金属塑性成形原理_总复习
一、1.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。
2.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。
3.措施:经冷塑性变形后金属产生加工硬化,如将变形后的金属加热到一定温度,又将产生软化,塑性韧性提高,强度硬度降低,即产生回复和再结晶—静态回复和再结晶。
二、1.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。
塑性是一种状态、而不是一种性质2.塑性的影响因素○1变形温度对塑性的影响变形温度对塑性影响显著,总趋势:温度升高、塑性增加。
三个脆区低温脆区(蓝脆区)中温脆区高温脆区主要原因:回复和再结晶消除加工硬化降低临界切应力,增加滑移系金属的组织结构发生变化增强热塑性作用加强晶界滑动作用○2变形速度对塑性的影响增加变形速度会使金属晶体的临界切应力升高,使塑性降低增加变形速度,温度效应显著,金属温度升高,使塑性提高增加变形速度,由于没有足够的时间进行回复和再结晶,使塑性降低工艺过程中一般希望提高变形速度降低摩擦改善不均匀性减少热量损失增强惯性流动○3应力状态对塑性的影响主应力状态中,压应力个数越多,数值越大,金属的塑性越好;拉应力个数越多,数值越大,金属的塑性越差。
原因拉应力促进晶间变形,加速晶界破坏;三向压缩应力有利于愈合塑性变形过程中产生的各种损伤;而拉应力则相反,它促使损伤的发展;压应力有利于抑制和消除晶体中塑性变形产生的各种微观破坏,拉应力相反;三向压应力能抵消由于不均匀变形引起的附加拉应力。
○4金属的化学成分和组织结构对塑性的影响晶格类型的影响面心立方晶格结构:塑性较好体心立方晶格结构:塑性较差密排六方晶格结构:塑性较差组织结构的影响单相组织塑性较好塑性相近 — 影响小多相组织 脆性相网状分布,塑性显著降低 塑性差别大 脆性相片状层状分布,影响小 脆性弥散均匀分布,无影响 晶粒 — 晶粒细小有利于提高塑性铸态组织 — 铸态组织中的粗大柱状晶粒、偏析、夹杂、气泡、疏松等缺陷,以及组织不均匀性将显著降低金属的塑性 3.提高金属塑性的途径合理选择变形温度与变形速度 合理选择变形方式提高金属材料成分和组织的均匀性 减小不均匀变形三、金属的变形抗力及其影响因素金属受外力而变形,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:延伸率达=100%~2000% 结构超塑性(微细晶粒超塑性)动态超塑性(相变超塑性)超塑性的变形机制:晶界滑动与扩散蠕变联合机制五、塑性力学的基本假设:变形体连续、变形体均质和各向同性、变形体静力平衡、体积力和体积变形不计。
六、主应力、应力特征方程、应力张量不变量的物理意义1.主应力切应力 =0的平面 — 主平面、主方向(应力主轴);应力 — 主应力。
2.321230J J J σσσ---= 三个主应力1, 2, 3;三个主方向互相垂直。
()22232...x y z xy yz xz x yz y zx z xy x xyxz yyz zJ σσστττστστστσττστσ=+-++=3.ij 的分量随坐标系变化,但J 1, J 2, J 3不变,这表明了一个确定的应力状态其应力分量之间的确定关系 — 物理意义。
存在主值(主应力),主方向(主轴),不变量 — 张量的重要特性。
七、应力张量、应力张量的分解及其物理意义、应力偏张量的物理意义1.ijj j m i i σσδσ=+'应力张量的分解将引起弹性体积变形和引起形状变化的两种张量分解开(物理意义)。
2. 应力偏张量的三个不变量10x y z J σσσ'''+'=+=去除静水应力成分,不产生体积变形()()()()()()()()22222222222212322311616x y y z z x xy yz zx x y y z z x xy yz zx J σσσσσστττσσσσσστττσσσσσσ⎡⎤''''''=-++-++⎣⎦⎡⎤=-+-+-+++⎢⎥⎣⎦⎡⎤=-+-+-⎣'⎦与屈服准则有关1233...xxy xzyyzzJ σττστσσσσ''''''='=八、主切应力及其面上的应力分布()2222222222221231232S l m n l m m τσσσσσσσ=-=++-++最大切应力max=max{12,23,31};当 123σσσ≥≥ 时,max= (3- 1)/2 ;当 1= 2= 3时, 12=23=31=0,无切应力; 当三个主应力同时加减相同值时,主切应力不变。
