金属塑性加工
第三篇金属塑性加工
1、金属塑性加工包括：锻
造、冲压、挤压、轧制、
拉拔。
2、塑性变形：当外力增大
到使金属的内应力超过
该金属的屈服点后，而
产生一部分永久变形，
称为塑性变形。
3、金属塑性变形的实质是
滑移
4、金属在常温下经过塑性
变形，内部组织发生变
化：（1）晶粒沿最大变
形的方向伸长2）晶格
与晶粒均发生扭曲，产
生内应力3)晶粒间产生
碎晶
5、金属本质受1）化学成
分影响2）金属组织影
响
6、压应力的数目越多，则
金属的塑性越好，拉应
力数目越多，则金属的
塑性越差。
7、自由锻工序分为基本工
序、辅助工序和精整工
序三大类
8、基本工序包括：镦粗、
拔长、冲孔、扭转、错
移、切割
9、锻件图是根据零件图绘
制的，还考虑途块加工
余量和锻造公差，分模
面、模段斜率，横锻圆
角半径，连皮厚度。10、冲压产生的基本
工序有分离工序和变形
工序两大类
11、冲横的工作中心
必然有磨损，落料尺寸
回随凹模刃口的磨损而
增大。而冲孔件尺寸则
随凹模刃口的磨损而增大，而冲孔件尺寸则随凸模的磨损而减小。为了保证冲裁件的尺寸要求，并提高模具的使用寿命，落料时，凹模刃口尺寸应靠近落料公差范围内的最小尺寸，冲孔时选取凸模刃口的尺寸靠近孔德公差范围内的最大尺寸。
金属塑性加工
单日志页面显示设置网易首页 网易博客 金属塑性加工 默认分类 2008-07-07 18:27 阅读620 评论0 字号：大中小 绪论 一、金属塑性加工及其分类 金属塑性加工是使金属在外力（通常是压力）作用下，产生塑性变形，获得所需形状、尺寸和组织、性能的制品的一种基本的金属加 工技术，以往常称压力加工。 金属塑性加工的种类很多，根据加工时工件的受力和变形方式，基本的塑性加工方法有锻造、轧制、挤压、拉拔、拉深、弯曲、剪切等几类（见表0-1）。其中锻造、轧制和挤压是依靠压力作用使金属发生塑性变形；拉拔和拉深是依靠拉力作用发生塑性变形；弯曲是依靠弯矩作用使金属发生弯曲变形；剪切是依靠剪切力作用产生剪切变
形或剪断。锻造、挤压和一部分轧制多半在热态下进行加工；拉拔、拉深和一部分轧制，以及弯曲和剪切是在室温下进行的。 1．锻造靠锻压机的锻锤锤击工件产生压缩变形的一种加工方法，有自由锻和模锻两种方式。自由锻不需专用模具，靠平锤和平砧间工件的压缩变形，使工件镦粗或拔长，其加工精度低，生产率也不高，主要用于轴类、曲柄和连杆等单件的小批生产。模锻通过上、下锻模模腔拉制工作的变形，可加工形状复杂和尺寸精度较高的零件，适于大批量的生产，生产率也较高，是机械零件制造上实现少切削或 无切削加工的重要途径。 2．轧制使通过两个或两个以上旋转轧辊间的轧件产生压缩变形，使其横断面面积减小与形状改变，而纵向长度增加的一种加工方法。根据轧辊与轧件的运动关系，轧制有纵轧、横轧和斜轧三种方式。 （1）纵孔两轧辊旋转方向相反，轧件的纵轴线与轧辊轴线垂直，金属不论在热态或冷态都可以进行纵轧，是生产矩形断面的板、带、箔材，以及断面复杂的型材常用的金属材料加工方法，具有很高的生产率，能加工长度很大和质量较高的产品，是钢铁和有色金属板、带、箔材以及型钢的主要加工方法。 （2）横轧两轧辊旋转方向相同，轧件的纵轴线与轧辊轴线平衡，轧件获得绕纵轴的旋转运动。可加工加转体工件，如变断面轴、丝杆、周期断面型材以及钢球等。
金属塑性成型原理-知识点
名词解释 塑性成型：金属材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使其成形并获得一定力学性能的加工方法 加工硬化：略 动态回复：在热塑性变形过程中发生的回复 动态再结晶：在热塑性变形过程中发生的结晶 超塑性变形：一定的化学成分、特定的显微组织及转变能力、特定的变形温度和变形速率等，则金属会表现出异乎寻常的高塑性状态 塑性：金属在外力作用下，能稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力。 屈服准则（塑性条件）：在一定的变形条件下，只有当各应力分量之间符合一定关系时，指点才开始进入塑性状态，这种关系成为屈服准则。 塑性指标：为衡量金属材料塑性的好坏，需要有一种数量上的指标。 晶粒度：表示金属材料晶粒大小的程度，由单位面积所包含晶粒个数来衡量，或晶粒平均直径大小。填空 1、塑性成形的特点（或大题？） 1组织性能好（成形过程中，内部组织发生显著变化）2材料利用率高（金属成形是靠金属在塑性状态下的体积转移来实现的，不切削，废料少，流线合理）3尺寸精度高（可达到无切削或少切屑的要求）4生产效率高适于大批量生产 失稳——压缩失稳和拉伸失稳 按照成形特点分为1块料成形（一次加工、轧制、挤压、拉拔、二次加工、自由锻、模锻2板料成形多晶体塑性变形——晶内变形（滑移，孪生）和晶界变形 超塑性的种类——细晶超塑性、相变超塑性 冷塑性变形组织变化——1晶粒形状的变化2晶粒内产生亚结构3晶粒位向改变 固溶强化、柯氏气团、吕德斯带（当金属变形量恰好处在屈服延伸范围时，金属表面会出现粗超不平、变形不均匀的痕迹，称为吕德斯带） 金属的化学成分对钢的影响（C略、P冷脆、S热脆、N兰脆、H白点氢脆、O塑性下降热脆）；组织的影响——单相比多相塑性好、细晶比粗晶好、铸造组织由于有粗大的柱状晶粒和偏析、夹杂、气泡、疏松等缺陷、塑性降低。 