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1、金属塑性变形理论金属塑性变形理论Theory of metal plastic deformation 第九讲第九讲Lesson Nine张贵杰张贵杰Zhang GuijieTel：0315-2592155E-Mail： 河北理工大学金属材料与加工工程系Department of Metal Material and Process EngineeringHebei Polytechnic University, Tangshan 063009Lesson NineLesson Nine第五章第五章 塑性变形的不均匀性塑性变形的不均匀性主要内容Main ContentMain Contentn
2、 n变形不均匀的基本概念变形不均匀的基本概念 n n变形不均匀的原因变形不均匀的原因n n减小变形不均匀的措施减小变形不均匀的措施n n残余应力残余应力9/23/20249/23/20242 2Lesson NineLesson Nine5.2 变形不均匀的原因变形不均匀的原因n n接触面上的外摩擦接触面上的外摩擦接触面上的外摩擦接触面上的外摩擦 n n变形区的几何因素变形区的几何因素变形区的几何因素变形区的几何因素 n n工具与工件的轮廓形状工具与工件的轮廓形状工具与工件的轮廓形状工具与工件的轮廓形状 n n变形体内部温度分布不均变形体内部温度分布不均变形体内部温度分布不均变形体内部温度分布
3、不均 n n变形体的外端变形体的外端变形体的外端变形体的外端 n n金属性质不均的影响金属性质不均的影响金属性质不均的影响金属性质不均的影响 9/23/20249/23/20243 3Lesson NineLesson Nine接触面上的外摩擦n n在在工工具具和和变变形形金金属属之之间间的的接接触触面面上上必必然然存存在在摩摩擦擦。由由于于摩摩擦擦力力的的作作用用，在在一一定定程程度度上上改改变变了了金金属属的的流流动动特特性性并并使使应应力力分布受到影响。分布受到影响。9/23/20249/23/20244 4Lesson NineLesson Nine镦粗时的分区镦粗时的分区n n圆圆圆
4、圆柱柱柱柱体体体体镦镦镦镦粗粗粗粗时时时时，由由由由于于于于接接接接触触触触面面面面上上上上有有有有摩摩摩摩擦擦擦擦存存存存在在在在，在在在在接接接接触触触触表表表表面面面面附附附附近近近近金金金金属属属属流流流流动动动动困困困困难难难难，圆圆圆圆柱柱柱柱形形形形坯坯坯坯料料料料转转转转变变变变成成成成鼓鼓鼓鼓形形形形。在在在在此此此此情情情情况况况况下下下下，可可可可将将将将变变变变形形形形金金金金属属属属整整整整个体积大致分为三个区：个体积大致分为三个区：个体积大致分为三个区：个体积大致分为三个区：n n区表示由外摩擦影响而产生的难变形区；区表示由外摩擦影响而产生的难变形区；区表示由外摩擦
5、影响而产生的难变形区；区表示由外摩擦影响而产生的难变形区；n n区区区区表表表表示示示示与与与与作作作作用用用用力力力力成成成成4545角角角角的的的的最最最最有有有有利利利利方方方方位位位位的的的的易变形区；易变形区；易变形区；易变形区；n n区表示变形程度居于中间的自由变形区。区表示变形程度居于中间的自由变形区。区表示变形程度居于中间的自由变形区。区表示变形程度居于中间的自由变形区。9/23/20249/23/20245 5Lesson NineLesson Nine镦粗时摩擦力对变形及应力分布的影响镦粗时摩擦力对变形及应力分布的影响 9/23/20249/23/20246 6Lesson
6、 NineLesson Nine应力分布不均应力分布不均n n外外外外摩摩摩摩擦擦擦擦不不不不仅仅仅仅影影影影响响响响变变变变形形形形，而而而而且且且且使使使使接接接接触触触触面面面面上上上上的的的的应应应应力力力力（或或或或单单单单位位位位压压压压力力力力）分分分分布布布布不不不不均均均均匀匀匀匀，沿沿沿沿试试试试样样样样边边边边缘缘缘缘的的的的应应应应力力力力等等等等于于于于金金金金属属属属的的的的屈屈屈屈服服服服极极极极限限限限，从从从从边边边边缘缘缘缘到到到到中中中中心心心心部分，应力逐渐升高。部分，应力逐渐升高。部分，应力逐渐升高。部分，应力逐渐升高。n n另另另另外外外外，沿沿沿沿