九、等效应力及其物理意义()()()()()()()()2228212233122212233122222232212162x y y z z x xy yz zx J τττσσσσσσσσσσσσττστ'==++⎡⎤=-+-+-⎣⎦⎡⎤=-+-+-+++⎢⎥⎣=⎦1.等效应力是一个不变量;2.等效应力在数值上等于单向均匀拉伸(或压缩)时的拉伸(或压缩)应力σ1,即σ=σ1。
3.等效应力并不代表某一实际平面上的应力,因而不能在某一特定的平面上表示出来;4.等效应力可以理解为代表一点应力状态中应力偏张量的综合作用,或主应力、主切应力的综合效果。
十、应变增量与应变速率全量应变:反映变形体在某一变形过程或变形过程中某一阶段结束时的变形大小。
应变增量:在无限小的时间间隔dt 内,变形体内质点产生极小的位移变化(位移增量),引起的无限小的应变增加量。
应变速率:单位时间内的应变大小。
应变速率表示瞬时的变形程度大小,与工具的速度有区别;应变速率不单取决于工具速度,还与变形体尺寸及边界条件有关。
十一、塑性变形程度的几种表达形式及其之间的关系对数应变具有叠加性,是可加应变;相对应变不具可加性;对数应变为可比应变;相对应变不具可比性。
十二、体积不变条件及其表达形式1230x y z εεεεεε++=++= 十三、屈服准则 定义:变形体内质点由弹性状态过渡到塑性状态,并维持继续进行塑性变形所需满足的力学条件,即各应力分量与材料性能之间必须符合的一定关系。
(塑性条件、屈服条件)Tresca屈服准则:材料的屈服与最大切应力有关,即当变形体内质点的最大切应力达到某一定值(材料的性能:剪切屈服强度)时,材料就发生屈服。
(最大切应力不变条件)物理意义:当材料产生塑性变形时,体内质点的最大切应力保持不变。
Mises屈服准则:当质点的等效应力到达某定值时,材料屈服,该定值与应力状态无关。
物理意义:(1926年,Hencky )在三向应力的作用下,当变形体内单位体积形状改变的弹性能达到某常数时,材料屈服。
差别:两个轨迹有差别,为单向应力状态和轴对称应力状态,两准则一致。
为纯剪切应力状态和平面应变应力状态, 两准则差别最大。
屈服准则的简化表达式:13s σσσ-=()()()22221223312Sσσσσσσσ-+-+-=两个屈服准则的比较(各向同性理想塑性材料):两屈服准则的表达式与坐标的选择无关,是应力不变量的函数;三个主应力可以任意置换,且拉应力与压应力作用相同;屈服准则表达式与应力球张量无关;(实际应力球张量的影响可参阅固体现实应力空间的钟罩理论)Tresca 屈服准则只和最大、最小主应力相关,是线性函数,当主应力顺序已知时,使用方便;Mises屈服准则还考虑中间主应力的影响;实验证明一般韧性金属材料与Mises屈服准则符合较好;十四、十五、塑性应力应变关系的特点1.应力与应变关系是非线性的关系,不是一一对应的关系;2.塑性变形是不可逆的、不可恢复的,加载与卸载的规律不相同;3.塑性变形时可认为体积不变,应变球张量等于零,泊松比=0.5;4.塑性变形全量应变主轴与应力主轴不重合。
十六、塑性变形的增量理论3dd2ελσ=十七、塑性变形的全量理论全量理论(形变理论)— 描述应力与塑性全量应变之间的关系。
可适用于简单加载(在加载过程中任一点的各应力分量都按同一比例增加 — 比例加载),应力主轴与全量应变主轴重合的情况。
ij ijελσ'= 233112122331εεεεεελσσσσσσ---===--- 32pελσ=十八、真实应力-应变曲线(拉伸试验) 三个变形阶段: 弹性变形屈服→均匀塑性变形 塑性失稳→断裂特征点:弹性极限点p ,屈服点c ,失稳点b ,断裂点k 。
包申格效应 — 随加载路径和方向不同,屈服应力降低的现象。