摩擦分类——干摩擦、边界摩擦、流体摩擦 摩擦机理——表面凹凸学说、分子吸附学说、粘着理论 库伦摩擦条件T=up 常摩擦力条件 t=mK 塑性成形润滑——1、特种流体润滑法2、表面磷化-皂化处理3、表面镀软金属 常见缺陷——毛细裂纹、结疤、折叠、非金属夹杂、碳化物偏析、异金属杂物、白点、缩口残余 影响晶粒大小的主要因素——加热温度、变形程度、机械阻碍物 常用润滑剂——液体润滑剂、固体润滑剂（干性固体润滑剂、软化型固体润滑剂） 问答题 1、提高金属塑性的基本途径 1、提高材料成分和组织的均匀性 2、合理选择变形温度和应变速率 3、选择三向压缩性较强的变形方式 4、减小变形的不均匀性 2、塑性成形中的摩擦特点 1、伴随有变形金属的塑性流动 2、接触面上压强高 3、实际接触面积大 4、不断有新的摩擦面产生 5、常在高温下产生摩擦 3、塑性成形中对润滑剂的要求 1、应有良好的耐压性能 2、应有良好的耐热性能 3、应有冷却模具的作用 4、应无腐蚀作用 5、应无毒 6、应使用方便、清理方便 4、防止产生裂纹的原则措施 1、增加静水压力 2、选择和控制适合的变形温度和变形速度 3、采用中间退火，以便消除变形过程中产生的硬化、变形不均匀、残余应力等。 4、提高原材料的质量 5、细化晶粒的主要途径 1、在原材料冶炼时加入一些合金元素及最终采用铝、钛等作为脱氧剂 2、采用适当的变形程度和变形温度 3、采用锻后正火或退火等相变重结晶的方法 6、真实应力-应变的简化形式及其近似数学表达式1、幂指数硬化曲线Y=B?n 2、有初始屈服应力的刚塑性硬化曲线Y=σs+B1?m 3、有初始屈服应力的刚塑性硬化直线Y=σs+B2?4、无加工硬化的水平直线Y=σs 7、为什么晶粒越细小，强度和塑性韧性都增加？晶粒细化时，晶内空位数目与位错数目都减少，位错与空位、位错间的交互作用几率减小，位错易于运动，即塑性好。位错数目少，塞积位错数目少，使应力集中降低。晶粒细化使晶界总面积增加，致使裂纹扩展的阻力增加，推迟了裂纹的萌生，增加了断裂应变。晶粒细小，裂纹穿过晶界进入相邻晶粒并改变方向的频率增加，消耗的能量增加，韧性增加。另外晶界总面积增加可以降低晶界上的杂质浓度，减轻沿晶脆性断裂倾向。 8、变形温度对金属塑性的影响 总趋势：随着温度的升高，塑性增加，但是这种增加并非简单的线性上升；在加热过程的某些温度区间，往往由于相态或晶粒边界状态的变化而出现脆性区，使金属的塑性降低。在一般情况下，温度由绝对零度上升到熔点时，可能出现几个脆性区，包括低温的、中温的、和高温的脆性区。 9、动态回复、为什么说是热塑性变形的主要软化机制？ 动态回复是指在热塑性变形过程中发生的回复，2，动态回复，主要是通过位错的攀移，交滑移等，来实现的，对于铝镁合金、铁素体钢等，由于它们层错能高，变形时扩展位错宽度窄，集束容易，位错的攀移和交滑移容易进行，位错容易在滑移面间转动，而使异号位错相互抵消，结果使位错密度下降，畸变能降低，不足以达到动态再结晶所需的能量水平。因此这类金属在热塑性变形过程中，即使变形程度很大，变形温度远高于再结晶温度，也只会发生动态回复，而不发生动态再结晶。 10、什么是动态再结晶，其主要影响因素？（自己总结吧，课本太乱） 动态再结晶：在热塑性变形过程中发生的结晶。与金属的位错能高地有关，与晶界迁移的难易有关 ，金属越纯，发生动态再结晶的能力越强。
金属塑型加工名词解释
名词解释 1.金属塑性加工：金属在外力的作用下，产生塑性变形而获得所需形状，尺寸，组织和性能的制品的一种基本金属加工技术 2.点的应力状态：指通过变形体内某点的所有截面上应力的有无，大小及方向等情况 3.点的应变状态：过某一点任意方向上的正应变和切应变有无的情况 4.全量应变：单元体在某一变形过程终了时的变形大小，其度量基准是变形前的原始尺寸 5.增量应变：指变形过程中某一极短阶段的无限小应变，其度量基准是变形过程中某一瞬间的尺寸 6.屈服准则：又称塑性条件或屈服条件，它是描述不同应力状态下变形体某点进入塑性状态并使塑性变形继续进行所必须满足的力学条件 7.π平面：与主应力轴成等倾角且平均应力为零的平面，平均应力为零 8.变形力学图：一点的主应力与主应变图结合，反应该点主应力，主应变有无，及方向 9.简单加载：只有加载而无卸载，应力与应变主轴重合，应力分量间按一定比例加载 10.增量理论：对于一般复杂加载，不能离开加载路径建立应力与全量塑性应变之间的关系，而只能根据具体加载路径，建立加载过程的应力与塑性应变增量之间的关系，也称流动理论。 11.最小阻力定律：在变形过程中，物体各质点将向着阻力最小的方向移动，即做最少的功，走最短的路 12.外端：临界变形区而未变形的金属，能阻碍变形区金属流动，进而产生或加剧附加应力和应变。即轧制过程中某一时可不直接承受轧辊作用而处于塑性变形区以外的部分 13.塑性（状态）图：表示金属塑性指标与变形温度及加载方式的关系曲线图形 14.本构关系方程（应力-应变关系方程）：答案1：塑性变形时，应力与应变之间的关系 答案2：本构方程，反映物质宏观性质的数学模型，共9个方程，需确定的未知数共15个：u i，σij=σji，εij=εji；还需要根据材料的物理性质来建立应力与应
金属塑性成型原理
