金属塑性变形与流动问题
金属的塑性变形原理解析
bcc ｛110｝〈111〉
6×2＝12
fcc ｛111｝〈110〉
6×2＝12
金属的塑性变形原理解析
hcp ｛0001｝〈1 1 20〉
1×3＝3
滑移的临界分切应力 晶体的滑移是在切应力的作用下进行的。但晶体受力时并非所有
e 蜷线状的位错 环分成两个部分， 结点之间的曲线段 和四周的位错环。 (e)
d
f
在线张力的作用下， 结点之间的曲线段伸直， 还原为原来的位错线段； 位错环在线张力的作用继 续向外扩展，形成一个圆 形的环。
如此往复进行，可从 这种有固定端点的位错线 段生出大量的位错环。(f)
金属的塑性变形原理解析
位错的交割
的滑移系都同时参与滑移。而是只有当外力在某一滑移系中的分切应力 首先达到一定的临界值时，这一滑移系才开动，晶体开始滑移。
使滑移系开动的最小分切应力称为滑移的临界分切应力，以 k
表示。
计算方法： 设圆柱形金属单晶体试样的横截面
积为A，受到轴向拉力 F 的作用。 F 与滑移方向的夹角为 λ，则 F 在
σ = E ε 或 τ= Gν
式中，σ为正应力，τ为切应力，ε、ν分别为正应变和切应变，比例常数
E 称为正弹性模量或杨氏模量，G为切弹性模量。
上式可改写为：
E =σ/ε 或 G=τ/ν
弹性模量E、G是表征金属材料对弹性变形的抗力。工程上常称为零
件或构件的刚度。在其它条件相同时，金属的弹性模量越高，则制成的
金属 类别
铝 铜 金 银 铅 铁 钨 镁 锌 钛 铍 镍
金属塑性变形与流动问题PPT课件
01
钛合金锻件的应用背景
钛合金具有密度低、比强度高、耐腐蚀等优点，在航空航天领域得到广
泛应用。钛合金锻件是飞机和发动机等关键部件的重要组成部分。
02 03
钛合金的塑性变形特性
钛合金属于难变形材料，其塑性变形行为受到温度、应变速率和合金成 分等多种因素的影响。了解钛合金的塑性变形特性对于制定合理的锻造 工艺至关重要。
05
金属塑性变形与流动问题实验方法
实验设备简介
拉伸试验机
用于对金属试样进行拉伸试验，测量其力学性能 和塑性变形行为。
弯曲试验机
用于对金属试样进行弯曲试验，探究其在弯曲过 程中的塑性变形和流动特性。
压缩试验机
用于对金属试样进行压缩试验，研究其在压缩过 程中的变形和流动行为。
显微镜
用于观察金属试样的微观组织变化，分析塑性变 形对金属组织的影响。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
04
2. 研究金属的流动特性，包括流动应力、应变硬化指数 等。
05
3. 探讨金属塑性变形与流动问题的内在联系和影响因素 。
06
4. 将实验结果与理论预测进行比较，验证相关理论和模 型的正确性。
06
工程应用案例分析
汽车制造中金属板材的冲压成型
冲压成型工艺介绍
冲压是利用模具在冲床上对金属板材施加压力，使其产生 分离或塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的零件的加工 方法。
课程目的：掌握金属塑性变形与流动问题的基本概念 、理论和方法，提高解决金属加工实际问题的能力
金属塑性变形概述
塑性变形的定义和分 类
塑性变形对金属性能 的影响
塑性变形过程中的力 学行为和组织演变
流动问题在金属加工中的重要性
流动问题的定义和分类 流动问题对金属加工质量的影响
14.金属的塑性变形习题
金属的塑性变形习题1.名词解释塑性是指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。
塑性指标为了衡量金属塑性的高低，需要有一种数量上的指标变形速率金属塑性加工时单位时间内工件的平均变形程度变形抗力塑性变形时，变形金属抵抗塑性变形的力超塑性材料在一定内部条件下和外部条件下，呈现出异常低的流变抗力、异常高的流变性能的现象。
