南昌大学金属材料成型工艺复习要点.docx

金属塑性成型 金属塑性加工：是指金属铸锭、金属粉末或各种金属坯料通过外力的作用产生塑性变形，获得具有所需形状、尺寸和性能制品的加工方法。也称压力加工。 多晶体的塑性变形机理包括晶内变形和晶间变形两种。 在冷态变形条件下，多晶体的塑性变形主要是晶内变形（滑移和孪生），晶间变形只起次要作用，而且需要有其他变形机制相协调。 在热塑性成型中，变形机理主要有：晶内滑移、晶内孪生、晶界滑移和扩散蠕变等。 3．塑性：固体金属在外力作用下发生永久变形而又不破坏其完整性的能力。 变形：对固体施加外力，会引起固体的形状与尺寸的变化，这种变化通常称为变形。 塑性变形：物体在外力作用下产生变形，当去除外力后仍有残余的变形，称这种变形为塑性变形。 4．（1） eq \o\ac(○,1)轧制：也叫压延，它是靠旋转的轧辊与轧件之间形成的摩擦力将轧件拖进辊缝之间，并使之受到压缩产生塑性变形的过程。 eq \o\ac(○,2)轧制特点：轧制零件为局部、连续成形。 eq \o\ac(○,3)轧制零件优点：局部成形，工作载荷只有整体模锻的几十分之一，因此设备小得多，造价低得多，模具寿命高得多；由于轧制是连续成形的，所以生产效率高，工作噪音小，进出料容易实现机械化，自动化操作，属无公害生产。 缺点：模具复杂，尺寸大；设备通用性差，工艺调整难度大。 （2） eq \o\ac(○,1)挤压：是对放在容器内的金属坯料施加外力，使之从特定的模孔中流出，获得所需断面形状和尺寸的一种塑性加工方法。 eq \o\ac(○,2)优点：金属在挤压变形区中处于强烈的三向压应力状态，可以提高金属的变形能力；制品综合质量高；产品范围广：管棒线材，形状非常复杂的实心和空心型材；生产灵活性大，工艺流程简单，设备投资少； 缺点：制品组织性能不均匀，这是由于金属流动不均匀引起的。 挤压工模具工作条件恶劣，工模具耗损大。 挤压生产效率、成品率较低。 （3） eq \o\ac(○,1)拉拔：在外加拉力的作用下，迫使金属通过模孔产生塑性变形，以获得与模孔形状、尺寸相同的制品的加工方法，称之为拉拔。 eq \o\ac(○,2)拉拔加工优点：拉拔制品的尺寸精度高，表面粗糙度低；工具与设备简单，维护方便，在一台设备上可以生产多种品种与规格的制品；最适合于连续高速生产断面尺寸小的长尺寸产品。 缺点：拉拔道次变形量和两次退火之间的总变形量受到限制，为获得和其它塑性加工方法等同的变形量，需要的变形道次多，工艺过程长。室温下进行，两向压缩一向拉伸应力状态。 （4）. eq \o\ac(○,1)冲裁：利用冲模使坯料沿封闭轮廓分离的工序。包括落料和冲孔二个基本工序。 eq \o\ac(○,2)优点：具有生产效率高，零件互换性强，零件质量相对稳定，冲裁工序适合于大批量零件加工等诸多优点， 缺点：冲裁工序存在模具成本高，生产周期长，维修难度高等。 5．Tresca（屈雷斯加）屈服准则：当材料（质点）中的最大剪应力达到某一临界值时，则材料发生屈服；该临界值取决于材料在变形条件下的性质，而与应力状态无关。 屈雷斯加屈服准则表达式为：τmax=C 设σ1＞σ2＞σ3, 则 τmax 1=（σ1-σ3）/2 = C C可通过实验求得。其值与应力状态无关，常采用简单拉伸试验确定。 6．Misses屈服准则：当材料质点单位体积的弹性形状变化能达到某一临界值；该临界值只取决于材料在变形条件下的性质，而与应力状态无关。 密塞斯屈服准则表达式为： 若用主应力表示，则为 式中C1取决于材料在变形条件下的性质，而与应力状态无关。 已知拉伸试样屈服时，σ2=σ3=0、σ1=σs, 得： 密塞斯屈服准则的表达式为7、密塞斯和屈雷斯加屈服准则的比较 1）物理含义不同：Tresca：最大剪应力达到极限值C Mises：畸变能达到某极限 （2）表达式不同; （3）几何表达不同： Tresca准则：在主应力空间中为一垂直π平面的正六棱柱； Mises准则：在主应力空间中为一垂直于π平面的圆柱。 (π平面:在主应力坐标系中，过原点并垂直于等倾线的平面) 空间几何表达：Mises圆柱外接于Tresca六棱柱； 在π平面上两准则有六点重合； （4）为了评价σ2影响，引入罗代应力参数μ0，? 密塞斯屈服准则，当σ2由σ1变化至σ3时，相应的β值的变化范围为1~1.155； 屈雷斯加屈服准则，σ2在σ1和σ3之间变化，其β=1。 ① 当材料受单向应力时，β=1，两准则重合； ② 在纯剪应力作用下（σ2=σ1或σ2=