(随动强化)十九、最小阻力定律当变形体内质点有可能沿不同方向移动时,则各质点将向着阻力最小的方向移动二十、不均匀变形、附加应力和残余应力1.均匀变形与不均匀变形均匀变形定义:变形前变形体那内的直线和平面,变形后仍为直线和平面;变形前相互平行的直线和平面,变形后仍然平行。
均匀变形条件:变形体是均质和各项同性的;整个变形体在任意瞬间都承受相同的变形量;接触表面无摩擦的作用。
实际塑性变形都是不均匀变形:由变形体内质点的不均匀流动引起。
2. 附加应力:由于变形体内各部分的不均匀变形受到变形体整体性的限制,从而在各部分之间产生成对存在的相互平衡的内应力。
附加应力类型:区域之间的晶粒之间的晶粒内部的附加应力的不良后果:引起变形体的应力状态发生变化,使应力分布更加不均匀;提高单位变形力;降低塑性,甚至可能导致破坏;造成工件形状歪扭;形成残余应力。
二十一、塑性成形中摩擦的特点高压下的摩擦,n = 500~3000Mpa ;高温下的摩擦,Tmax 1250℃;伴随塑性变形的摩擦(接触面大,新表面产生,接触面运动速度差别大)。
摩擦类型: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,粘着理论塑性加工中摩擦系数的测定方法:锥形压头镦粗法,分断拉模法,园环镦粗法二十二、镦粗变形的特点1、接触面上存在摩擦;2、变形不均匀,出现鼓形,存在三个变形区;3、侧表面产生附加拉应力;区域I变形程度最小,难变形区;区域II变形最大,大变形区;区域III居中,小变形区(III区当切向拉应力超出材料强度极限或切向变形超过材料的变形程度,便会引起纵向裂纹。
)二十三、塑性弯曲变形时的应力应变状态窄板 ()/3B t ≤ 弯曲可简化平面应力问题,宽板 ()/3B t > 弯曲简化为平面应变问题。
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第三章金属塑性变形的力学基础一应力的有关概念1.张量:定义:张量是矢量的推广,与矢量相类似,由若干个当坐标系改变时满足转换关的分量所组成的集合。
性质:(1)存在张量不变量(2)张量可以叠加和分解(3)张量可以分对称张量·非对称张量·反对称张量。
(4)二阶对称张量存在三个主轴和三个主值。
2.应力张量:表示点应力状态的九个应力分量构成一个二阶张量3.主应力:主平面上的正应力4.主应力简图:受力物体内一点的应力状态,可用作用在应力单元体上的主应力来描述,只用主应力的个数及符号来描述一点应力状态的简图。
5.应力张量不变量:虽然应力张量的各分量随坐标而变,但按式(3-14)的形式组成的函数值是不变的,所以将J1,J2,J3分别称为应力张量的第一,第二,第三不变量。
6.主切应力平面:切应力达到极值的平面。
7.主切应力:主切平面上作用的切应力8.最大切应力:三个主切应力中绝对值最大的一个,也就是一点所有方位切面上切应力的最大者。
9.八面体应力:由主轴坐标系空间八个象限中的等倾微分面构成的正八面体的每个平面上的应力。
10.八面体等效应力:定义:八面体切应力绝对值的3/√2倍所得之参量。
表达式为:特点:1)等效应力是一个不变量。
2)等效应力在数值上等于单向均匀(或压缩)时的拉伸(或压缩)应力3)等效应力并不代表某一实际平面上的应力,因而不能在某一特定的平面上表示出来。
4)等效应力可以理解为代表一点应力状态中应力张量的综合作用。
11.球张量物理意义:球张量表示球应力状态,也称静水应力状态。
它不能使物体产生形状变化,只能使物体产生体积变化。
12.应力偏张量的物理意义:应力偏张量只能使物体产生形状变化,而不能使物体产生体积变化。
13.平面应力状态:变形体内与某方向轴垂直的平面上无应力存在,并所有应力分量与该方向轴无关,则这种应力状态叫平面应力状态。
特点:1)变形体内各质点在与某方向轴垂直的平面上没应力作用。
塑性成形原理知识点总结
塑性成形原理知识点总结一、塑性成形的基本原理1. 塑性成形的基本原理是通过施加外部应力使材料受力,发生形变,从而改变其形状和尺寸。
外部应力可以是拉伸、压缩、弯曲等形式,材料受到应力后发生塑性变形,达到所需的形状和尺寸。