7、物物物物体体体体高高高高度度度度方方方方向向向向由由由由接接接接触触触触面面面面至至至至变变变变形形形形体体体体的的的的中中中中部部部部，应应应应力力力力的的的的分分分分布布布布是是是是逐逐逐逐渐渐渐渐减减减减小小小小的的的的，这这这这是是是是因因因因外外外外摩擦的影响逐渐减弱所致。摩擦的影响逐渐减弱所致。摩擦的影响逐渐减弱所致。摩擦的影响逐渐减弱所致。 9/23/20249/23/20247 7Lesson NineLesson Nine带孔的玻璃锤头镦粗塑料实验带孔的玻璃锤头镦粗塑料实验带孔的玻璃锤头镦粗塑料实验带孔的玻璃锤头镦粗塑料实验9/23/20249/23/20248 8Lesso
8、n NineLesson Nine侧面翻平侧面翻平n n变变变变形形形形物物物物体体体体在在在在压压压压缩缩缩缩时时时时，由由由由于于于于接接接接触触触触摩摩摩摩擦擦擦擦的的的的作作作作用用用用，在在在在出出出出现现现现单单单单鼓鼓鼓鼓形形形形的的的的同同同同时时时时，还还还还会会会会出出出出现现现现侧侧侧侧表表表表面面面面的的的的金金金金属属属属局局局局部部部部地地地地转转转转移移移移到到到到接接接接触触触触表表表表面面面面上上上上来来来来的的的的侧侧侧侧面面面面翻翻翻翻平平平平现现现现象象象象。随随随随着着着着压压压压下下下下率率率率的的的的增增增增加加加加，aaaa和和和和bbbb部部部
9、部分分分分由由由由侧侧侧侧表表表表面面面面逐逐逐逐步步步步地地地地转转转转移移移移到到到到端端端端面面面面上上上上来来来来。此此此此侧侧侧侧面面面面翻翻翻翻平平平平现现现现象象象象发发发发生生生生在在在在侧侧侧侧表表表表面面面面面面面面积积积积的的的的减减减减小小小小量量量量大大大大于于于于接接接接触触触触面面面面面面面面积积积积的的的的增增增增加加加加量量量量的的的的时时时时候候候候。如如如如果果果果接接接接触触触触面面面面面面面面积积积积增增增增加加加加量量量量大大大大于于于于侧侧侧侧面面面面的的的的减减减减小小小小量量量量时时时时，则则则则因因因因新新新新的的的的接接接接触触触触面面面面
10、的的的的形形形形成成成成将不再吸收侧面的多余面积。将不再吸收侧面的多余面积。将不再吸收侧面的多余面积。将不再吸收侧面的多余面积。9/23/20249/23/20249 9Lesson NineLesson Nine圆柱体垂直剖面上坐标网格在镦圆柱体垂直剖面上坐标网格在镦粗过程中的变化粗过程中的变化9/23/20249/23/20241010Lesson NineLesson Ninen n由此可见，物体在压缩时接触面积的增加，由此可见，物体在压缩时接触面积的增加，由此可见，物体在压缩时接触面积的增加，由此可见，物体在压缩时接触面积的增加，可由接触表面上金属质点滑动和侧面质点翻可由接触表面上金属
11、质点滑动和侧面质点翻可由接触表面上金属质点滑动和侧面质点翻可由接触表面上金属质点滑动和侧面质点翻平两部分组成。侧面金属翻平量的大小取决平两部分组成。侧面金属翻平量的大小取决平两部分组成。侧面金属翻平量的大小取决平两部分组成。侧面金属翻平量的大小取决于接触摩擦条件和变形物体的几何尺寸。接于接触摩擦条件和变形物体的几何尺寸。接于接触摩擦条件和变形物体的几何尺寸。接于接触摩擦条件和变形物体的几何尺寸。接触面上的摩擦越大，接触面上的金属质点越触面上的摩擦越大，接触面上的金属质点越触面上的摩擦越大，接触面上的金属质点越触面上的摩擦越大，接触面上的金属质点越不易滑动，因而侧面金属转移上来的数量就不易滑动，
12、因而侧面金属转移上来的数量就不易滑动，因而侧面金属转移上来的数量就不易滑动，因而侧面金属转移上来的数量就越多。试样的高度越大，侧面金属越易于转越多。试样的高度越大，侧面金属越易于转越多。试样的高度越大，侧面金属越易于转越多。试样的高度越大，侧面金属越易于转移到接触表面上来。当试样的高度大于直径移到接触表面上来。当试样的高度大于直径移到接触表面上来。当试样的高度大于直径移到接触表面上来。当试样的高度大于直径时，接触面积的增加将主要是由侧面金属的时，接触面积的增加将主要是由侧面金属的时，接触面积的增加将主要是由侧面金属的时，接触面积的增加将主要是由侧面金属的转移所造成。转移所造成。转移所造成。转移