交滑移在晶体中，出现两个或多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移孪生变形晶体特定晶面（孪晶面）的原子沿一定方向（孪生方向）协同位移（称为切变）的结果包辛格效应在金属塑性加工过程中正向加载引起的塑性应变强化导致金属材料在随后的反向加载过程中呈现塑性应变软化（屈服极限降低）的现象。
残余应力引起附加应力的外因去处后，在物体内仍残存的应力叫残余应力，残余应力是弹性应力，不超过材料的屈服应力，也是相互平衡成对出现的。
最小阻力定律当物体各质点有在不同方向移动的可能时，变形物体内的每一个质点都将沿其最小阻力方向移动。
2.影响金属塑性的内因和外因有哪些？答案：影响金属塑性高低的主要因素有两方面：内因，金属本身的化学成分、组织结构等；外因，变形温度、变形速度、变形程度、应力状态、变形状态、尺寸以苏、周围介质等。
3.改善金属材料的工艺塑性有哪些途径，怎样才能获得金属材料的超塑性？答案：（1）途径：①控制化学成分、改善组织结构，提高材料的成分和组织的均匀性；②采用合适的变形温度-速度制度；③选用三向压应力较强的变形过程，减小变形的不均匀性，尽量造成均匀的变形状态；④避免加热和加工时周围介质的不良影响。
（2）获得金属材料超塑性的方法：①超细等轴晶粒组织在一定温度区间和一定的变形速度条件可以获得恒温超塑性；②材料具有固态相变的特性，并在外加载荷作用下，在相变温度上下循环加热与冷却，诱发产生发福的组织结构变化时金属原子；发生剧烈运动而呈现出相变超塑性。
③有些材料在消除应力退火过程中，在应力作用下也可以得到超塑性。
轧制原理-第三章变形区金属的流动课件
加强轧制过程的智能化和自动化
研究智能化和自动化技术在轧制过程中的应用， 以提高生产效率和产品质量。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
优化轧制工艺参数的方法
1 2 3
实验优化法
通过实验测试不同的轧制工艺参数组合，找到最 优的参数组合，以达到最佳的金属流动效果和产 品质量。
数值模拟法
利用数值模拟软件对轧制过程进行模拟，预测不 同参数下的金属流动和产品质量，指导实际生产 中的参数优化。
人工智能法
利用人工智能算法对大量历史数据进行分析和学 习，找到最优的工艺参数组合，实现快速优化。
厚向应变
金属在厚度方向上的长度变化。
轧制过程中的应力-应变关系
真实应力-应变曲线
描述了金属在轧制过程中的应力与应变之间的关系，是材料力学 性能的重要指标。
加工硬化
随着应变的增加，金属的屈服强度增加的现象，影响金属的进一步 变形。
流动应力曲线
描述金属在轧制过程中的应力与应变行为，对于确定轧制工艺参数 和优化产品质量具有重要意义。
轧制力对变形区金属流动的影响
力增大，金属流动阻力增大
随着轧制力的增大，变形区内金属所受的应力增加，流动阻力增大，导致金属流动速度减缓。
流动不均匀性改善
轧制力的增大有助于改善变形区内金属流动的不均匀性。这是因为较大的轧制力可以减小因应变速率差异引起的 流动不均匀性问题。
05
实际生产中的变形区金 属流动控制
轧制原理-第三章变形 区金属的流动课件
目 录
• 引言 • 变形区金属流动的规律 • 轧制过程中的应力与应变 • 轧制工艺参数对变形区金属流动的影响 • 实际生产中的变形区金属流动控制 • 结论与展望
6 金属塑性变形与流动问题
附加应力定律：任何塑性变形物体内部，在变形过程中均
有自相平衡的附加应力。
6. 2. 2 变形条件对金属塑性的影响
一、变形温度
碳钢的塑性随温度变化图
就大部分金属来言，其总的趋势是：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。
2．变形速度
塑 性
Ⅰ Ⅱ