2. 塑性成形的基本原理还包括在一定的温度条件下进行成形。
材料在一定温度范围内会发生晶粒的滑移和再结晶等变化,使材料更容易流动和变形,这对于塑性成形的效果非常重要。
3. 塑性成形的基本原理还涉及到应变硬化和材料流动等方面的知识。
应变硬化是指材料在形变过程中发生的一种增加抗力的现象,材料流动则是指材料在应力作用下发生的形变过程,通过流动来实现所需的成形效果。
二、材料在塑性成形过程中的变形规律1. 材料在塑性成形过程中会发生各种形式的变形,包括平面应变变形、轴向应变变形、弯曲应变变形、扭曲应变变形等。
不同的成形方式会引起不同形式的变形,需要根据具体情况进行分析和处理。
2. 材料在塑性成形过程中的变形还受到横向压缩和减薄等因素的影响。
横向压缩会导致材料沿其厚度方向出现侧向膨胀的现象,减薄则是指材料在成形过程中产生的减小尺寸和厚度的现象。
3. 材料在塑性成形过程中还会出现显著的硬化现象。
随着形变量的增加,材料的硬度和抗力会逐渐增加,这对于成形过程的控制和调整非常重要。
三、材料在塑性成形过程中的流变规律1. 材料在塑性成形过程中会发生流变,即在应力的作用下发生形变的过程。
材料的流变规律是指在应力条件下材料的变形规律和流动规律,这对于塑性成形技术的研究和应用非常重要。
2. 材料在塑性成形过程中还会出现应力和应变的分布不均匀、表面变形、壁厚变化等现象。
这些现象会导致成形件质量的不稳定性和变形过程的复杂性,需要进行合理的控制和调整。
3. 材料在塑性成形过程中还会受到局部热和化学变化的影响。
局部热和化学变化会影响材料的微观结构和性能,对于成形过程的控制和调整也具有重要的参考意义。
四、塑性成形的热变形和冷变形1. 塑性成形通常分为热变形和冷变形两种方式。
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第一章绪论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。
可分为一次加工和二次加工。
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;成型工序:用来使坯料在不破坏的条件下发生塑性变形,成为具有要求形状和尺寸的零件,如弯曲、拉深等工序。
Ⅱ.按成型时工件的温度可分为热成形、冷成形和温成形。
第二章金属塑性变形的物理基础1、简述滑移和孪生两种塑性变形机理的主要区别。
塑性成形原理复习题
一、填空1、典型的塑性成形工艺包括拉深,挤压,轧制,拉拔等。
2、金属发生塑性变形时,其晶内变形的主要方式是滑移和孪生。
3、主应变简图采用主应变的个数和方向描述一点的应变状态,满足体积不变条件的应变状态主应变简图有3种。
4、米塞斯和屈雷斯加两个屈服准则相差最大的应力状态是平面应变状态。
5、不考虑材料的弹性,也不考虑材料硬化的材料模型称为理想刚塑性材料;不考虑材料的弹性,考虑材料硬化的材料模型称为刚塑性硬化材料。
6、超塑性成形工艺方法有结构超塑性和动态超塑性。
(相变超塑性)7、米塞斯和屈雷斯加两个屈服准则一致的应力状态是单向应力状态。
8、按照加工特点来分,塑性成形可以分为块料成形和板料成形两大类,其中,常见的块料成形包括拉拔,锻造,挤压,轧制等工艺。
9、冷挤压钢制零件时,需要对制件表面进行磷化处理,磷化处理后必须进行润滑处理,常用的润滑方法是表面皂化。
10、主应力简图共有9种。
满足体积不变条件的主应变简图共有3种。
11、应力偏张量引起物体产生形状变化;应力球张量引起物体产生体积变化。
12、多晶体的塑性变化包括晶内变形和晶间变形,其中,晶间变形的主要方式是滑移。
13、对数应变的主要特点是准确性、叠加性、可比性。
14、塑性应力应变关系与加载历史有关,变形过程中材料体积不变。
15、单位面积的内力被称为应力。
16、多晶体塑性变形的特点包括:具有不均匀性、不同时性、和相互协调性。
17、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。
18、常用的求解塑性工程问题的方法有主应力法、滑移线法、上限元法。
19、塑性成形工艺按成形件的特点可以分为块料成形和板料成形。
