金属塑形变形不均匀性及其在塑形加工中的效应.pptx

金属塑形变形不均匀性及其在塑形加工中的效应金属塑形变形的物理根底

汇报内容：变形不均匀的根本概念变形不均匀的产生原因不均匀性引起的不良后果

均匀变形12根本概念假设变形区内金属各质点的应变状态相同〔即相应的各方向上变形的发生情况，开展方向及应变量的大小都相同〕，这个体积的变形可视为均匀的。变形特点变形前体内的直线和平面，变形后仍然是直线和平面；变形前彼此平行的直线和平面，变形后仍然保持平行；任何一个二阶曲面变形后仍为二阶曲面，其中变形前的球体于变形后变为椭球体；两个几何相似且位置相似的单元体，于变形后仍保持几何相似。均匀变形

均匀变形34变形条件变形物体的物理性质必须均匀且各向同性；整个物体任何瞬间承受相等的变形量；接触外表没有外摩擦，或没有接触摩擦所引起的阻力；整个变形体处于工具的直接作用下，即处于无外端的情况下。不均匀变形是绝对的挤压或拉伸棒材的后端凹入平砧下镦粗圆柱体时出现的鼓形板材轧制出现舌头和鱼尾等因此必须对不均匀变形规律加以研究，以便采取各种有效措施来防止或减轻其不良后果。均匀变形说明变形体横断面上延伸都是不均匀的。

不均匀变形的应力状态金属塑形变形时物体内变形的不均匀分布物体外形歪扭内部组织不均匀物体内应力分布不均匀根本应力+附加应力由于外力作用所引起的应力物体在塑性变形状态中，完全根据弹性状态所测出的应力由于物体内各处的不均匀变形受到物体整体性的限制，而引起在其间相互平衡的应力产生a:塑形变形的不同时性；b:塑形变形程度的不均匀性含义

工作应力工作应力=根本应力处于应力状态的物体在变形时用各种方法实测出来的应力不均匀变形的应力状态当物体的变形绝对均匀时当变形呈不均匀分布时工作应力=根本应力+附加应力

不均匀变形的应力状态根本应力外力作用下瞬时〔加载/卸载)弹性变形外力弹性变形〔恢复〕根本应力〔消失〕附加应力不均匀变形受物体整体性阻碍物体内自相平衡的内力弹性变形或畸变外力变形终止继续保存在变形体内部在塑性变形完毕后仍保存于物体内的自相平衡的应力称为剩余应力

不均匀变形的应力状态金属整体性的阻碍趋向产生较大变形的金属层附加压应力趋向产生较小变形的金属层附加拉应力附加应力在变形物体的大局部体积之间由不均匀变形所引起的彼此平衡的附加应力在变形物体内两个或几个相邻晶粒之间由不均匀变形所引起的彼此平衡的附加应力在一个晶粒内的滑移面附近或在滑移带中各局部彼此之间平衡起来的晶格畸变所引起的附加应力宏观级原子级显微级

研究变形分布的方法1网格法研究金属塑性加工中变形区内金属流动情况应用最广的方法。该方法是于变形前在试样的外表上或内部的剖面上用某种方法刻上坐标网，变形后测量和分析坐标网的变化，确定变形物体各处的变形大小及分布。其实质是观察变形前后，各网格所限定的区域金属几何形状的变化。目前网格法可作定量分析。研究变形分布的方法网的单元立体坐标网平面坐标网连续地分开的圆形正方形变形区单元圆形椭圆形椭圆轴尺寸、方向尺寸、方向主变形正方形内接圆椭圆轴尺寸、方向尺寸、方向主变形

研究变形分布的方法2硬度法在冷变形情况下，变形金属的硬度随变形程度的增加而提高研究变形分布的方法3比较晶粒法根据再结晶退火后的晶粒大小，与退火前的变形程度的关系，来判断各部位变形的大小。变形越大，再结晶后晶粒越小。利用再结晶图，近似地得出变形体内各处的变形程度。此法也只能定性地显示变形分布情况。对于热变形，因该过程中发生了再结晶现象，就很难判断变形的分布。从图示可见，中心局部的硬度最高，接触表层的硬度那么较小，越靠近外表的中心越小。在中心局部的同一层上，靠试样中部硬度比最外部〔边部〕大。这正好说明镦粗时三个区的存在。

汇报内容：变形不均匀的根本概念变形不均匀的产生原因不均匀性引起的不良后果

变形不均匀的原因金属塑形变形不均匀的原因接触面上的外摩擦变形区的几何因素工具与工件的轮廓形状变形体内部温度分布不均变形体的外端金属性质不均的影响

接触面上的外摩擦在工具和变形金属之间的接触面上必然存在摩擦。由于摩擦力的作用，在一定程度上改变了金属的流动特性并使应力分布受到影响。Ⅰ区由外摩擦影响而产生的难变形区Ⅱ区与作用力成45°角的最有利方位的易变形区Ⅲ区变形程度居于中间的自由变形区镦粗外摩擦变形不均匀应力不均匀〔接触面上〕沿试样边缘的应力=屈服极限边缘中心应力逐渐升高接触面变形体中部应力逐渐减小接触面接触外表附近金属流动困难圆柱形坯料转变成鼓形

接触面上的外摩擦圆柱体垂直剖面上坐标网格在镦粗过程中的变化侧外表的金属局部地转移到接触外表上来侧外表端面aa和bb局部压下率的增加侧外表面积的减小量＞接触面面积的增加量侧外表面积的减小量＜接触面面积的增加量新的接触面的形成将不再吸收侧面的多余面积侧面翻平现象

接触面上的外摩擦物体压缩时接触面积增加=接触面金属质点滑