变形速度，1/秒 图5-18 变形速度对塑性的影响
3．变形程度
冷变形时，变形程度越大，塑性越低；热变 形时，变形程度越大，塑性越高。
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。
图3-1 开式模锻的金属流动
图3-2 最小周边法则
拔长效率较低，主 要用于修正尺寸
拔长效率较高
6. 2 影响金属塑性、塑性变形和流动的 因素
6. 6. 6. 6. 6. 6. 6. 6. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 1 2 3 4 5 6 7 8 塑性、塑性指标和塑性图 变形条件对金属塑性的影响 其他因素对塑性的影响 提高金属塑性的途径 摩擦对金属塑性变形和流动的影响 工具形状对金属塑性变形和流动的影响 金属各部分之间关系对塑性变形和流动的影响 金属本身性质不均匀对塑性变形和流动的影响
三、残余应力
定义：引起应力的外因去除后在物体内仍残存的应力。 特点：残余应力是弹性应力，它不超过材料的屈服极限。 分类： （１）第一类残余应力：存在于变形体各大区之间； （２）第二类残余应力：存在于各晶粒之间； （３）第三类残余应力：存在于晶粒内部。 残余应力产生的原因： （１）塑性变形不均匀。残余应力的符号与引起该残余应力 的塑性应变符号相反。 （２）温度不均匀（加热／冷却不均匀）引起的热应力。 （３）相变过程引起的组织应力。
塑性成形原理重点问题解答
一、加工硬化加工硬化指经过塑性变形后，金属内部的组织结构和物理力学性能发生改变，其塑性、韧性下降，强度、硬度增加，继续变形的力提高的现象。
微观上，加工硬化与金属内部的位错滑移、位错交割、位错塞积、交滑移以及晶粒的破碎与变化等有关。
加工硬化的后果： 强度提高，增加设备吨位；塑性下降，降低变形程度，增加变形工序和中间退火工序；强化金属材料（不能热处理的），提高金属零件的强度，改善冷塑性加工的工艺性能。
附：金属的结构：单晶体结构（体心立方、面心立方、密排六方） 实际多晶体结构（点缺陷、线缺陷、面缺陷） 单晶体的塑性变形机构：滑移，挛生 位错理论的基本概念：位错、刃型位错、螺型位错、柏氏矢量、位错运动与增值 多晶体冷塑性变形的微观机理：晶界、晶粒位向、晶内变形、晶间变形、变形不均匀性、 变形后组织与性能的改变 有关基本内容参阅金属学及热处理 二、金属的塑性与塑性指标金属的塑性：指固体金属在外力的作用下产生永久变形而不破坏其完整性的能力。
注：塑性是一种状态、而不是一种性质 塑性的影响因素：（各因素具体的影响没详细） 内部因素：晶格类型、化学成分、晶相组织； 外部因素：变形温度、变形速度、受力状态 附：塑性指标三、金属受外力而变形，抵抗变形的力—变形抗力 变形的难易程度 单位流动应力 变形抗力的影响因素： 化学成分、组织结构、变形温度 变形速度、变形程度、应力状态四、金属的超塑性—金属材料在一定的内部条件（金属的组织状态）和外部条件（变形温度、变形速度）下变形体现出的极高的塑性，延伸率达δ＝100％～2000％。
, m ＝0.3~1.0超塑性结构超塑性（微细晶粒超塑性） 动态超塑性（相变超塑性）超塑性的影响因素：组织结构（晶粒度5 ~ 10μm ） 变形温度（0.5 ~ 0.7T m ）、变形速度（10-4 ~ 10-1 min-1） 五、塑性力学的基本假设：1.变形体连续2.变形体均质和各向同性3.变形体静力平衡4.体积力和体积变形不计 六、主应力、应力状态特征方程（在课本上） 1、应力特征方程的解是唯一的；2、对于给定的应力状态，应力不变量也具有唯一性；3、应力第一不变量J1反映变形体体积变形的大小，与塑性变形无关；J3也与塑性变形无关；J2与塑性变00100%h l l l δ-=⨯ 延伸率−00100%hA A A φ-−=⨯断缩面收率 00100%h C H H H ε-−=⨯压缩变形程度()()()()()()()()22222222222212322311616x y y z z x xy yz zx x y y z z x xy yz zx J σσσσσστττσσσσσστττσσσσσσ⎡⎤''''''=-++-++⎣⎦⎡⎤=-+-+-+++⎢⎥⎣⎦⎡⎤=-+-+-⎣'⎦10x y z J σσσ'''+'=+=形有关；4、应力不变量不随坐标而改变，是确定点的应力状态异同的判据。