20、金属发生塑性变形时,其晶内变形的主要方式是滑移和孪生。
21、屈雷斯加屈服准则的物理意义为,当材料的最大剪应力达到某一常数时材料就屈服了;米塞斯屈服准则的物理意义为,当材料的等效应力达到某一定值时,材料就屈服了。
22、关于摩擦产生机理有:表面凸凹学说,分子吸附学说,表面粘着学说。
金属塑性成形原理复习题
1)衡量金属或合金的塑性变形能力的塑性指标有和等。
2)应力球张量可以使物体产生变化,应力偏张量使物体产生变化。
3)厚向异性指数γ是薄板在单向拉伸时与的真实应变之比。
4)当变形体的质点有可能沿不同方向移动时,物体质点将向着的方向移动。
5)目前材料的超塑性有两类,分别是和等6)影响金属塑性的主要因素除材料本身的化学成分和组织状态外,还有、和等。
7)塑性成形力学中的基本假设有、、与一般条件下忽略体积力的影响等。
8)金属塑性成形时,根据坯料与工具接触表面之间的润滑状态的不同,可以把摩擦分为三种类型即:,和。
9)筒形件拉深过程中可能出现的缺陷是凸缘变形区和凸模圆角处材料1) 简述提高金属塑性的常用措施?2)简述塑性变形时应力—应变关系的特点。
3) 全量理论在什么情况下与增量理论等同,或在什么情况下使用具有足够的准确性?4)影响摩擦系数的主要因素有哪些?。
1、对于直角坐标系 Oxyz 内,已知受力物体内一点的应力张量为 :⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=505050505ijσ,单位为 MPa ,( 1 )画出该点的应力微元体; ( 2 )求出该点的应力偏张量和应力球张量(3)求出该点的应力张量不变量、主应力及主方向。
四、试分析桶形件拉深时各个区域的应力应变状态,绘出应力状态图。
(指出各部分应力,应变的正负)。
五、已知两端封闭的薄壁圆筒,其半径为r,筒壁厚度为t,受内压P 的作用,试求圆筒产生屈服时的内压力P (设材料单向拉伸时的屈服应力为σs ,应用Mises屈服准则)。
点应力状态指物体内一点任意方位微小面积上所受的应力情况,包括应力的、和。
3)应力球张量对应着变化,应力偏张量对应着材料的变化。
4)与名义应变相比,真实应变(对数应变)具有和的特点。
5)塑性变形时应力与应变之间的关系不一定是关系,而与有关系。
7)厚向异性指数γ是薄板在单向拉伸时与的真实应变之比。
8)当变形体的质点有可能沿不同方向移动时,物体质点将向着的方向移动。
金属塑性成性原理考试资料
1、塑性:在外力的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称为塑性。
2、塑性成形:金属材料在一定的外力作用条件下,利用其塑性使其成形并获得一定力学性能的加工方法称为塑性成形也称塑性加工或压力加工。
3、塑性成形分为块料和板料成形,块料成型又分为一次加工和二次加工。
4、一次加工:生产原材料,加工方法包括轧制、挤压、和拉拔。
5、二次加工:生产零件或坯料,加工方法包括自由锻和模锻。
6、滑移:所谓滑移是指晶体在力的作用下,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。
7、就金属的塑性变形能力来说,滑移方向的作用大于滑移面的作用。
8、滑移面对温度具有敏感性。
9、设拉力P引起的拉伸力为σ,则在此滑移方向上的切应力分量为τ=σcosΦcosλ,令u=cosΦcosλ,若Φ=λ=45º,则u=uaxm =0.5 τ=τmax=σ/210、位错增值:由于晶体产生一个滑移带的位移量需要上千个位错的移动,且当位错移至晶体表面产生一个原子间距的位移后,位错便消失,这样,为使塑性变形能不断进行,就必须有大量的位错出现,这就是在位错理论中所说的位错的增值。
11、晶体中的滑移过程,实质就是位错的移动和增值过程,加工硬化的原因就是位错增值。
12、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(孪生面)和一定的晶向(孪生方向)发生均匀切变。
13、晶间变形:晶间变形的主要方式是晶粒之间相互滑动和转动。
…………晶间变形小,主要是因为晶间变形强度低。