第一章 1.什么是金属的塑性什么是塑性成形塑性成形有何特点 塑性----在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力； 塑性变形----当作用在物体上的外力取消后，物体的变形不能完全恢复而产生的残余变形；塑性成形----金属材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使其成型并获得一定力学性能 的加工方法，也称塑性加工或压力加工； 塑性成形的特点：①组织、性能好②材料利用率高③尺寸精度高④生产效率高 2.试述塑性成形的一般分类。 Ⅰ.按成型特点可分为块料成形(也称体积成形)和板料成型两大类 1）块料成型是在塑性成形过程中靠体积转移和分配来实现的。可分为一次成型和二次加工。一次加工： ①轧制----是将金属坯料通过两个旋转轧辊间的特定空间使其产生塑性变形，以获得一定截面形状材料的塑性成形方法。分纵轧、横轧、斜轧；用于生产型材、板材和管材。 ②挤压----是在大截面坯料的后端施加一定的压力，将金属坯料通过一定形状和尺寸的模孔使其产生塑性变形，以获得符合模孔截面形状的小截面坯料或零件的塑性成形方法。分正挤压、反挤压和复合挤压；适于(低塑性的)型材、管材和零件。 ③拉拔----是在金属坯料的前端施加一定的拉力，将金属坯料通过一定形状、尺寸的模孔使其产生塑性变形，以获得与模孔形状、尺寸相同的小截面坯料的塑性成形方法。生产棒材、管材和线材。 二次加工： ①自由锻----是在锻锤或水压机上，利用简单的工具将金属锭料或坯料锻成所需的形 状和尺寸的加工方法。精度低，生产率不高，用于单件小批量或大锻件。 ②模锻----是将金属坯料放在与成平形状、尺寸相同的模腔中使其产生塑性变形，从 而获得与模腔形状、尺寸相同的坯料或零件的加工方法。分开式模锻和闭式模锻。 2）板料成型一般称为冲压。分为分离工序和成形工序。 分离工序：用于使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离，如冲裁、剪切等工序；
金属的塑性加工
金属的塑性加工 2.1塑性变形和回复、再结晶对金属材料组织和性能的影响 一、金属材料的塑性变形 1、单晶体的塑性变形——滑移和孪生 （1）滑移： 在外加切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿一定晶面（滑移面）的一定方向（滑移方向）发生相对的滑动 如拉伸时，滑移面上的外力P分解为正应力σ和切应力τ。 正应力作用使晶格发生弹性伸长；σ↓伸长量↓，σ→O，变形恢复；σ↑伸长量↑，σ＞原子间结合力时，拉断。正应力σ只能使晶体产生弹性变形和断裂，不能使晶体产生塑性变形。 切应力作用使晶格发生弹性歪扭；τ＜τc（临界切应力），τ↓变形量↓，τ→O，变形恢复；τ＞τc，发生滑移，产生永久塑性变形。 a.滑移与位错 ·滑移的实现→借助于位错运动。（刚性滑移模型计算出的临界切应力值＞＞实测值） 位错密度→滑移→塑性变形 ·位错在外加切应力的作用下移动至晶体表面→一个原子间距的滑移台阶→塑性变形 ·滑移线（晶体表面的滑移台阶）→滑移带（大量滑移线） ·滑移系（滑移面和该面上的一个滑移方向），滑移系数目↑，材料塑性↑；滑移方向↑，材料塑性↑。如FCC和BCC的滑移系为12个，HCP为3个，FCC的滑移方向多于BCC，金属塑性如Cu（FCC）＞Fe（BCC）＞Zn（HCP）。 b.滑移时晶体的转动 ①外力错动→力偶使滑移面转动→滑移面∥拉伸轴。 ②以滑移面的法线为转轴的转动→滑移方向∥最大切应力方向。 ⑵孪生 晶体的一切分相对于另一部分沿一定晶面（孪生面）和晶向（孪生方向）发生切变。→金属晶体中变形部分与未变形部分在孪生面两侧形成镜面对称关系。→发生孪生的部分（切变部分）称为孪生带或孪晶。
塑性加工金属学复习题
注：第3、11、12、14、18、26、32、40题为课堂作业题型 1.应力图示有几种？变形图示有几种？什么叫变形力学图示？它有什么作用？ 应力图示共有九种，变形图示只有三种。 变形力学图示：包括应力图示和变形图示，通过应力图示可以定性判断材料在变形过程中塑性高低以及变形过程中单位变形力的大小。通过应变图示可以判断材料在变形过程中金属的流向。 3.绝对值相等的两向异号应力状态，试分析其应变状态。 解：由于σ1>σ2＞σ3 故取｜σ1｜=｜σ3｜σ2＝0 而σm＝1/3（σ1＋σ2＋σ3）=0 ∴σ1’＝σ1－σm＞0 σ2’＝0σ3’＝σ3－σm＜0 所以其应变状态为一向伸长，一向缩短。 4．体心立方晶体和面心立方晶体，哪个塑性更好？为什么？ 面心更好。因为面心立方的滑移系虽然与体心立方一样多，但其滑移方向更多，滑移方向对滑移的贡献比滑移面大，所以滑移方向越多，塑性越好。故面心立方塑性更好。 5.滑移有哪些特点？ ①滑移是位错逐步移动的过程，并不是刚性的整体移动。 ②滑移是沿滑移面和滑移方向进行的。 ③滑移距离是原子间距的整数倍。 ④滑移过程是位错不断增殖的过程。 ⑤滑移是不均匀的，有先后的。 6．什么叫几何硬化？几何软化？ 几何硬化：由于晶体发生转动，使滑移系由有利方位转到无利方位的过程几何软化：由于晶体发生转动，使滑移系由无利方位转到有利方位的过程 7．什么叫双滑移？交滑移？各有哪些特点？ 双滑移：滑移在二个不同的滑移面和二个不同的滑移方向上进行。 特点：(a)二个滑移系交替进行滑移。滑移→晶体转动→不利方位→几何硬化 (b)滑移阻力大，新旧滑移面互相切割，使变形阻力↑。 交滑移：滑移在二个不同的滑移面和一个相同的滑移方向上进行。 特点：(a)只有螺位错才能产生交滑移。 (b)交滑移能使受阻的位错重新开动，变形继续进行。（注：体心立方晶体最易发生交滑移）。 8．什么叫孪生？孪生有哪些特点？ 孪生：在切应力作用下，晶体的一部分沿一定的晶面和晶向与另一部分发生镜面对称的形态。 特点：①孪生沿孪生面、孪生方向进行，统称孪生系②孪生滑移量不是原子间距的整数倍。 ③孪生变形量很小。孪生为辅助变形机构。④孪生变形所需力很大。τ孪＞＞τ滑⑤孪生变形的应力－应变曲线有明显的锯齿形。一般低温、高速有利于孪生的产生。 9．多晶体变形有哪些特点？ 多晶体变形的特点：①变形不均匀②变形有先后③变形协调性④变形抗力增加10．为什么晶粒细化可获得强度和塑性都较高的材料？ 晶粒细，晶界占的比重大，阻碍变形的能力↑变形抗力↑强度越高，而同时，晶粒细，均匀变形好，塑性好。