金属塑性变形与流动问题
图17-2 平砧拔长坯料的变形模式 合肥工业大学材料科学与工程学院制作
普通高等教育“十一五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》
例如开式模锻，如图17-3，增加金属流向飞边的阻力，以保证金属充填 型腔；或者修磨圆角，减小金属流向A腔的阻力，使A腔充填饱满。
r
图17-3 开式模锻的金属流动
合肥工业大学材料科学与工程学院制作
普通高等教育“十一五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》
又例如，在大型覆盖件拉深成形时，常常要设置拉延筋，用来调整 或增加板料进入模具型腔的流动阻力，以保证覆盖件的成形质量。
合肥工业大学材料科学与工程学院制作
普通高等教育“十一五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》
第二节 影响金属塑性变形和流动的因素
普通高等教育“十一五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》
2、温度不均匀（加热或冷却不均匀）所引起的热应力以及由相变过 程所引起的组织应力都会引起残余应力。
残余应力分类：
第一类残余应力存在于变形体各区域之间；
第二类残余应力存在于各晶粒之间； 第三类残余应力存在于晶粒内部。
合肥工业大学材料科学与工程学院制作
残余应力是弹性应力，不超过材料的屈服应力，也是相互平衡成对
出现的。
（一）残余应力产生的原因 1、塑性变形不均匀产生残余应力。
变形不均匀产生附加应力，变形完成后，变形不均匀状态不消失
，附加应力将残留在物体内而形成残余应力。 一般，不均匀变形引起的残余应力符号与引起残余应力的塑性应变 符号相反。
合肥工业大学材料科学与工程学院制作
变形后 变形前 图17-6 圆柱体镦粗时的不均匀变形
合肥工业大学材料科学与工程学院制作
普通高等教育“十一五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》
第三章 金属塑性变形的物理基础
（1）塑性的基本概念
什么是塑性？ 塑性是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。
塑性与柔软性的区别是什么？ 塑性反映材料产生永久变形的能力。 柔软性反映材料抵抗变形的能力。
塑性与柔软性的对立统一
铅---------------塑性好，变形抗力小
不锈钢--------塑性好，但变形抗力高 白口铸铁----塑性差，变形抗力高
塑性指标的测量方法
拉伸试验法 压缩试验法 扭转试验法 轧制模拟试验法
拉伸试验法
Lh L0 100%
L0 F0 Fh 100%
F0
式中：L0——拉伸试样原始标距长度； Lh——拉伸试样破断后标距间的长度； F0——拉伸试样原始断面积； Fh——拉伸试样破断处的断面积
%
晶粒5 晶粒4 晶粒3
晶粒2
晶粒1
位置，mm
图5-6 多晶铝的几个晶粒各处的应变量。 垂直虚线是晶界，线上的数字为总变形量
四、合金的塑性变形
单相固溶体合金的变形 多相合金的变形
§3. 2 金属塑性加工中组织和性能变化 的基本规律