14、塑性变形的特点:(1)各晶粒变形的不同时性(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。
(屈服强度)越大,δ越大,金属A晶粒越细,σB的塑性也越好。
15、冷塑性变形对金属组织和性能的影响:(一)组织的变化:1、晶粒形状的变化;2、晶粒内产生亚结构;3、晶粒位向改变;4、晶粒内部出现滑移带和孪生带。
金属塑性成形原理复习题
一、名词解释1. 主应力:只有正应力没有切应力的平面为主平面,其面上的应力为主应力。
2. 主切应力:切应力最大的平面为主切平面,其上的切应力为主主切应力。
3. 对数应变 答:变形后的尺寸与变形前尺寸之比取对数4. 滑移线 答:最大切应力的方向轨迹。
5. 八面体应力:与主平面成等倾面上的应力6. 金属的塑性: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。
7. 等效应力:又称应力强度,表示一点应力状态中应力偏张量的综合大小。
8. 何谓冷变形、热变形和温变形:答冷变形:在再结晶温度以下,通常是指室温的变形。
热变形:在再结晶温度以上的变形。
温变形在再结晶温度以下,高于室温的变形。
9. 何谓最小阻力定律:答变形过程中,物体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。
10.金属的再结晶 答:冷变形金属加热到一定的温度后,在原来变形的金属中会重新形成新的无畸变的等轴晶,直至完全取代金属的冷变形组织的过程。
11. π平面 答:是指通过坐标原点并垂于等倾线的平面。
12.塑性失稳 答:在塑性加工中,当材料所受的载荷达到某一临界后,即使载荷下降,塑性变形还会继续,这种想象称为塑性失稳。
13.理想刚塑性材料:在研究塑性变形时,既不考虑弹性变形,又不考虑变形过程中的加工硬化的材料。
P13914.应力偏张量:应力偏张量就是应力张量减去静水压力,即:σij ′ =σ-δij σm二、填空题1. 冷塑性变形的主要机理:滑移和孪生2. 金属塑性变形的特点:不同时性、相互协调性和不均匀性。
3. 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 。
4. 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。
5. 超塑性的特点:大延伸率、低流动应力、无缩颈、易成形、无加工硬化 。
6. 细晶超塑性变形力学特征方程式中的m 为:应变速率敏感性指数。
7. 塑性是指金属在外力作用下,能稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力 。
金属塑性成形原理期末复习
金属塑性成形原理复习题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成形,也称塑性加工或压力加工。
3.塑性成形金属塑性成形块料成形板料成形非金属塑性成形4.塑性变形机理晶内变形(为主)滑移——相对滑动,切变孪生——均匀切变晶界变形(协调)滑动转动5.晶体的滑移过程,实质上就是位错的移动和增殖的过程。
6.孪生与滑移的区别○1变形方式孪生均匀切变变形波及整个孪生区滑移变形仅集中在滑移面不均匀切变○2原子位移距离孪生:移动距离为原子间距的千分之几滑移:移动距离为原子间距的整数倍○3变形后的位向孪生:镜面滑移:未改变位向○4变形难易孪生:难滑移:易滑移孪生滑移○5显微观察孪生:可以观察滑移:观察不到7.塑性变形的特点○1各晶粒变形的不同时性○2各晶粒变形的相互协调性○3晶粒与晶粒之间和内部与晶界附近区域之间变形的不均匀性8.固溶强化:固溶体晶体中有异类原子存在,这种异类原子(即溶质原子)无论是以置换还是间隙方式溶入基体金属,都会对金属的变形行为产生影响,表现为变形抗力和加工硬化率有所提高,塑性有所下降。
这种现象称为固溶强化。
9.冷塑性变形对金属组织和性能的影响:①产生滑移带和孪生带②晶粒形状的变化③晶粒内产生亚结构④晶粒位向改变10.晶粒位向改变(变形织构):由于塑性变形的结果而使晶粒具有择优取向的取向称为变形织构。