13、所造成。9/23/20249/23/20241111Lesson NineLesson Nine翻平宽展翻平宽展鼓形宽展鼓形宽展9/23/20249/23/20241212Lesson NineLesson Nine粘着现象粘着现象n n实实实实验验验验结结结结果果果果表表表表明明明明，圆圆圆圆柱柱柱柱体体体体金金金金属属属属在在在在镦镦镦镦粗粗粗粗过过过过程程程程中中中中，若若若若接接接接触触触触摩摩摩摩擦擦擦擦较较较较大大大大和和和和高高高高径径径径比比比比HHD D较较较较大大大大时时时时，则则则则在在在在端端端端面面面面的的的的中中中中心心心心部部部部位位位位有有有有一一一一区区区区域
14、域域域，在在在在此此此此区区区区域域域域上上上上金金金金属属属属质质质质点点点点对对对对工工工工具具具具完完完完全全全全不不不不产产产产生生生生相相相相对对对对滑滑滑滑动动动动而而而而粘粘粘粘着着着着在在在在一一一一起起起起。此此此此现现现现象象象象称称称称为为为为粘粘粘粘着着着着现现现现象象象象。此此此此粘粘粘粘着着着着在在在在一一一一起起起起的的的的区区区区域域域域称称称称为为为为粘粘粘粘着着着着区区区区。此此此此粘粘粘粘着着着着现现现现象象象象也也也也影影影影响响响响到到到到金金金金属属属属的的的的一一一一定定定定深深深深度度度度，这这这这样样样样就就就就构构构构成成成成了了了了以以以以
15、粘粘粘粘着着着着区区区区为为为为基基基基底底底底的的的的圆圆圆圆锥锥锥锥形形形形或或或或近近近近似似似似圆圆圆圆锥锥锥锥形形形形的的的的体体体体积积积积，此此此此体体体体积积积积称称称称为为为为“ “难变形区难变形区难变形区难变形区” ”。9/23/20249/23/20241313Lesson NineLesson Nine难变形区难变形区难变形区难变形区9/23/20249/23/20241414Lesson NineLesson Nine变形区的几何因素变形区的几何因素 n n在金属塑性加工中存在着外摩擦，变形的不在金属塑性加工中存在着外摩擦，变形的不在金属塑性加工中存在着外摩擦，变形的
16、不在金属塑性加工中存在着外摩擦，变形的不均匀分布情况与变形区几何因素均匀分布情况与变形区几何因素均匀分布情况与变形区几何因素均匀分布情况与变形区几何因素( (如如如如H/dH/d、H/LH/L、H/BH/B等等等等) )有密切关系。实验表明：镦粗有密切关系。实验表明：镦粗有密切关系。实验表明：镦粗有密切关系。实验表明：镦粗圆柱体时，当试样原始高度与直径比圆柱体时，当试样原始高度与直径比圆柱体时，当试样原始高度与直径比圆柱体时，当试样原始高度与直径比H/d2.0H/d2.0时才发生上述的单鼓形不均匀变形。时才发生上述的单鼓形不均匀变形。时才发生上述的单鼓形不均匀变形。时才发生上述的单鼓形不均匀变
17、形。当坯料高度较大且变形程度甚小时当坯料高度较大且变形程度甚小时当坯料高度较大且变形程度甚小时当坯料高度较大且变形程度甚小时( (当当当当H/dH/d2.02.0时时时时) )，则往往只产生表面变形，而中间层，则往往只产生表面变形，而中间层，则往往只产生表面变形，而中间层，则往往只产生表面变形，而中间层的金属不产生塑性变形或塑性变形甚小，结的金属不产生塑性变形或塑性变形甚小，结的金属不产生塑性变形或塑性变形甚小，结的金属不产生塑性变形或塑性变形甚小，结果导致形成双鼓形。果导致形成双鼓形。果导致形成双鼓形。果导致形成双鼓形。 9/23/20249/23/20241515Lesson NineLe
18、sson Nine双鼓形双鼓形双鼓形双鼓形9/23/20249/23/20241616Lesson NineLesson Nine工具与工件的轮廓形状n n工工具具（或或坯坯料料）形形状状是是影影响响金金属属塑塑性性流流动动方方向向的的重重要要因因素素。工工具具与与金金属属形形状状的的差差异异，是是造造成成金金属属沿沿各各个个方方向向流流动动的的阻阻力力有有差差异异，因因而而金金属属向向各各个个方方向向的的流流动动（即变形量）也有相应差别。（即变形量）也有相应差别。9/23/20249/23/20241717Lesson NineLesson Ninen n如如如如图图图图所所所所示示示示，在