一、冷塑性变形时金属组织和性能的变化 二、热塑性变形时金属组织和性能的变化
2200
N/mm2
图4-6 正压力对摩擦系数的影响
0.5
μ
0.4
0.3
0.4
0.2 0.2
0.1
0
℃
200
400
600
800
图4-7 温度对钢的摩擦系数的影响
0
400
600
800 ℃
图4-8 温度对铜的摩擦系数的影响
测定摩擦系数的方法
夹钳轧制法 楔形件压缩法 塑性加工常用摩擦系数 圆环镦粗法
金属材料的塑性变形行为研究
金属材料的塑性变形行为研究近年来，金属材料的塑性变形行为一直是材料科学和工程领域的研究重点。
金属材料作为重要的工程材料，其塑性变形行为研究对于提高材料的强度、延展性和可靠性具有重要意义。
本文将从金属材料的塑性行为机制、变形过程中的力学特性以及其与微观结构的关系等方面展开讨论。
一、金属材料的塑性行为机制金属材料的塑性变形行为是指在外力的作用下，材料发生可逆性变形而不断改变其形状的能力。
这种变形行为受到多种力学因素的影响，主要包括晶体的滑移、孪生、位错运动以及晶粒边界的滑移等。
晶体的滑移是金属材料塑性变形的主要机制之一。
当金属受到外力作用时，晶格中的位错在结构上发生移动，从而导致晶体平面沿着特定的滑移面滑动。
这种滑移行为类似于层状材料中板块的滑动，从而使得材料产生塑性变形。
孪生是金属材料塑性变形的另一种机制。
孪晶是由晶格错位产生的特殊结构，在受到外力作用时，孪晶将沿特定的面发生剪切变形，从而导致材料的可逆形变。
位错运动是指晶体中位错的移动和排列发生变化，也是金属材料塑性变形的重要机制之一。
位错是材料中存在的一种晶体缺陷，外力的作用将使得位错运动，从而使材料发生塑性变形。
另外，晶粒边界的滑移也对金属材料的塑性变形起到重要作用。
金属材料通常由多个晶粒组成，在塑性变形过程中，晶粒与晶粒之间的界面也会出现滑移现象，从而导致整个材料的塑性变形。
二、变形过程中的力学特性金属材料塑性变形过程中的力学特性包括屈服强度、延展性和韧性等。
屈服强度是指金属材料在受到外力作用时，开始发生塑性变形的最小力度。
延展性是指金属材料在塑性变形过程中能够承受的变形程度。
韧性是指金属材料在塑性变形过程中能够吸收的能量。
金属材料的屈服强度与其晶体结构和位错运动有密切关系。
晶体结构的不规则性和位错的密度越大，屈服强度越高。
同时，冶金处理和合金元素的加入也会影响金属材料的屈服强度。
例如通过热处理可以得到晶粒尺寸更大、位错密度更低的金属材料，从而降低了其屈服强度。
金属塑性成形力学课后答案
金属塑性成形力学课后答案【篇一：金属塑性成形原理习题】述提高金属塑性变形的主要途径有哪些？(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)合理选择变形方式(4)减小变形的不均匀性2. 简答滑移和孪生变形的区别相同点：都是通过位错运动来实现, 都是切应变不同点：孪生使一部分晶体发生了均匀切变，而滑移只集中在一些滑移面上进行；孪生的晶体变形部分的位向发生了改变，而滑移后晶体各部分位向未改变。
3. 塑性成型时的润滑方法有哪些？(1) 特种流体润滑法。
(2) 表面磷化-皂化处理。
(3) 表面镀软金属。
4. 塑性变形时应力应变关系的特点？在塑性变形时，应力与应变之间的关系有如下特点（1）应力与应变之间的关系是非线性的，因此，全量应变主轴和应力主轴不一定重合。
（2）塑性变形时，可以认为体积不变，即应变球张量为零，泊松比??0.5。
、（3）对于应变硬化材料，卸载后再重新加载时的屈服应力就是卸载时的屈服应力，比初始屈服应力要高。
（4）塑性变形是不可逆的，与应变历史有关，即应力－应变关系不再保持单值关系。
5. levy－mises理论的基本假设是什么？（1）材料是刚塑性材料，级弹性应变增量为零，塑性应变增量就是总的应变增量。