分为丝织物和板织物11加工硬化:随着塑性变形程度的增加,金属的强度、硬度增加,而塑性韧性降低的现象称为加工硬化。
优点:①加工硬化,强化金属②安全性能提高③保证成形缺点:①变形阻力加大,消耗能量更多②脆性增大12.热塑性变形的软化过程按性质分:动态回复,动态再结晶,静态回复,静态再结晶,亚动态再结晶动态回复是在热塑性变形过程中发生的回复。
动态再结晶是在热塑性变形过程中发生的再结晶。
塑性成形原理知识点
塑性成形原理知识点塑性成形是一种利用金属材料的塑性变形能力,在一定的条件下通过压力使金属材料发生塑性变形,从而获得所需形状的加工方法。
塑性成形技术是金属加工工艺中的重要分支,广泛应用于汽车、航空、航天、电子、家电、建筑等工业领域。
1.塑性变形:在塑性成形过程中,金属材料通过外力作用下的塑性变形使其形状发生改变。
塑性变形是金属材料中原子的相对位置发生改变而引起的宏观形变,其主要表现为材料的延伸、压缩、弯曲等。
塑性变形是金属材料的塑性性质所决定的,不同材料的塑性性能不同。
2.应力-应变关系:金属材料受到外力作用时,材料内部会产生应力,应力与应变之间存在一定的关系。
在塑性成形过程中,材料会发生塑性变形,使其产生应变。
应力-应变关系是描述材料塑性变形过程中应力和应变之间关系的数学模型,常用的模型有胡克定律模型和流变模型。
3.材料流动:塑性成形过程中,材料会发生流动从而获得所需的形状。
材料流动是指塑性材料在外力作用下,发生内部原子的相对位移和重新组合,从而使整个材料的结构发生变化。
材料流动是实现塑性成形的关键,其流动性能决定了成形工艺的可行性和成品质量。
4.成形工艺:塑性成形工艺是金属材料经过一系列工艺操作,通过压力使其发生塑性变形,最终获得所需形状的过程。
常见的塑性成形工艺包括冲压、拉伸、挤压、压铸、滚压等。
不同工艺适用于不同形状的零件,根据材料的性质和零件的要求选择合适的成形工艺。
5.工艺过程控制:塑性成形过程中,需要对各个环节进行控制以确保成品质量。
工艺过程控制包括工艺参数的选择、设备的调整、模具结构的设计等。
在塑性成形过程中,要控制好温度、应力、应变速率等因素,以避免过大的变形应力引起材料的断裂或变形过大导致零件尺寸偏差。
塑性成形技术不仅可以实现复杂形状的制造,而且可以提高材料的强度和刚度,降低材料的质量,节省原材料和能源。
因此,塑性成形技术在现代工业生产中具有重要的地位和应用价值。
金属塑性成形原理期末复习
塑性指标:拉伸率δ和断面收缩率Ψ。 概 念: 金属在破坏前产生的最大
变形程度,即极限变形量。
H0 - Hk
塑性指标ε= ------------- ×100%(压缩法)
H0
塑性指标衡量金属塑性高低的指标。 塑性状态图及其应用 概念: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,简称塑性图。 应用:合理选择加工方法
静态回复 动态回复——主要通过位错的攀移、交滑移来实现。 2.再结晶
静态再结晶:利用金属变形余热发生 动态再结晶:热塑性变形过程中发生 亚动态再结晶:动态再结晶晶粒在热变形停止后的长大过程 (二)热塑性变形后金属组织和性能的变化 1.改善铸造组织,锻合内部缺陷 2.形成纤维组织 3 产生带状组织 超塑性的分类:恒温超塑性或第一类超塑性。
提高塑性的主要途径有以下几个方面: (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
第二节 金属的流动及其影响因素
第三节 金属塑性成形中的摩擦和润滑
几个基本概念 弹性(Elasticity):卸载后变形可以恢复特性,可逆性。 塑性(Plasticity):固体金属在外力作用下能稳定地产生永久变形而不破坏其完整 性的能力 屈服(Yielding):开始产生塑性变形的临界状态 损伤(Damage):材料内部缺陷产生及发展的过程 断裂(Fracture):宏观裂纹产生、扩展到变形体破断的过程
一般讲,如果变形速度大,有没有足够时间完成塑性变形,金属的变形抗力会提高,塑 性降低。变形速度对塑性的影响概括为变形速度的增大,金属和合金的变形抗力提高; 随变形速度提高,塑性变化的一般趋势如图;变形速度对锻压工艺也有广泛的影响。