19、在在在圆圆圆圆形形形形砧砧砧砧或或或或V V型型型型砧砧砧砧中中中中拔拔拔拔长长长长圆圆圆圆断断断断面面面面坯坯坯坯料料料料时时时时，工工工工具具具具的的的的侧侧侧侧面面面面压压压压力力力力使使使使金金金金属属属属沿沿沿沿横横横横向向向向流流流流动动动动受受受受到到到到很很很很大大大大的的的的阻阻阻阻碍碍碍碍，被被被被压压压压下下下下的的的的金金金金属属属属大大大大量量量量沿沿沿沿轴轴轴轴向向向向流流流流动动动动，这这这这就就就就使使使使拔拔拔拔长长长长效效效效率率率率大大大大大大大大提提提提高高高高。当当当当采采采采用用用用图图图图c c所所所所示示示示的的的的工工工工具具具具时时时时，则则
20、则则产产产产生生生生相相相相反反反反的的的的结结结结果果果果，金属易于横向流动。金属易于横向流动。金属易于横向流动。金属易于横向流动。 a b c9/23/20249/23/20241818Lesson NineLesson Ninen n在在在在许许许许多多多多情情情情况况况况下下下下，当当当当工工工工具具具具的的的的形形形形状状状状已已已已得得得得到到到到了了了了严严严严格格格格的的的的控控控控制制制制时时时时，为为为为获获获获得得得得变变变变形形形形均均均均匀匀匀匀的的的的产产产产品品品品，还还还还必必必必须须须须要要要要考考考考虑虑虑虑原原原原始始始始坯坯坯坯料料料料形形形形状状状状的
21、的的的影影影影响响响响。如如如如果果果果坯坯坯坯料料料料的的的的尺尺尺尺寸寸寸寸和和和和形形形形状状状状的的的的选选选选择择择择不不不不当当当当也也也也会会会会使使使使物物物物体体体体产产产产生生生生不不不不均均均均匀匀匀匀变变变变形。形。形。形。9/23/20249/23/20241919Lesson NineLesson Nine变形体内部温度分布不均n n变变变变形形形形物物物物体体体体的的的的温温温温度度度度不不不不均均均均匀匀匀匀，会会会会造造造造成成成成金金金金属属属属各各各各部部部部分分分分变变变变形形形形和和和和流流流流动动动动的的的的差差差差异异异异。变变变变形形形形首首首首
22、先先先先发发发发生生生生在在在在那那那那些些些些变变变变形形形形抗抗抗抗力力力力最最最最小小小小的的的的部部部部分分分分。一一一一般般般般，在在在在同同同同一一一一变变变变形形形形物物物物体体体体中中中中高高高高温温温温部部部部分分分分的的的的变变变变形形形形抗抗抗抗力力力力低低低低，低低低低温温温温部部部部分分分分的的的的变变变变形形形形抗抗抗抗力力力力高高高高。这这这这样样样样，在在在在同同同同一一一一外外外外力力力力的的的的作作作作用用用用下下下下，高高高高温温温温部部部部分分分分变变变变形形形形量量量量大大大大，低低低低温温温温部部部部分分分分变变变变形形形形量量量量小小小小。而而而而
23、变变变变形形形形物物物物体体体体是是是是一一一一整整整整体体体体，限限限限制制制制了了了了物物物物体体体体各各各各部部部部分分分分不不不不均均均均匀匀匀匀变变变变形形形形的的的的自自自自由由由由发发发发展展展展，从从从从而而而而产产产产生生生生相相相相互互互互平平平平衡衡衡衡的的的的附附附附加加加加应应应应力。力。力。力。 9/23/20249/23/20242020Lesson NineLesson Ninen n在在在在变变变变形形形形体体体体内内内内因因因因温温温温度度度度不不不不同同同同所所所所产产产产生生生生热热热热膨膨膨膨胀胀胀胀的的的的不不不不同同同同而而而而引引引引起起起起的的
24、的的热热热热应应应应力力力力，与与与与由由由由不不不不均均均均匀匀匀匀变变变变形形形形所所所所引引引引起起起起的的的的附附附附加加加加应应应应力力力力相相相相叠叠叠叠加加加加后后后后，有有有有时时时时会会会会加加加加强强强强应应应应力力力力的的的的不不不不均均均均匀分布，甚至会引起变形物体的断裂。匀分布，甚至会引起变形物体的断裂。匀分布，甚至会引起变形物体的断裂。匀分布，甚至会引起变形物体的断裂。n n在在在在热热热热轧轧轧轧中中中中常常常常见见见见到到到到轧轧轧轧件件件件轧轧轧轧出出出出后后后后会会会会出出出出现现现现上上上上翘翘翘翘或或或或下下下下翘翘翘翘现现现现象象象象，产产产产生生生生