金属塑性成形原理
金属塑性成形原理 一绪论 1 塑性：在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力 2 塑性成形：金属材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使其成形并获得一定力学性能的加工方法称为塑性变形。也称塑性加工或压力加工 3 金属塑性成形的特点：1、组织性能好2、材料利用率高3、尺寸精度高4、生产效率高，适用于大批量生产。 4 金属塑性成形的分类分为块料成形和板料成形（冲压） 块料成形分为（1）一次加工（轧制、挤压、拉拔）（2）二次成形（自由锻、模锻） 板料成形分为（1）分离工序（2）成形工序 5 塑性加工按成形时工件的温度可分为1、热成形（在充分进行再结晶温度以上所完成的加工如热轧、热锻、热挤压）2、冷成形（在不产生回复和再结晶温度以下进行的加工如冷轧、冷冲压、冷锻、冷挤压）3、温成形（是在介于冷热成形之间的温度下进行的加工如温锻、温挤压） 6 对金属塑性成形工艺应提出如下要求： （1）使金属具有良好的塑性 （2）使变形抗力小 （3）保证塑性成形件质量，即使成形件组织均匀，颗粒细小，强度高，残余应力小等： （4）能了解变形力，以便为选择成形设备，设计模具提供理论依据 7 主应力法也叫切块法 8 塑性成形原理的另一个重要内容是塑性成性力学 9人们对塑性成型过程的应力应变和变形力的求解逐步建立了很多理论和求解的方法，如滑移线法，逐次单元分析法，工程计算法。变形功法，上限法，上限元法，有限元法9 9 美国的汤姆逊视塑性法可以根据实验确定的速度场求解变形体内的应力场和应变场 10塑性成形问题的力学分析方法（滑移线法、上限法、有限元法）
第二章金属塑性变形的物理基础 1 多晶体的塑性变形包括（晶粒内部变形和晶界变形） 2晶内变形的主要方式和单晶体一样为滑移和孪生其中滑移变形是很主要的，而孪生变形时次要的，一般反起调节作用但在体心立方金属、特别是密排六方金属中，孪生变形也起着重要作用 3 滑移：所谓滑移是指晶体（此处可理解为单晶体或者构成多晶体中的一个晶粒）在力的作用下，晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于晶体的另一部分发生相对移动或切变。这些晶面和晶向分别称为滑移面和滑移方向，滑移的结果使大量原子逐步地从一个稳定位置移到另一个稳定位置，产生宏观的塑性变形 4 就金属的塑性变形能力来说，滑移方向的作用大于滑移面得作用 5 体心立方晶格（6*2=12）和面心立方晶格（4*3=12）有12个滑移系，而密排六方晶格只有三个滑移系滑移系多的金属要比滑移系少的金属变形协调性好，塑性高 6 滑移系的存在只说明金属晶体产生滑移的可能性要使滑移能够发生，需要沿滑移面得滑移方向上作用有一定大小的切应力，此处称为临界切应力，零界切应力的大小取决于金属的类型纯度晶体结构的完整性变形温度应变速率和预先变形程度等因素 7 由于滑移是位错运动引起的，因此根据位错运动方式的不同，会出现不同类型的滑移主要有单滑移多滑移交滑移 8 孪生孪生是晶体在切应力作用下，晶体的一部分沿着一定的晶面（称为孪生面）和一定的晶向（称为孪生方向）发生的均匀切边 9 塑性变形的特点：（1）各晶粒变形的不同特性（2）各晶粒变形的相互协调性（3）晶粒与晶粒之间和晶粒内部与晶界附近区域之间变形的不均匀性 10“桔皮”现象：粗晶粒金属板材冲压成型时冲压件表面会呈现凹凸不平，即所谓“桔皮”现象 11加工硬化：随着变形程度的增加，金属的强度，硬度增加，而塑性韧性降低，这种现象称为加工硬化(金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高而塑性和韧性降低的现象，又称冷作硬化) 12加工硬化的原因：普遍认为是与位错的交互作用相关 13加工硬化对塑性加工生产有何利弊： 利：对于改善板料成形性能亦有积极的意义
塑性加工名词解释