（2）材料符合米塞斯屈服准则。
（3）每一加载瞬时，应力主轴和应变增量主轴重合。
（4）塑性变形上体积不变。
6. 细化晶粒的主要途径有哪些？（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）采用锻后正火等相变重结晶的方法。
7. 试从变形机理上解释冷加工和超塑性变形的特点。
冷塑性变形的主要机理：滑移和孪生。
金属塑性变形的特点：不同时性、相互协调性和不均匀性。
由于塑性变形而使晶粒具有择优取向的组织，称为变形织构。
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。
超塑性变形机理主要是晶界滑移和原子扩散（扩散蠕变）。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第十八章 金属塑性变形与流动问题基本要求：1． 理解最小阻力定律、不均匀变形、附加应力和残余应力、塑性成形中摩擦与润滑等概念2． 定性分析金属塑性变形与流动对工艺和模具设计以及质量的影响第一节 金属流动方向——最小阻力定律金属的塑性流动方向可应用最小阻力定律进行判断。
最小阻力定律由前苏联学者古布金（С.И.Губкин）于1947年将它表达为“当变形体质点有可能沿不同方向移动时，则物体各质点将沿着阻力最小的方向移动”。
最小阻力定律是力学的普遍原理，可以定性地用来分析质点的流动方向，或调整某方向阻力来控制金属的流动。
例如，粗糙平板间矩形断面棱柱体镦粗时，由于接触面上质点向四周流动的阻力与质点离周边的距离成正比，因此离周边的距离愈近，阻力愈小，金属质点必然沿着这个方向移动。
该方向恰好是周边最短法线方向，因此可用点划线将矩形分成两个三角形和两个梯形，形成四个流动区域，如图18-1所示。
点划线是流动的分界线，线上各点至边界的距离相等，各个区域内的质点到各边界的法线距离最短。
这样镦粗后，矩形断面将变成双点划线所示的多边形，继续镦粗，断面周边变成椭圆直至变成圆为止。
以后各质点将沿着半径方向移动。
由于相同面积的任何形状，圆形的周边最小，故最小阻力定律在镦粗中也称为最小周边法则。
再例如，平砧间拔长是使其截面逐渐减小而长度增加的工序，其实质是沿坯料长度方向的逐次镦粗，如图18-2。
当坯料送进量小于料宽时，金属轴向延伸大于横向展宽，拔长效率高，如图18-2a ，反之采用图18-2b 的送进方式，展宽量大于延伸量，拔长效率低。
关于调整阻力控制金属流动的实例很多，例如开式模锻，如图18-3，增加金属流向飞边的阻力，以保证金属充填型腔；或者修磨圆角r ，减小金属流向A 腔的阻力，使A 腔充填饱满。
又例如，在大型覆盖件拉深成形时，常常要设置拉延筋，用来调整或增加板料进入模具型腔的流动阻力，以保证覆盖件的成形质量。
金属在塑性变形时遵循最小阻力定律和体积不变条件，据此可以大体上确定出塑性成形时金属流动模型，进而可以合理地制定成形工序、设计成形模具、分析成形质量。
因此，最小阻力定律在工艺分析中得到了广泛的应用。
图18-2 平砧拔长坯料的变形a ） b ）第二节 影响金属塑性变形和流动的因素一、摩擦对金属塑性变形和流动的影响在工具与坯料的接触面上由于摩擦力的存在，在一定程度上改变了金属的流动特性。
矩形断面的棱柱体在平板间镦粗时，若接触面上无摩擦，变形体均匀变形，金属质点必然沿着该断面的中心向四周的辐射线方向流动，如图18-4，变形后的断面形状仍为矩形，并与原来的形状相似。
当接触面上有摩擦时，由于摩擦力的作用，使各个方向的阻力不同，断面不再保持矩形，遵循最小周边原则，最后趋于圆形，如图18-1。
二、工具形状对金属塑性变形和流动的影响工具形状是影响金属塑性流动的重要因素。
工具形状不同，各个方向的流动阻力不一样。
