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1、第三篇 金属压力加工,南红艳,河南理工大学材料加工系,2019/11/12,Hongyan Nan，HPU,2,金属塑性成型：利用金属在外力作用下所产生的塑性变形，来获得具有一定形状、尺寸和力学性能的原材料、毛坯或零件的生产方法，也称为压力加工,5模型锻造,金属压力加工的基本生产方式,1轧制,2拉拔,3挤压,4自由锻造,6板料冲压,2019/11/12,Hongyan Nan，HPU,3,塑性成形的特点,1力学性能高,1）组织致密 2）晶粒细化 3）压合铸造缺陷 4）使纤维组织合理分布,1）零件大小不受限制； 2）生产批量不受限制,2节约材料,1）力学性能高，承载能力提高 2）减少零件制造中的
2、金属消耗(与切削加工相比),3生产率高，容易实现机械化和自动化,4适用范围广,2019/11/12,Hongyan Nan，HPU,4,第一章 金属的塑性变形,各种压力加工方法，都是通过对金属材料施加外力，使之产生塑性变形来实现的,2019/11/12,Hongyan Nan，HPU,5,第一节 塑性变形的实质,多晶体塑性变形的实质：晶粒内部发生滑移和孪晶；同时晶粒之间发生滑移和转动,单晶体内的晶内变形,多晶体间的晶间变形,滑移,孪晶,滑动,转动,2019/11/12,Hongyan Nan，HPU,6,单晶体的塑性变形,1. 滑移,晶体的一部分相对另一部分沿一定的晶面发生相对滑移,2. 孪晶
3、,晶体的一部分相对另一部分沿一定的晶面发生相对转动,孪动面,2019/11/12,Hongyan Nan，HPU,7,塑性变形理论及假设,最小阻力定律 如果金属颗粒在几个方向上都可移动，那么金属颗粒就会沿着阻力最小的方向移动,塑性变形前后体积不变的假设,2019/11/12,Hongyan Nan，HPU,8,第二节 塑性变形对金属组织和性能的影响,1. 冷变形及其影响,1）组织变化的特征： 晶粒沿变形最大方向伸长； 晶格与晶粒均发生畸变； 晶粒间产生碎晶,2）性能变化的特征：随变形程度的增加，其强度和硬度不断提高，塑性和韧性不断下降 (加工硬化),加工硬化之,有利面：强化金属材料,不利面：给
4、进一步的塑性变形带来困难,2019/11/12,Hongyan Nan，HPU,9,回复：可部分消除加工硬化,T回 = （0.250.3）T熔,再结晶：可完全消除加工硬化,T再 = （0.350.4）T熔,T再,冷变形,热变形,(K),(K),2019/11/12,Hongyan Nan，HPU,10,2. 热变形及其影响,1）不产生加工硬化,2）组织得到改善，提高了力学性能, 细化晶粒；, 压合了铸造缺陷；,3）形成纤维组织, 组织致密,纤维组织：基体金属的晶粒形状和沿晶界分布的杂质形状都沿着变形方向被拉长，呈纤维状的结构,在平行于纤维组织的方向：抗拉强度提高,在垂直于纤维组织的方向：抗剪强
5、度提高,2019/11/12,Hongyan Nan，HPU,11,根据锻造比即可得出坯料的尺寸。如采用拔长锻造时，坯料所用的截面F坯料的大小应保证满足技术要求规定的锻造比Y拔，即坯料截面积应为： F坯料 = Y拔F锻件,变形程度的计算,在压力加工过程中，常用锻造比(Y锻)来表示变形度,拔长时的锻造比为：Y拔F0/F 镦粗时的锻造比为：Y镦H0/H,2019/11/12,Hongyan Nan，HPU,12,第三节 金属的可锻性,金属材料在压力加工时成形的难易程度,可锻性常以金属的塑性和变形抗力来综合评定,塑性：,变形抗力：,材料的塑性越好，其可锻性越好,材料的变形抗力越小，其可锻性越好,20
6、19/11/12,Hongyan Nan，HPU,13,金属的可锻性取决于金属的本质和加工条件,1）金属的本质,化学成分：,组织状态：,固溶体Y 碳化物、渗碳体Y 晶粒细化 Y 晶粒粗大、铸态Y,纯金属的可锻性好于合金的 C、S、P上升，可锻性下降,2019/11/12,Hongyan Nan，HPU,14,2）加工条件,变形温度：,应力状态：,变形速度：,T温越高，可锻性越好,压应力多塑性最好、变形抗力最大,拉应力多塑性最差、变形抗力最大,V变越小，可锻性越好,始锻温度：,终锻温度：,过热、过烧,加工硬化,45: 1200800,2019/11/12,Hongyan Nan，HPU,15,始锻温度和终锻温度给定的温度区间称锻造温度范围,常用钢材的锻造温度范围,2019/11/12,Hongyan Nan，HPU,16,Thank you !,