【名词解释】 1、材料加工：通过一定的工艺手段使新材料在物理上处于和原材料不同的状态（化学上完全相同）。 2、【金属塑性加工技术：金属在外力作用下，产生塑性变形而获得所需形状、尺寸、组织和性能的制品的一种基本金属加工技术。 3、【塑性：金属在外力作用下产生永久变形而不破坏其完整性的能力。 4、一点的应力状态：指通过变形体内某单元体所有截面上的应力的有无、大小、方向等情况。 5、变形力学图：一点的主应力图与主应变图结合，反映该点主应力、主应变的有无、方向。 6、主平面：切应力为零的微分面称为主微分平面，简称为主平面。 主应力：作用面上无切应力是所对应的正应力。 主应力空间：以σ1、σ2、σ3为轴，组成的应力空间。 7、等效应力：为了使不同应力状态具有可比性，在应变能相同的条件下，定义了等效应力。 8、偏应力张量与球张量（静水压力）：σij′为引起形状改变的偏应力张量，σm为引起体积改变的球张量（静水压力） 塑性变形时体积变化为0，只有形状变化。因此，可以把σij分解成与体积变化有关的量和与形状变化有关的量。前者称为应力球张量，后者称为应力偏张量。 9、Π平面：在主应力坐标系中，过原点并垂直于等倾线的平面，即σ1+σ2+σ3=0的平均应力为0的平面，称为应力π平面 10、全量应变：反映单元体在某一变形过程终了时的变形大小，称作全量应变； 【应变增量：以物体在变形过程中某瞬时的形状尺寸为原始状态，在此基础上发生的无限小应变就是应变增量 全量理论：在简单加载条件下，应力与应变主轴重合，而应力-应变之间有一一对应关系，因而可以建立应力-全量应变之间的关系。 【增量理论：对于一般复杂加载，不能离开加载路径建立应力与全量塑性应变之间的关系，只能根据具体加载路径，建立加载过程的应力与塑性应变增量之间的关系。也称流动理论。 10、屈服准则: 又称塑性条件或屈服条件，它是描述不同应力状态下变形体某点进入塑性状态并使塑性变形继续进行所必须满足的力学条件。 11、【最小阻力定律：变形过程中，物体各质点将向着阻力最小的方向移动，即做最少的功，走最短的路。 12、最小周边法则：存在接触面摩擦时，物体各质点向周边流动的阻力与质点离周边的距离成正比，因而必然向周边最短法线流动，周边性状表现为最小的圆形。 13、【外端：指临接变形区，而未变形的金属，因为金属塑性变形要保持整体性和连续性，因此外端会影响到变形区内金属的流动。 【轧制变形过程的外端：压制过程中某一瞬时可不直接承受轧锟作用而处于塑性变形区以外的部分。 14、基本应力：有外力作用所引起的应力。 附加应力：物体不均匀变形受到整体性的限制，而引起的物体内相互平衡的应力 工作应力：不均匀变形时，工作应力等于基本应力与附加应力的代数和。 残余应力：塑性变形完毕后保留在变形体内的附加应力称为残余应力。 15、附加应力定律：由于物体塑性变形总是不均匀的，因此在变形过程中总有相互平衡的附加应力。 16、【库仑摩擦定律：其内容如下： （1）摩擦力与作用于摩擦表面的垂直压力成正比例，与摩擦表面的大小无关； （2）摩擦力与滑动速度的大小无关； （3）静摩擦系数大于动摩擦系数。 其数学表达式为：F=μN 或τ=μσN 由于摩擦系数为常数（由实验确定），故又称常摩擦系数定律。
金属塑性成形原理
金属塑性成形原理 金属塑性成形是指金属在一定条件下经过外力作用，形状和尺寸发生改变而不 破坏其连续性的加工方法。金属塑性成形工艺在工业生产中具有非常重要的地位，广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。金属塑性成形原理是金属塑性加工的基础，了解金属塑性成形原理对于提高金属加工质量和效率具有重要意义。 首先，金属塑性成形原理涉及到金属的塑性变形特性。金属具有塑性变形的特点，即在一定条件下可以通过外力作用而改变形状和尺寸，而不会破坏其内部结构。这是由于金属的晶体结构和金属原子之间的结合方式所决定的。金属的晶体结构具有规则的排列方式，因此在外力作用下，金属原子可以相对容易地发生滑移和再结晶现象，从而实现塑性变形。 其次，金属塑性成形原理还涉及到金属的应力应变关系。金属在受到外力作用 时会产生应力，并且产生相应的变形。金属的应力应变关系是描述金属在受力情况下的变形规律的重要理论基础。根据金属的应力应变关系，可以确定金属在受力情况下的变形程度和变形方式，从而为金属塑性成形工艺的设计和优化提供理论依据。 此外，金属塑性成形原理还包括金属的加工硬化特性。金属在经过塑性变形后 会产生加工硬化现象，即金属的抗拉强度和硬度会随着变形程度的增加而增加。了解金属的加工硬化特性对于选择合适的加工工艺和工艺参数具有重要意义。通过合理控制加工硬化特性，可以有效地提高金属的塑性变形能力，降低加工难度，提高加工效率。 最后，金属塑性成形原理还涉及到金属的成形工艺。金属的成形工艺包括压力 成形、拉伸成形、挤压成形、冷锻成形等多种方法。不同的成形工艺适用于不同的金属材料和形状要求。了解金属的成形工艺对于选择合适的加工方法和工艺流程具有重要意义。通过合理选择成形工艺，可以实现金属加工的高效、高质量和低成本。
铝合金塑性加工基础知识
铝合金塑性加工基础知识 一．挤压的基本方法 1.挤压，就是对放在容器（挤压筒）中的锭坯一端施加以压力，使之通过模孔成型的一种压力加工方法。 挤压最基本的方法是正挤压和反挤压。 正挤压是金属的流动方向和挤压杆的运动方向相同。 反挤压是金属的流动方向和挤压杆的运动方向相反。 2.挤压法的优缺点 （1）挤压法的优点： A．有强烈的三向压应力状态图，金属可以发挥其最大的塑性。 B.可以生产断面极其复杂以及变断面的型材。 C.具有极大的生产灵活性，在一台设备上能够生产很多的产品品种和规格。 D.产品尺寸精确，表面质量高。 E.实现生产过程自动化和封闭化比较容易。 （2）挤压法的缺点： A.金属的固定废料损失较大；要填塞模孔和留压余及切头切尾。 B.加工速度低。挤压时的摩擦热和变形热高，制约了挤压速度，另外加工辅助过程较多，制约了生产效率。 C.沿长度和断面上制品的组织和性能不够均一。 D.在高温、高压和反复冲击载荷的作用下，工模具消耗大。 二．金属流动
