的變形特點：變形過程中，加工硬化不斷被再結(jié)晶特點：變形過程中，加工硬化不斷被再結(jié)晶 軟化抵消軟化抵消( (變形抗力小，塑性好，變形能變形抗力小，塑性好，變形能 力大力大) ) 變形后，具軟化的再結(jié)晶組織，無加工硬化變形后，具軟化的再結(jié)晶組織，無加工硬化痕跡痕跡應(yīng)用：應(yīng)用：1.1.金屬材料的塑性加工成形，改善組金屬材料的塑性加工成形，改善組織和性能織和性能 2.2.鑄錠組織細(xì)化、致密化，使力學(xué)性鑄錠組織細(xì)化、致密化，使力學(xué)性能提

5、高，尤其是塑性與韌性能提高，尤其是塑性與韌性熱變形纖維組織稱熱變形纖維組織稱“流線流線纖維組織的形成纖維組織的形成 非金屬夾雜物沿變形流動非金屬夾雜物沿變形流動方向破碎和拉長，呈纖維狀，方向破碎和拉長，呈纖維狀，同時進(jìn)行的同時進(jìn)行的再結(jié)晶不能改變再結(jié)晶不能改變這一狀況這一狀況變形程度變形程度愈大，流線愈明顯愈大，流線愈明顯纖維組織的性能特點纖維組織的性能特點 各向異性：沿流線方向的各向異性：沿流線方向的強(qiáng)度、塑性、韌性高于垂直強(qiáng)度、塑性、韌性高于垂直流線方向流線方向纖維組織的利用纖維組織的利用 纖維組織不能通過熱處纖維組織不能通過熱處理消除，只能通過熱變形改理消除，只能通過熱變形改變方向與分布

6、變方向與分布盡量使工件的纖維流線方向盡量使工件的纖維流線方向與拉應(yīng)力一致，與切應(yīng)力垂與拉應(yīng)力一致，與切應(yīng)力垂直，最好沿工件輪廓連續(xù)分直，最好沿工件輪廓連續(xù)分布，盡量不被切斷布，盡量不被切斷 鍛造成形獲得的纖維組織分鍛造成形獲得的纖維組織分布較合理，故重要件采用鍛布較合理，故重要件采用鍛造生產(chǎn)造生產(chǎn)l不同化學(xué)成分的金屬其可鍛性不同不同化學(xué)成分的金屬其可鍛性不同l純金屬的可鍛性比合金好；純金屬的可鍛性比合金好；l碳鋼的含碳量越低，可鍛性越好；碳鋼的含碳量越低，可鍛性越好；l鋼中含有形成碳化物的元素鋼中含有形成碳化物的元素(如鉻、鉬、鎢、釩等如鉻、鉬、鎢、釩等) 時，其可鍛性顯著下降。時，其可鍛性顯

7、著下降。 提高金屬變形時的溫度提高金屬變形時的溫度，是改善金屬可鍛性的，是改善金屬可鍛性的有效措施有效措施 鍛造溫度范圍鍛造溫度范圍系指始鍛溫度和終鍛溫度間的溫度系指始鍛溫度和終鍛溫度間的溫度區(qū)間。區(qū)間。 一方面隨著變形速度的增大，回復(fù)和再結(jié)晶不能一方面隨著變形速度的增大，回復(fù)和再結(jié)晶不能及時克服冷變形強(qiáng)化現(xiàn)象，金屬則表現(xiàn)出塑性下及時克服冷變形強(qiáng)化現(xiàn)象，金屬則表現(xiàn)出塑性下降、變形抗力增大，可鍛性變差。降、變形抗力增大，可鍛性變差。 另一方面，金屬在變形過程中，消耗于塑性變形另一方面，金屬在變形過程中，消耗于塑性變形的能量有一部分轉(zhuǎn)化為熱能的能量有一部分轉(zhuǎn)化為熱能(稱為稱為熱效應(yīng)現(xiàn)象熱效應(yīng)現(xiàn)象)

8、，改善著變形條件。變形速度越大，熱效應(yīng)現(xiàn)象越改善著變形條件。變形速度越大，熱效應(yīng)現(xiàn)象越明顯，使金屬的塑性提高、變形抗力下降可鍛性明顯，使金屬的塑性提高、變形抗力下降可鍛性變得更好。變得更好。金屬在經(jīng)受不同方法變形時，所產(chǎn)生的應(yīng)力性質(zhì)金屬在經(jīng)受不同方法變形時，所產(chǎn)生的應(yīng)力性質(zhì)(壓壓應(yīng)力或拉應(yīng)力應(yīng)力或拉應(yīng)力)和大小是不同的。和大小是不同的。壓應(yīng)力的數(shù)目越多，則金屬的塑性越好；壓應(yīng)力的數(shù)目越多，則金屬的塑性越好；拉應(yīng)力的數(shù)目越多，則金屬的塑性越差。拉應(yīng)力的數(shù)目越多，則金屬的塑性越差。 拉應(yīng)力拉應(yīng)力使金屬原子間距增大，尤其當(dāng)金屬的內(nèi)部使金屬原子間距增大，尤其當(dāng)金屬的內(nèi)部存在氣孔、微裂紋等缺陷時，在拉應(yīng)力作用下，存在氣孔、微裂紋等缺陷時，在拉應(yīng)力作用下，缺陷處易產(chǎn)生應(yīng)力集中，使裂紋擴(kuò)展，甚至達(dá)到缺陷處易產(chǎn)生應(yīng)力集中，使裂紋擴(kuò)展，甚至達(dá)到破壞報廢的程度。破壞報廢的程度。 壓應(yīng)力壓應(yīng)力使金屬內(nèi)部原子間距離減小，不易使缺陷使金屬內(nèi)部原子間距離減小，不易