在圆弧形砧上或V 型砧中拔长圆截面坯料时，如图18-5，由于工具的侧面压力使金属沿横向流动受到阻碍，金属大量沿轴向流动。
在凸弧形砧上，正好相反，加大横向流动。
模锻制坯时，为提高滚挤和拔长的效率，采用闭式滚挤和闭式拔长模膛，利用前一种流动模式；叉形件模锻时金属被劈料台分开则利用后一种流动模式。
利用工具的不同形状，除了可以控制金属的流动方向外，还可以在坯料内产生不同的应力状态，使局部金属先满足屈服准则而进入塑性状态，以达到控制塑性变形区的作用。
或者造成不同的静水压力，来改变材料在该状态下的塑性。
三、金属各部分之间的关系对塑性变形和流动的影响在塑性变形时，为保持变形体的完整性和连续性，变形体各部分之间通过内力的作用，对塑性变形和流动产生一定的影响，包括未变形的金属（俗称为“刚端”）对变形区金属的影响和变形金属相互之间的影响。
刚端对变形区金属的影响主要是阻碍变形区金属流动。
例如拔长时，砧子下面局部坯料镦粗，变形受到刚端部分的影响，其横向流动小于同等条件下的自由镦粗。
四、金属本身性质不均匀对塑性变形和流动的影响由于金属本身的化学成分、组织和温度的不均匀，会造成金属各部分的变形和流动的差异。
变形抗力小的部分首先变形，但作为一个整体，先变形的部分与后变形的部分、变形大的部分与变形小的部分必然彼此影响。
以上分别讨论了各个因素对金属塑性变形和流动的影响，而在实际生产中常常是多因素的共同作用，因此，必须考虑各个可能方向上的阻力情况，才能正确分析金属流动问题。
掌握了塑性变形时金属流动规律，便可以采取有效的措施，控制各个可能流动方向上的阻力分布，使金属按预期的方向流动，以获得所需尺寸和形状的工件。
第三节 不均匀变形、附加应力和残余应力一、不均匀变形均匀变形是一种理想的假设，在工程上要实现均匀变形是困难的。
塑性成形时，由于金属本身性质的不均匀，摩擦和工具形状的影响，不同变形区之间的相互制约，实际上都是不均匀变形。
不均匀变形最典型的例子就是在平砧间镦粗圆柱体。
对圆柱体剖面进行网格划分，根据变形后网格变形程度的大小，可以将整个剖面划分成三个区域，如图18-6。
二、附加应力由于变形体各部分之间的不均匀变形受到整体性的限制，在各部分之间必将产生相互平衡的应力，该应力叫附加应力。
附加应力是由不均匀变形引起的，同时它又限制了不均匀变形的自由发展，附加应力总是互相平衡成对出现的。
以如图18-7所示的凸肚形轧辊轧制板材为例加以说明，矩形坯料边缘部分a 的变形程度小，而中间部分b 的变形程度大，若a 、b 部分不是同一个整体时，则中间部分b 比边缘部分a 发生更大的纵向伸长，如图18-7中的虚线所示，但矩形坯料实际上是一个整体，虽然各部分的变形量不同，但纵向伸长应趋于相等，故中间部分将给边缘部分施以拉力使其增加伸长，而边缘部分给中间部分施以压力使其减小伸长。
因此就产生相互平衡的内力，中间部分受到附加轴向压应力，两侧边缘部分受到附加轴向拉应力。
附加应力通常分为三类：第一类附加应力是变形体内各区域体积之间由不均匀变形引起的互相平衡的应力；第二类附加应力是各晶粒之间由于其性质、大小和方位不同，使晶粒之间产生不均匀变形所引起的附加应力；第三类附加应力是晶粒内部各部分之间的不均匀变形所引起的附加应力。
附加应力是由不均匀变形引起的，必然对金属塑性变形造成不良的后果。
1. 使变形体内的应力状态发生变化，应力分布更不均匀 凸肚形轧辊轧制板材时，基本应力是厚度方向压应力，由于变形不均匀，坯料中间部分受两向（厚度方向和轴向）压应力，两侧边缘部分受轴向拉应力和厚度方向压应力。
2.提高了单位变形力不均匀变形引起附加应力，使变形所消耗的能量增加，从而使单位变形力增高。
3.使塑性降低，甚至造成破坏挤压制品表面出现周期性的裂纹，是由第一类附加应力形成的残余应力所致。
4.造成物体形状歪扭当变形体某方向上各处的变形量差别过大，而物体的整体性不能起限制作用时，则所出现的附加应力不能自相平衡，而导致变形体外形的歪扭。