（一）挤压时金属流动的三个阶段： 1.填充挤压阶段 2．平流挤压阶段 3.紊流挤压阶段 （二）影响金属流动的因素: 1.接触摩擦与润滑 2.工模具与锭坯温度的影响 A.锭坯横断面上温度分布不均的影响 a．工具的冷却作用 b．金属导热性的影响 B.在相变温度下挤压，相变会对金属流动产生影响。 C．摩擦条件的影响，温度变化，合金的摩擦系数会产生变化。 3.合金强度特性的影响 强度高的金属比强度低的金属流动均匀。 4.工模具结构与形状的影响 A．挤压模 B．挤压筒 C．挤压垫 5.变形程度的影响 通过上述对金属流动影响因素的分析，可以把它们归纳如下：属于外部因素的有：外摩擦、温度、工具形状以及变形程度等。属于内部因素的有：合金成分、金属强度、导热性和相变等。
金属塑性成形的概念
金属塑性成形的概念 金属塑性成形是指通过在金属材料中施加外力、应用热力或化学反应等手段，使金属材料发生塑性变形的一种金属加工工艺。与传统的金属加工方式相比，金属塑性成形具有高效性、精确性和经济性的特点。它广泛应用于汽车、航空航天、冶金等行业。 金属塑性成形的基本原理是利用金属材料的塑性变形特性，通过施加外力使金属材料由原有的形态发生塑性变形，从而得到所需的形状和尺寸。金属塑性成形可以分为几种不同的形式，主要包括锤击成形、挤压成形、拉伸成形、压力成形和转轧成形等。 锤击成形是一种传统的金属塑性成形方法，它通常通过将金属材料置于锻造设备中，然后利用锤击力量使金属材料发生塑性变形。锤击成形具有成本低、生产周期短的优点，但是需要大量的人力和物力投入。 挤压成形是指将金属材料置于挤压机中，通过挤压头施加压力使金属材料发生塑性变形。挤压成形可以分为直接挤压和间接挤压两种形式。直接挤压是指将金属材料直接放入挤压腔内，然后施加压力使金属材料发生压缩变形。间接挤压是指将金属材料包裹在特殊形状的模具中，然后施加压力使金属材料逐渐挤出模具，从而达到所需的形状和尺寸。 拉伸成形是通过在金属材料表面施加拉力，使其发生塑性变形。拉伸成形通常用
于制备薄壁结构，如汽车车身、空调管道等。拉伸成形由于受到法向拉力和剪切力的作用，易造成材料表面的应力集中和变形不均匀，因此在拉伸成形过程中需要注意控制应力分布和变形。 压力成形是一种利用液压或气压对金属材料施加压力的金属塑性成形方法。压力成形通常具有成形精度高、产品质量好的优点，并且可以实现批量生产。压力成形主要包括冲压成形、压铸成形和锻压成形等。 转轧成形是一种将金属材料置于转轧机中进行塑性变形的金属加工方法。转轧成形通常用于制备薄板材料，如钢板、铝板等。转轧成形具有高效、节省原材料和简便的优点，且可以保证成形件的尺寸精度和表面质量。 总之，金属塑性成形是一种广泛应用于金属加工领域的重要技术，通过施加力量和热力等手段，对金属材料进行塑性变形，从而得到所需的形状和尺寸。不同的成形方法具有各自的特点和适用范围，可以根据具体需求选择合适的成形方法。金属塑性成形在现代工业生产中发挥着不可替代的作用，不仅提高了生产效率和产品质量，还促进了工业的可持续发展。
金属材料加工
金属材料加工 金属材料加工是指对金属材料进行各种形状、尺寸、性能的改变或加工的过程。金属材料加工是工业生产中非常重要的一部分，它广泛应用于机械制造、航空航天、建筑、汽车、电子等领域。 金属材料加工的方法主要包括切削加工、塑性加工、焊接加工和热处理等。其中，切削加工是最常用的一种方法，它通过将金属材料切削削除多余部分，来获得所需的形状和尺寸。常见的切削加工工艺有车削、铣削、钻削、刨削等。 塑性加工是指通过对金属材料施加外力，使其在不破坏其原来结构的情况下发生形状和尺寸的改变。常见的塑性加工工艺有锻造、压力加工、拉伸、挤压等。锻造是将金属材料置于模具中，通过外力使其发生塑性变形，从而获得所需的形状和尺寸。挤压是将金属材料通过压力从模具中挤出，形成所需的形状和尺寸。 焊接加工是将两个或多个金属材料通过高温或高压的方式，使其熔化并形成连接的过程。焊接加工在金属材料加工中广泛应用于零部件的连接和修复。常见的焊接工艺有电弧焊、气保焊、激光焊等。 热处理是指通过对金属材料的加热、保温和冷却等过程，使其结构和性能发生改变的方法。常见的热处理工艺有淬火、回火、退火等。淬火是将金属材料加热到一定温度后迅速冷却，以改善其硬度和强度。回火是将金属材料加热到一定温度后保温一
段时间，然后缓慢冷却，以消除残余应力和提高韧性。 除了上述方法外，还有一些特殊的金属材料加工方法，如电火花加工、激光加工、化学加工等。这些方法可以根据不同的需求和材料特性选择使用。 总之，金属材料加工是对金属材料进行改变和加工的过程，通过切削、塑性、焊接和热处理等工艺，可以获得所需的形状、尺寸和性能。金属材料加工在各个领域都发挥着重要的作用，为不同行业的发展提供了可靠的材料基础。
《金属塑性成形原理》课程教学研究与实践