25、此此此此现现现现象象象象原原原原因因因因之之之之一一一一就就就就是是是是轧轧轧轧件件件件的的的的温温温温度不均所造成的。度不均所造成的。度不均所造成的。度不均所造成的。 9/23/20249/23/20242121Lesson NineLesson Nine铝铝钢双金属轧制时由不均匀钢双金属轧制时由不均匀变形产生的弯曲现象变形产生的弯曲现象 9/23/20249/23/20242222Lesson NineLesson Nine变形体的外端n n外外外外端端端端（未未未未变变变变形形形形的的的的金金金金属属属属）对对对对变变变变形形形形区区区区金金金金属属属属的的的的影影影影响响响响主主主主要
26、要要要是是是是阻阻阻阻碍碍碍碍变变变变形形形形区区区区金金金金属属属属流流流流动动动动，进进进进而而而而产产产产生生生生或或或或加加加加剧剧剧剧附附附附加加加加的的的的应应应应力力力力和和和和应应应应变变变变。在在在在自自自自由由由由锻锻锻锻造造造造中中中中，除除除除镦镦镦镦粗粗粗粗外外外外的的的的其其其其他他他他变变变变形形形形工工工工序序序序，工工工工具具具具只只只只与与与与坯坯坯坯料料料料的的的的一一一一部部部部分分分分接接接接触触触触，变变变变形形形形是是是是分分分分段段段段逐逐逐逐步步步步进进进进行行行行的的的的，因因因因此此此此，变变变变形区金属的流动是受到外端的制约的。形区金属的
27、流动是受到外端的制约的。形区金属的流动是受到外端的制约的。形区金属的流动是受到外端的制约的。9/23/20249/23/20242323Lesson NineLesson Nine封闭形外端封闭形外端n n在在在在被被被被压压压压缩缩缩缩体体体体积积积积的的的的外外外外部部部部存存存存在在在在有有有有封封封封闭闭闭闭形形形形外外外外端端端端时时时时，一一一一方方方方面面面面，被被被被压压压压缩缩缩缩体体体体积积积积的的的的变变变变形形形形要要要要影影影影响响响响到到到到外外外外端端端端的的的的一一一一定定定定区区区区域域域域。另另另另一一一一方方方方面，外端会阻碍被压缩体积的向外扩展。面，外端
28、会阻碍被压缩体积的向外扩展。面，外端会阻碍被压缩体积的向外扩展。面，外端会阻碍被压缩体积的向外扩展。n n若若若若外外外外端端端端的的的的体体体体积积积积甚甚甚甚小小小小时时时时，则则则则在在在在变变变变形形形形过过过过程程程程中中中中，在在在在被被被被压压压压缩缩缩缩体体体体积积积积变变变变形形形形的的的的影影影影响响响响下下下下，外外外外端端端端的的的的高高高高度度度度也也也也会会会会有有有有所所所所减减减减小小小小，外外外外端端端端向向向向外外外外扩扩扩扩展展展展。如如如如果果果果外外外外端端端端的的的的体体体体积积积积较较较较大大大大，则则则则被被被被压压压压缩缩缩缩体体体体积积积积的
29、的的的变变变变形形形形很很很很难难难难进进进进行行行行。若若若若所所所所施施施施的的的的压压压压力力力力非非非非常常常常大大大大时时时时，也也也也可可可可以以以以把把把把工工工工具具具具( (压压压压头头头头) )压压压压人人人人变变变变形形形形物物物物体体体体内内内内，此此此此时时时时部部部部分分分分变变变变形形形形金金金金属属属属将将将将沿沿沿沿工工工工具具具具的的的的周周周周围围围围被被被被挤挤挤挤出出出出。可可可可见见见见，金金金金属属属属在在在在具具具具有有有有封封封封闭闭闭闭形形形形外外外外端端端端条条条条件件件件下下下下的的的的压压压压缩缩缩缩与与与与无无无无外外外外端端端端时时
30、时时有有有有很很很很大大大大差差差差别别别别。封封封封闭闭闭闭形形形形外外外外端端端端可可可可以以以以减减减减小小小小被被被被压压压压缩缩缩缩物物物物体体体体的的的的不不不不均均均均匀匀匀匀变变变变形形形形，并并并并可可可可使使使使其其其其三三三三向向向向压压压压应应应应力力力力状状状状态态态态增强。增强。增强。增强。 9/23/20249/23/20242424Lesson NineLesson Nine封闭形外端封闭形外端封闭形外端封闭形外端非封闭形外端非封闭形外端非封闭形外端非封闭形外端9/23/20249/23/20242525Lesson NineLesson Nine非封闭形外端非
