材料成形精品課件

1、材料成形第1頁，共21頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)16分，星期四6.1 金屬塑性成形的基本工藝兩個回轉(zhuǎn)軋輥之間受壓變形。坯料：金屬錠受力：摩擦力：使坯料從兩軋輥間通過。壓力：坯料截面減小，長度增加。產(chǎn)品：鋼板、型材、無縫管材、毛坯、零件。冷軋，熱軋。軋制錄相金屬壓力加工的基本生產(chǎn)方式1、軋制：第2頁，共21頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)16分，星期四2、擠壓：坯料在擠壓模內(nèi)受壓、擠出?？住＿m用：非鐵金屬及合金、碳鋼、合金鋼、不銹鋼、軸承鋼、高速鋼等。產(chǎn)品：各種復(fù)雜截面的型材或零件。冷擠壓，溫擠壓（冷變形）熱擠壓（熱變形） 圖6-3 正擠壓 反擠壓擠壓錄相第3頁，共21頁，2022年，5月

2、20日，4點(diǎn)16分，星期四3、拉拔：坯料拉過拉拔模的模孔而變形。適用：低碳鋼、非鐵金屬及合金。產(chǎn)品：細(xì)線材、薄壁管、特殊幾何形狀，對軋制件再加工。冷拔。拉拔錄相第4頁，共21頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)16分，星期四4、自由鍛：上下砥鐵間受沖擊力或壓力。5、模鍛：鍛模模膛內(nèi)受沖擊力或壓力。6、板料沖壓：沖模之間受壓而分離或變形。加工對象：金屬薄板。產(chǎn)品：質(zhì)量輕截面小，精度及表面質(zhì)量高。第5頁，共21頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)16分，星期四六種基本工藝：軋制、擠壓、拉拔、自由鍛、模鍛、板料沖壓。 下列原材料或毛坯采用哪種方法成形？型 材、板材、線材？ 軋制、擠壓、拉拔受重載零件毛坯？

3、自由鍛、模鍛汽車、電器、儀表、日用品？ 板料沖壓塑性成形件：力學(xué)性能，形狀復(fù)雜，設(shè)備費(fèi)用鑄造成形件：力學(xué)性能，形狀復(fù)雜，設(shè)備費(fèi)用第6頁，共21頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)16分，星期四6.2 金屬的塑性變形彈性變形：外力去除后變形可恢復(fù)，“彈復(fù)”。塑性變形：外力超過屈服強(qiáng)度時，外力去除后變形 不可恢復(fù)，永久變形。一、金屬塑性變形后的組織和性能1.組織變化晶粒沿最大變形的方向伸長；晶格與晶粒發(fā)生扭曲；晶粒間產(chǎn)生碎晶。第7頁，共21頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)16分，星期四2.性能變化加工硬化：隨變形程度的增加，強(qiáng)度、硬度增加，而塑性、韌性下降的現(xiàn)象。 （冷變形強(qiáng)化，冷作硬化）原因：組織變

4、化（伸長、扭曲、碎晶）性能變化第8頁，共21頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)16分，星期四3. 回復(fù)與再結(jié)晶1）回復(fù) T回= (0.250.3)T熔 原子排列回復(fù)到正常狀態(tài)，消除晶格扭曲， 部分消除加工硬化。2）再結(jié)晶 T再= 0.4 T熔 以碎晶或雜質(zhì)為核心結(jié)晶再結(jié)晶。 再結(jié)晶晶粒細(xì)小均勻，消除晶粒伸長和碎晶，全部消除加工硬化。第9頁，共21頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)16分，星期四冷作硬化（加工硬化）的作用： （1）強(qiáng)化金屬：冷拔、冷軋。 （2）使繼續(xù)加工困難：再結(jié)晶退火再結(jié)晶退火： 將冷作硬化以后的金屬重新加熱到再結(jié)晶溫度以上，讓其發(fā)生再結(jié)晶，使金屬重新獲得塑性，消除冷作硬化現(xiàn)象，以