《金属塑性成形原理》课程教学研究与实践 一、引言 金属材料是工程领域中最常用的材料之一，金属塑性成形是金属加工中的重要工艺之一。在工程中，加工金属件的过程中经常需要对金属材料进行塑性成形，以获得所需的形 状和性能。对金属塑性成形原理的学习和掌握是工程专业学生必不可少的基础知识。 《金属塑性成形原理》课程作为工程专业的一门重要课程，旨在帮助学生了解金属材 料的塑性成形原理和工艺技术，掌握金属材料的加工方法，提高金属加工能力。本文将从 课程教学研究和实践的角度出发，探讨《金属塑性成形原理》课程的教学内容、教学方法 和教学实践，以期为相关教学工作提供一些参考和借鉴。 二、《金属塑性成形原理》课程教学内容 1. 金属塑性成形的基本原理 金属塑性成形是指用力对金属材料进行形状改变的一种加工方法。其基本原理包括金 属材料的塑性变形规律、金属材料的变形机理、金属加工过程的热力学和动力学效应等内容。在教学中，需要对这些基本原理进行深入的讲解和探讨，让学生了解金属塑性成形的 基本规律和原理。 2. 金属塑性成形工艺与技术 金属塑性成形工艺与技术是指金属材料在加工过程中的具体加工方法和技术要点。包 括金属材料的拉伸、挤压、压缩、弯曲等各种加工方法，以及金属成形模具的设计和选择、金属成形加工的工艺参数等内容。在教学中，需要对这些工艺与技术的具体内容进行详细 的介绍和讲解，使学生能够掌握金属塑性成形的具体加工方法和技术要点。 3. 金属塑性成形的应用与发展 金属塑性成形在实际工程中有着广泛的应用，在汽车制造、航空航天、机械制造等领 域都离不开金属塑性成形技术的支持。在教学中需要介绍金属塑性成形的应用领域和发展 趋势，让学生了解金属塑性成形在实际工程中的重要性和前景。 1. 经典案例教学 在《金属塑性成形原理》课程中，可以通过经典案例来引导学生了解金属塑性成形的 基本原理和工艺技术。通过分析和讨论经典案例，可以让学生更直观地理解金属塑性成形 的实际应用和解决问题的方法。 2. 理论与实践结合
金属塑形加工习题答案
金属塑形加工习题答案 金属塑形加工习题答案 在金属加工领域中，金属塑形加工是一种常见的工艺，广泛应用于制造业中。金属塑形加工的目的是通过施加力量和热量来改变金属的形状和尺寸，以满足特定的需求。本文将为您提供一些常见的金属塑形加工习题答案，希望能对您的学习和理解有所帮助。 1. 什么是金属塑性变形？ 金属塑性变形是指在一定条件下，金属材料在外力作用下发生变形而不断改变其原有形状的过程。金属具有良好的塑性，可以通过压力、拉伸、弯曲等方式进行塑性变形。 2. 金属塑性变形的分类有哪些？ 金属塑性变形可分为冷加工和热加工两种方式。冷加工是在室温下进行的金属塑性变形，常见的有冷轧、冷拔、冷冲等。热加工是在高温下进行的金属塑性变形，常见的有热轧、热挤压、热锻等。 3. 金属塑性变形的优点是什么？ 金属塑性变形具有以下优点： - 可以获得复杂的形状和尺寸； - 可以提高金属材料的强度和硬度； - 可以改善金属材料的机械性能； - 可以提高金属材料的表面质量。 4. 金属塑性变形的缺点是什么？ 金属塑性变形也存在一些缺点：
- 可能引起金属材料的变形和损伤； - 可能导致金属材料的晶粒细化和组织变化； - 可能引起金属材料的残余应力和变形失真。 5. 金属塑性变形的影响因素有哪些？ 金属塑性变形的影响因素包括： - 温度：温度的升高可以提高金属的塑性，使其更容易发生塑性变形； - 应变速率：应变速率的增加可以增加金属的应力，促使其发生塑性变形；- 应变量：应变量的增加可以使金属发生更大程度的塑性变形； - 金属材料的性质：不同的金属材料具有不同的塑性，对塑性变形的影响也不同。 6. 金属塑性变形的常见工艺有哪些？ 金属塑性变形的常见工艺包括： - 冷轧：将金属材料经过多次轧制，使其在室温下发生塑性变形，获得所需的形状和尺寸； - 热轧：将金属材料加热至较高温度，然后经过轧制，使其在高温下发生塑性变形； - 冷拔：将金属材料通过模具的拉伸作用，使其在室温下发生塑性变形，获得所需的形状和尺寸； - 热挤压：将金属材料加热至较高温度，然后通过模具的挤压作用，使其在高温下发生塑性变形； - 热锻：将金属材料加热至较高温度，然后通过模具的压制作用，使其在高温下发生塑性变形。
机械设计中的塑性变形与成形加工
机械设计中的塑性变形与成形加工在机械设计中，塑性变形与成形加工是至关重要的工艺。塑性变形 是指将金属材料在应力作用下发生的永久形变，并能够保持新形状的 特性。而成形加工是通过对材料施加一定的力，使其发生塑性变形， 以得到所需形状和尺寸的工艺过程。 一、塑性变形的基础原理 塑性变形是在金属材料受到外界应力作用下发生的。当外力超过金 属材料的弹性极限时，即可引起塑性变形。塑性变形过程中，金属内 部原子发生滑移或扩散，使晶体结构发生改变，从而实现形状的改变。 塑性变形的基础原理包括滑移、扩散和晶界迁移。滑移是指晶体中 的原子或离子在受到应力的作用下，沿晶格面或晶格线方向发生平行 滑动的过程。扩散是指晶体中原子或分子的自由热运动，使其由高浓 度区向低浓度区扩散的过程。晶界迁移是指晶粒与晶粒之间的界面发 生移动，使晶粒尺寸发生变化。 二、常见的塑性变形方式 常见的塑性变形方式包括冷加工、热加工和复合加工。冷加工是在 室温下进行的塑性变形，如拉伸、压缩、弯曲等。热加工是在高温下 进行的塑性变形，如锻造、轧制、挤压等。复合加工是将冷加工和热 加工结合起来进行的塑性变形，以充分利用两者的优点。 根据塑性变形方式的不同，机械设计中的塑性变形工艺也各异。对 于大批量生产的零件，常采用冷加工工艺，以提高生产效率和产品质