如薄板或薄带轧制、薄壁型材挤压时出现的镰刀弯、波浪形等。
5.形成残余应力由于附加应力成对出现，彼此平衡，只要变形的不均匀状态不消失，它始终存在，因此，当外力去除后，它仍残留在物体内而形成残余应力。
三、残余应力引起附加应力的外因去除后，在物体内仍残存的应力叫残余应力。
残余应力是弹性应力，不超过材料的屈服应力，也是相互平衡成对出现的。
（一）残余应力产生的原因凡是塑性变形不均匀的地方都可能出现残余应力。
上一节已介绍变形不均匀要产生附加应力，变形完成后，变形不均匀状态不消失，附加应力将残留在物体内而形成残余应力。
一般，不均匀变形引起的残余应力符号与引起残余应力的塑性应变符号相反。
此外，由于温度不均匀（加热或冷却不均匀）所引起的热应力以及由相变过程所引起的组织应力都会引起残余应力。
残余应力也分为三类：第一类残余应力存在于变形体各区域之间；第二类残余应力存在于各晶粒之间；第三类残余应力存在于晶粒内部。
（二）残余应力引起的后果（1） 具有残余应力的物体再承受塑性变形时，其应变分布及内部应力分布更不均匀。
（2） 缩短制品的使用寿命，当外载作用下的工作应力与残余应力叠加超过材料的强度时，使零件破坏，设备出现故障。
（3） 使制品的尺寸和形状发生变化，当残余应力的平衡受到破坏后，相应部分的弹性变形也发生变化，从而引起尺寸和形状变化。
（4） 增加塑性变形抗力，降低塑性、冲击韧性及抗疲劳强度。
（5） 降低制品表面的耐蚀性，具有残余应力的金属在酸液中或其他溶液中的溶解速度加快。
残余应力一般是有害的，特别是表面层中具有残余拉应力的情况。
但当表面层具有残余压应力时，可以显著提高材料的强度和疲劳强度，反而可提高其使用性能。
（三）残余应力的消除方法1.热处理法采用去应力退火可较彻底地消除残余应力。
对第一类残余应力一般在回复温度下便可大部分消除，制品的硬化不受影响；第二类残余应力，接近再结晶温度也可完全消除；对第三类残余应力必须在再结晶温度以上才可消除。
在高温下，去应力退火时，应避免晶粒长大，影响其力学性能。
2.机械处理方法在制品表面再产生一些表面变形，使残余应力得到一定程度的释放和松弛，或者产生新的附加应力以抵消或减弱残余应力。
该法只适合于消除第一类残余应力，实践证明当表面变形量1.5％～3％左右效果最好。
第四节 金属塑性成形中的摩擦和润滑一、金属塑性成形中摩擦的特点及其影响塑性成形过程中，工具与变形金属接触面上存在运动或有运动的趋势时，其接触表面之间必然产生摩擦。
塑性成形中的摩擦与机械传动中的摩擦相比，有如下特点：1.接触面单位压力高塑性成形时的摩擦接触面上压力很高，热塑性时达500MPa，钢冷挤压时高达2500MPa。
而机械传动中重载轴承的工作压力一般为20～40MPa。
接触面压力愈高，润滑剂易挤出和失效，降低了润滑效果。
2. 伴随着塑性变形 塑性成形的摩擦接触面因金属的塑性流动，接触状态不断变化，同时会产生新的接触面。
而机械传动是接触面不变的弹性接触。
3. 在高温下进行 钢材热塑性加工温度一般为800～1200℃，这时，接触表面会产生金属氧化、模具软化、润滑剂分解等复杂的物理化学变化。
从以上分析可以看出，塑性成形中的摩擦比机械传动中的摩擦复杂得多。
塑性成形中的摩擦在多数情况下是有害的，具体表现如下：1. 改变应力状态，增大变形抗力 例如单向压缩时，若工具与坯料无摩擦存在，则坯料受单向应力状态；若存在摩擦时，则变成三向应力状态，且使端面压应力增加才能屈服，因而变形抗力增加。
2. 引起不均匀变形，产生附加应力和残余应力 在挤压杆件时，由于挤压筒壁摩擦力的影响，使坯料边缘处的流动比中间慢，造成边缘受拉伸而中间受压缩的附加应力。
3. 降低模具寿命 摩擦必然带来磨损，同时摩擦热引起模具软化，以及变形抗力增加使模具工作应力增加，都会降低模具寿命。