31、封闭形外端n n在在金金属属压压力力加加工工中中属属于于非非封封闭闭形形外外端端的的变变形形过过程程较较多多，例例如如，锻锻造造延延伸伸，拉拉拔拔等。等。9/23/20249/23/20242626Lesson NineLesson Ninen n外外外外端端端端对对对对变变变变形形形形物物物物体体体体的的的的纵纵纵纵向向向向延延延延伸伸伸伸有有有有强强强强迫迫迫迫“ “拉拉拉拉齐齐齐齐” ”作作作作用用用用，使使使使变变变变形形形形物物物物体体体体沿沿沿沿高高高高度度度度方方方方向向向向的的的的纵纵纵纵向向向向延延延延伸伸伸伸趋趋趋趋于于于于一一一一致致致致。结结结结果果果果，在在在在变变变
32、变形形形形区区区区内内内内于于于于自自自自由由由由延延延延伸伸伸伸大大大大的的的的中中中中部部部部产产产产生生生生附附附附加加加加压压压压应应应应力力力力，于于于于自自自自由由由由延延延延伸伸伸伸小小小小的的的的端端端端部部部部产产产产生生生生附附附附加加加加拉拉拉拉应应应应力力力力。此此此此外外外外，变变变变形形形形物物物物体体体体为为为为一一一一整整整整体体体体，变变变变形形形形物物物物体体体体的的的的纵纵纵纵向向向向延延延延伸伸伸伸的的的的变变变变化化化化也也也也必必必必然然然然会会会会影影影影响响响响着着着着横向宽展的变化。横向宽展的变化。横向宽展的变化。横向宽展的变化。9/23/20
33、249/23/20242727Lesson NineLesson Ninen n在在在在变变变变形形形形区区区区的的的的中中中中部部部部，由由由由于于于于外外外外端端端端对对对对纵纵纵纵向向向向延延延延伸伸伸伸的的的的“ “拉拉拉拉齐齐齐齐” ”作作作作用用用用使使使使自自自自由由由由延延延延伸伸伸伸减减减减小小小小的的的的结结结结果果果果，使使使使宽宽宽宽展展展展被被被被迫迫迫迫增增增增大大大大，而而而而在在在在端端端端部部部部由由由由于于于于使使使使自自自自由由由由延延延延伸伸伸伸的的的的被被被被迫迫迫迫增增增增加加加加，使使使使宽宽宽宽展展展展减减减减小小小小。结结结结果果果果，由由由由
34、于于于于外外外外端端端端对对对对纵纵纵纵向向向向延延延延伸伸伸伸的的的的“ “拉拉拉拉齐齐齐齐” ”作作作作用用用用，使使使使变变变变形形形形区区区区沿沿沿沿高高高高向向向向的的的的中中中中部部部部产产产产生生生生的的的的宽宽宽宽展展展展最最最最大大大大，端端端端部部部部宽宽宽宽展展展展最最最最小小小小。这这这这样样样样，由由由由于于于于外外外外端端端端的的的的存存存存在在在在，使使使使变变变变形形形形物物物物体体体体的的的的纵纵纵纵向向向向变变变变形形形形的的的的不均匀性减小，横向变形的不均匀性增大。不均匀性减小，横向变形的不均匀性增大。不均匀性减小，横向变形的不均匀性增大。不均匀性减小，横
35、向变形的不均匀性增大。9/23/20249/23/20242828Lesson NineLesson Nine金属性质不均的影响n n变变变变形形形形金金金金属属属属中中中中的的的的化化化化学学学学成成成成分分分分、组组组组织织织织结结结结构构构构、夹夹夹夹杂杂杂杂物物物物、相相相相的的的的形形形形态态态态等等等等分分分分布布布布不不不不均均均均会会会会造造造造成成成成金金金金属属属属各各各各部部部部分分分分的的的的变变变变形形形形和和和和流流流流动动动动的的的的差差差差异异异异。例例例例如如如如，在在在在受受受受拉拉拉拉伸伸伸伸的的的的金金金金属属属属内内内内存存存存在在在在一一一一团团团团
36、杂杂杂杂质质质质，由由由由于于于于杂杂杂杂质质质质和和和和其其其其周周周周围围围围晶晶晶晶粒粒粒粒的的的的性性性性质质质质不不不不同同同同，出出出出现现现现应应应应力力力力集集集集中中中中现现现现象象象象，结结结结果果果果这这这这种种种种缺缺缺缺陷陷陷陷周周周周围围围围的的的的晶晶晶晶粒粒粒粒必必必必须须须须发发发发生生生生不不不不均均均均匀匀匀匀变变变变形形形形，并并并并会会会会产产产产生生生生晶间及晶内附加应力。晶间及晶内附加应力。晶间及晶内附加应力。晶间及晶内附加应力。9/23/20249/23/20242929Lesson NineLesson Nine5.3 变形不均的防止措施变形不