5、利于繼續(xù)進(jìn)行加工。再結(jié)晶溫度以上有加工硬化現(xiàn)象嗎？ 既有加工硬化，又有再結(jié)晶。但加工硬化隨時被再結(jié)晶而消除，加工硬化表現(xiàn)不出來。第10頁，共21頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)16分，星期四二、塑性變形類型1、冷變形：T再，既有加工硬化，又有再結(jié)晶。特點(diǎn)：（1）較小變形功作用下，產(chǎn)生較大變形。（2）尺寸較大，形狀較復(fù)雜，力學(xué)性能好。（3）表面易氧化，精度及表面質(zhì)量低，勞動條件差，生產(chǎn)率低。應(yīng)用：自由鍛、熱模鍛、熱軋、熱擠壓。第11頁，共21頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)16分，星期四三、纖維組織 纖維組織：纖維狀的雜質(zhì)，不能經(jīng)再結(jié)晶而消失，在塑性變形后保留下來。特點(diǎn)：（1）各向異性：平行纖維

6、方向，塑性韌性強(qiáng)。（2）不可通過熱處理消除，只可通過鍛壓改變方向和形狀。（3）變形程度越大，纖維組織越明顯。利用原則：（1）使纖維分布與零件輪廓相符，不被切斷。（2）使零件所受最大拉應(yīng)力與纖維方向一致，最大切應(yīng)力與纖維方向垂直。第12頁，共21頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)16分，星期四（a）纖維被切斷，切應(yīng)力與纖維方向平行。（b）纖維連貫，纖維方向較合理。第13頁，共21頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)16分，星期四6.3 塑性變形理論及假設(shè)一、最小阻力定律金屬質(zhì)點(diǎn)優(yōu)先沿著阻力最小的方向流動。流動距離越短，阻力越小。第14頁，共21頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)16分，星期四二、塑性變形

7、前后體積不變的假設(shè) V坯料=V鍛件塑性變形時，金屬材料連續(xù)而致密，體積變化很小，與形狀變化相比可以忽略不計。三、塑性變形程度的計算1、鍛造比：材料變形前后的變形程度。拔長時：Y拔=S0/S 變形前后截面積比鐓粗時：Y鐓H0/H 變形前后高度比鍛造比12、計算：S坯料= Y拔S鍛件V坯料=V鍛件鋼坯： S坯料D或A；L鋼坯= V坯料/S坯料第15頁，共21頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)16分，星期四6.4 影響塑性變形的因素鍛造性（可鍛性）：衡量金屬受壓力加工而產(chǎn)生塑性變形獲得優(yōu)質(zhì)制品難易程度的工藝性能。評定（衡量指標(biāo)）：（1）塑性金屬材料在外力作用下產(chǎn)生永久變形而不破壞其完整性的能力。反映塑

8、性變形能力。（2）變形抗力。金屬對變形的抵抗力。反映塑性變形的難易程度。 塑性 ，則變形中不易開裂 變形抗力 ，變形的能耗小鍛造性第16頁，共21頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)16分，星期四影響可鍛性的因素：材料性質(zhì)（內(nèi)因） 加工條件（外因）。一、材料性質(zhì)的影響1.化學(xué)成分純金屬好于合金。合金元素含量，成分復(fù)雜，則塑性，變形抗力，鍛造性 。純鐵低碳鋼高碳鋼 。2.金屬組織純金屬及固溶體（奧氏體）碳化物（滲碳體）晶粒細(xì)小均勻晶粒粗大的鑄態(tài)組織。第17頁，共21頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)16分，星期四二、加工條件的影響1. 變形溫度變形溫度越高，塑性越好，鍛造性好。變形溫度過高過熱或過燒。

9、 過熱：晶粒急劇長大，塑性下降，可鍛性下降。 過燒：接近熔點(diǎn)，失去塑性，可鍛性消失，報廢。變形溫度過低加工硬化。鍛造溫度=始鍛溫度-終鍛溫度。第18頁，共21頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)16分，星期四2. 變形速度變形速度：單位時間內(nèi)的變形程度。（1）V變a時, V變增加，塑性下降，變形抗力增加，可鍛性變差。 原因：再結(jié)晶來不及克服加工硬化。（2）V變 a時， V變增加，塑性增加，變形抗力下降，可鍛性變好。 原因：熱效應(yīng)增加，再結(jié)晶速度增加。只有高速鍛錘才可達(dá)到a第19頁，共21頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)16分，星期四三、應(yīng)力狀態(tài)壓應(yīng)力數(shù)目越多，塑性越好，變形抗力增大。 拉應(yīng)力數(shù)目越多，塑性下降，變形抗力減小。 原因：減小原子間距離；不易使缺陷擴(kuò)展，塑性； 內(nèi)部摩擦增大，變形抗力。應(yīng)用：塑性低的金屬，壓應(yīng)力，有利，避免裂紋。 塑性好的金屬