量。而对于复杂的形状和高强度要求的零件，则需要采用热加工工艺 进行塑性变形。 三、成形加工的工艺流程 成形加工是通过施加一定的力对材料进行塑性变形，以得到所需形 状和尺寸的工艺过程。成形加工的工艺流程包括设计、制造模具、设 定工艺参数、成形加工和后续处理等多个环节。 在成形加工中，模具的设计和制造是非常重要的环节。模具的设计 要根据零件的形状和尺寸来确定，同时要考虑到材料的塑性变形特性 和加工工艺的要求。制造模具要保证其精度和耐磨性，以确保成形加 工的质量和效率。 在成形加工过程中，要根据材料的特性和形状的要求来设定合适的 工艺参数，包括温度、压力、速度等。通过合理的工艺参数设定，可 以控制塑性变形的过程和结果，以保证成形加工的质量。 成形加工完成后，还需要进行后续处理，如退火、表面处理等。后 续处理的目的是改善材料的性能和表面质量，以满足零件的要求和应 用需求。 四、塑性变形与机械设计的关系 塑性变形与机械设计密不可分。在机械设计中，塑性变形是实现零 件形状和尺寸的重要手段。通过合理的塑性变形设计和成形加工工艺，可以实现零件的高精度和高质量。
《金属塑性加工原理》试题及答案
一、简述“经典塑性力学”的主要内容，以及“现代塑性力学”的发展概况（选2～3个发展方向加以简 单介绍）（20 分） 答：“经典塑性力学”的主要内容 经典塑性理论主要基于凸性屈服面、正交法则和塑性势等概念，描述的是一种均匀连续的介质在外力作用下产生不可恢复的位移或滑移现象的唯象平均。 经典塑性理论主要基于以下三个方面：（1）初始屈服准则；（2）强化准则；（3）流动规则。 经典塑性力学的三个假设 (1) 传统塑性势假设。众所周知,传统塑性势是从弹性势借用过来的, 并非由固体力学原理导出。因此这是一条假设。按传统塑性势公式, 即可得出塑性主应变增量存在如下比例关系: (1) 式中Q为塑性势函数。可推证塑性主应变增量与主应力增量有如下关系: (2) 由式(1)知式(2)中矩阵[Ap]中的各行元素必成比例,即有
(3) 且[Ap]的秩为1,它只有一个基向量,表明这种情况存在一个势函数。由式(1)或式(2) 或传统塑性势理论,都可推知塑性应变增量的方向只与应力状态有关,而与应力增量无关,所以它的方向可由应力状态事先确定。 传统塑性势假设数学上表现为[Ap]中各行元素成比例及[Ap]的秩为1,物理上表现为存在一个势函数, 且塑性应变增量方向与应力具有唯一性。 (2)关联流动法则假设,假设屈服面与塑性势面相同。 无论在德鲁克塑性公设提出之后还是之前, 经典塑性力学中都一直引用这条 假设。对于稳定材料在每一应力循环中外载所作的附加应力功为非负,即有 (4) 式(4)本是用来判断材料稳定性的,而并非是普遍的客观规律。然而有人错误 地认为德鲁克公设可依据热力学导出, 即应力循环中弹性功为零, 塑性功必为非负,因而式(4)成立。按功的定义,应力循环中,外载所作的真实功应为 (5) 式(5)表明,应力循环中只存在塑性功, 并按热力学定律必为非负。由式(5)还可看出, 真实功与起点应力 无关。由此也说明附加应力功并非真实功, 它只能理解为应力循环中外载所作的真实功与起点应力 所作的虚功之差(见下图) 。
金属塑性加工原理考试总复习
金属塑性加工原理考试总复习 一、 填空题 1. 韧性金属材料屈服时, 米塞斯 准则较符合实际的; 2. 描述变形大小可用线尺寸的变化与方位上的变化来表示,即线应变正应变和切应变剪应变 3. 弹性变形时应力球张量使物体产生体积变化,泊松比5.0<ν 4. 在塑形变形时,需要考虑塑形变形之前的弹性变形,而不考虑硬化的材料叫做理想刚塑性材料; 5. 塑形成形时的摩擦根据其性质可分为干摩擦,边界摩擦和流体摩擦; 6. 根据条件的不同,任何材料都有可能产生两种不同类型的断裂：脆性断裂和韧性断裂; 7. 硫元素的存在使得碳钢易于产生 热脆 ; 8. 塑性变形时不产生硬化的材料叫做 理想塑性材料 ; 9. 应力状态中的 压 应力,能充分发挥材料的塑性; 10. 平面应变时,其平均正应力ｍ 等于 中间主应力２; 11. 钢材中磷使钢的强度、硬度提高,塑性、韧性 下降 ; 12. 材料在一定的条件下,其拉伸变形的延伸率超过１００％的现象叫 超塑性 ; 13. 材料经过连续两次拉伸变形,第一次的真实应变为１＝０.1,第二次的真实应 变为２＝０.25,则总的真实应变＝ 14. 固体材料在外力作用下发生永久变形而不破坏其完整性的能力叫材料的 塑性 ;
15.塑性成形中的三种摩擦状态分别是：干摩擦、流体摩擦、边界摩擦 16.对数应变的特点是具有真实性、可靠性和可加性; 17.就大多数金属而言,其总的趋势是,随着温度的升高,塑性升高; 18.钢冷挤压前,需要对坯料表面进行磷化、皂化处理; 19.为了提高润滑剂的润滑、耐磨、防腐等性能常在润滑油中加入的少量活性物 质的总称叫添加剂; 20.对数应变的特点是具有真实性、可靠性和可加性; 21.塑性指标的常用测量方法拉伸实验,扭转实验,压缩试验 ; 22.弹性变形机理原子间距的变化；塑性变形机理位错运动为主; 23.物体受外力作用下发生变形,变形分为变形和变化; 24.当物体变形时,向量的长短及方位发生变化,用线应变、切应变 来描述变形大小 25.当物体变形时,向量的长短及方位发生变化,用线应变、切应变来描 述变形大小; 26.在研究塑性变形时,即不考虑弹性变形,又不考虑变形过程中的加工硬化的材 料称为理想刚塑性材料 27.材料的塑性变形是由应力偏张量引起的,且只与应力张量的第二不变量 有关; 28.金属塑性加工时,工具与坯料接触面上的摩擦力采用库伦摩擦条件、最大 摩擦条件、摩擦力不变条件三种假设; 29.轴对称条件下,均匀变形时,径向的正应变等于周向的正应力; 30.在单向拉伸时,常用延伸率、断面收缩率两个塑性指标来衡量塑性变