37、均的防止措施n n变形不均产生的后果变形不均产生的后果 n n减轻变形不均的措施减轻变形不均的措施 9/23/20249/23/20243030Lesson NineLesson Nine变形不均产生的后果n n使单位变形力增大使单位变形力增大使单位变形力增大使单位变形力增大 n n当当当当变变变变形形形形不不不不均均均均匀匀匀匀分分分分布布布布时时时时，将将将将使使使使物物物物体体体体内内内内部部部部产产产产生生生生相相相相互互互互平平平平衡衡衡衡的的的的附附附附加加加加应应应应力力力力，使使使使变变变变形形形形能能能能量量量量消消消消耗耗耗耗增增增增加加加加，也也也也使使使使单单单单位位位
38、位变变变变形形形形力力力力增增增增大大大大。此此此此外外外外，当当当当应应应应力力力力不不不不均均均均匀匀匀匀分分分分布布布布时时时时，将将将将使使使使变变变变形形形形体体体体内内内内实实实实际际际际的的的的应应应应力力力力分分分分布布布布情情情情况况况况与与与与基基基基本本本本应应应应力力力力有有有有很很很很大大大大不不不不同同同同，有有有有时时时时虽虽虽虽然然然然作作作作用用用用着着着着单单单单向向向向的的的的基基基基本本本本应应应应力力力力，但但但但工工工工作作作作应应应应力力力力却却却却可可可可能能能能变变变变成成成成三三三三向向向向同名应力状态，此时也会使单位变形力增大。同名应力状态
39、，此时也会使单位变形力增大。同名应力状态，此时也会使单位变形力增大。同名应力状态，此时也会使单位变形力增大。 9/23/20249/23/20243131Lesson NineLesson Ninen n使塑性降低使塑性降低使塑性降低使塑性降低n n在在在在具具具具有有有有应应应应力力力力不不不不均均均均匀匀匀匀分分分分布布布布的的的的变变变变形形形形物物物物体体体体内内内内，当当当当某某某某处处处处的的的的工工工工作作作作应应应应力力力力达达达达到到到到金金金金属属属属的的的的断断断断裂裂裂裂强强强强度度度度时时时时，则则则则在在在在该该该该处处处处将将将将首首首首先先先先产产产产生生生生断
40、断断断裂裂裂裂，从从从从而而而而导导导导致致致致金金金金属属属属的的的的塑塑塑塑性性性性下降。下降。下降。下降。 9/23/20249/23/20243232Lesson NineLesson Nine挤压件上表面裂纹及应力分布图挤压件上表面裂纹及应力分布图9/23/20249/23/20243333Lesson NineLesson Ninen n使产品质量降低使产品质量降低使产品质量降低使产品质量降低n n由由由由于于于于变变变变形形形形的的的的不不不不均均均均匀匀匀匀分分分分布布布布使使使使物物物物体体体体内内内内产产产产生生生生附附附附加加加加应应应应力力力力，若若若若变变变变形形形形
41、后后后后物物物物体体体体的的的的温温温温度度度度较较较较低低低低不不不不足足足足以以以以消消消消除除除除此此此此附附附附加加加加应应应应力力力力时时时时，则则则则在在在在物物物物体体体体内内内内将将将将存存存存有有有有残残残残余余余余应应应应力力力力，从从从从而而而而使使使使物物物物体体体体的的的的力力力力学学学学性性性性能能能能下下下下降降降降。同同同同时时时时，由由由由于于于于变变变变形形形形体体体体内内内内各各各各处处处处的的的的变变变变形形形形不不不不同同同同，其其其其再再再再结结结结晶晶晶晶后后后后各各各各处处处处的的的的晶粒大小也不同，造成组织与性能分布不均。晶粒大小也不同，造成组
42、织与性能分布不均。晶粒大小也不同，造成组织与性能分布不均。晶粒大小也不同，造成组织与性能分布不均。 9/23/20249/23/20243434Lesson NineLesson Nine摩擦系数摩擦系数f不同时塑压件退火不同时塑压件退火后中心轴上晶粒大小分布后中心轴上晶粒大小分布9/23/20249/23/20243535Lesson NineLesson Ninen n使技术操作复杂使技术操作复杂使技术操作复杂使技术操作复杂n n由由由由于于于于变变变变形形形形体体体体内内内内应应应应力力力力的的的的分分分分布布布布不不不不均均均均，使使使使加加加加工工工工工工工工具具具具的的的的各各各各
43、部部部部分分分分受受受受力力力力不不不不均均均均，以以以以致致致致使使使使工工工工具具具具各各各各部部部部分分分分的的的的弹弹弹弹性性性性变变变变形形形形和和和和磨磨磨磨损损损损不不不不均均均均。这这这这样样样样就就就就使使使使工工工工具具具具设设设设计计计计、制制制制造造造造和和和和维维维维护护护护复复复复杂杂杂杂。同同同同时时时时也也也也使使使使对对对对材材材材料料料料进进进进行行行行的的的的热热热热处处处处理制度复杂化。理制度复杂化。理制度复杂化。理制度复杂化。 9/23/20249/23/20243636Lesson NineLesson Nine减轻变形不均的措施n n正确选定变形的
44、温度速度制度正确选定变形的温度速度制度正确选定变形的温度速度制度正确选定变形的温度速度制度n n变变变变形形形形温温温温度度度度应应应应保保保保证证证证物物物物体体体体在在在在单单单单相相相相区区区区完完完完成成成成塑塑塑塑性性性性变变变变形形形形，并并并并在在在在整整整整个个个个物物物物体体体体内内内内分分分分布布布布均均均均匀匀匀匀。变变变变形形形形速速速速度度度度制制制制度度度度的的的的选选选选择择择择也也也也应应应应使使使使变变变变形形形形在在在在物物物物体体体体内内内内分分分分布布布布均均均均匀匀匀匀，如如如如HHd d比比比比较较较较大大大大的的的的厚厚厚厚件件件件，在在在在速速速
45、速度度度度较较较较低低低低的的的的压压压压力力力力机机机机上上上上锻锻锻锻压压压压较合适。较合适。较合适。较合适。 9/23/20249/23/20243737Lesson NineLesson Ninen n减小金属表面上的外摩擦减小金属表面上的外摩擦减小金属表面上的外摩擦减小金属表面上的外摩擦n n为为为为减减减减小小小小接接接接触触触触表表表表面面面面上上上上的的的的摩摩摩摩擦擦擦擦系系系系数数数数，应应应应提提提提高高高高和和和和保保保保持持持持工工工工具具具具表表表表面面面面的的的的光光光光洁洁洁洁度度度度和和和和采采采采用用用用适适适适宜宜宜宜的的的的润润润润滑滑滑滑剂剂剂剂。也也
46、也也可可可可采采采采用用用用超超超超声声声声振振振振动动动动加加加加工工工工等等等等方方方方法法法法来来来来减减减减少少少少外外外外摩摩摩摩擦擦擦擦的不利影响。的不利影响。的不利影响。的不利影响。 9/23/20249/23/20243838Lesson NineLesson Ninen n合理设计加工工具形状合理设计加工工具形状合理设计加工工具形状合理设计加工工具形状n n要要要要正正正正确确确确选选选选择择择择与与与与设设设设计计计计锻锻锻锻模模模模、轧轧轧轧辊辊辊辊孔孔孔孔型型型型及及及及其其其其它它它它工工工工具具具具，使使使使其其其其形形形形状状状状与与与与坯坯坯坯料料料料断断断断面
47、面面面能能能能很很很很好好好好的的的的配配配配合合合合，以以以以保证变形与应力分布较为均匀。保证变形与应力分布较为均匀。保证变形与应力分布较为均匀。保证变形与应力分布较为均匀。 9/23/20249/23/20243939Lesson NineLesson Ninen n尽可能保证变形金属的成分及组织均匀尽可能保证变形金属的成分及组织均匀尽可能保证变形金属的成分及组织均匀尽可能保证变形金属的成分及组织均匀n n这这这这首首首首先先先先要要要要从从从从提提提提高高高高冶冶冶冶炼炼炼炼及及及及浇浇浇浇铸铸铸铸质质质质量量量量方方方方面面面面入入入入手手手手；其其其其次次次次，对对对对已已已已浇浇浇
48、浇铸铸铸铸的的的的钢钢钢钢锭锭锭锭必必必必要要要要时时时时采采采采用用用用高高高高温温温温均均均均匀匀匀匀化化化化退退退退火火火火的的的的办办办办法法法法，也也也也可可可可进进进进一一一一步步步步改改改改善善善善其其其其化化化化学学学学成成成成分分分分的均匀性。的均匀性。的均匀性。的均匀性。 9/23/20249/23/20244040Lesson NineLesson Nine课后作业课后作业Homeworkn n试分析变形及应力的不均匀分布都是哪些原试分析变形及应力的不均匀分布都是哪些原试分析变形及应力的不均匀分布都是哪些原试分析变形及应力的不均匀分布都是哪些原因造成的？因造成的？因造成的？因造成的？ n n试分析外摩擦和变形区的几何形状对不均匀试分析外摩擦和变形区的几何形状对不均匀试分析外摩擦和变形区的几何形状对不均匀试分析外摩擦和变形区的几何形状对不均匀变形的影响。变形的影响。变形的影响。变形的影响。9/23/20249/23/20244141
