1、第三篇第三篇 金屬壓力加工金屬壓力加工n壓力加工：壓力加工：材料在外力作用下，發生不能恢復材料在外力作用下，發生不能恢復原狀的變形稱為塑性變形；原狀的變形稱為塑性變形；如圖所示如圖所示n產生塑性變形而不斷裂的性能稱為塑性。產生塑性變形而不斷裂的性能稱為塑性。n用伸長率用伸長率和斷面收縮率和斷面收縮率表示塑性。表示塑性。軋制擠壓拉拔靜壓力自由鍛模鍛沖壓沖擊力壓力加工分類軋制：金屬坯料在兩個回轉軋輥的孔隙中受壓軋制：金屬坯料在兩個回轉軋輥的孔隙中受壓變形，以獲得各種產品的加工方法。變形，以獲得各種產品的加工方法。產品截面形狀：產品截面形狀：擠壓：金屬坯料在擠壓模內被擠出模孔而變形擠壓：金屬坯料在擠

2、壓模內被擠出模孔而變形的加工方法。的加工方法。產品圖：產品圖：拉拔：金屬坯料被拉過拉拔模的模孔而變形拉拔：金屬坯料被拉過拉拔模的模孔而變形的加工方法。的加工方法。拉拔產品拉拔產品自由鍛：金屬坯料在抵鐵上變形而獲得產品的自由鍛：金屬坯料在抵鐵上變形而獲得產品的方法；方法；模鍛：金屬坯料在鍛模模膛內變形而獲得產品的模鍛：金屬坯料在鍛模模膛內變形而獲得產品的方法。方法。板料沖壓：金屬板料在沖模間受外力作用而產生板料沖壓：金屬板料在沖模間受外力作用而產生分離或變形的加工方法。分離或變形的加工方法。馬爾維紐斯噴砂彩色多用途鋼碟：馬爾維紐斯噴砂彩色多用途鋼碟：設計師：阿爾浮雷德設計師：阿爾浮雷德.哈伯利哈

3、伯利發布時間：發布時間：1996年年第一章第一章 金屬的塑性變形金屬的塑性變形第一節第一節 金屬塑性變形的實質金屬塑性變形的實質1.實質：原子相對移動距離超過了晶格中的原子實質：原子相對移動距離超過了晶格中的原子間距，使原子失去恢復到原始狀態的能力。間距，使原子失去恢復到原始狀態的能力。n塑性變形主要是以塑性變形主要是以“滑移滑移”的方式進行；的方式進行；1.1單晶體滑移變形：單晶體滑移變形：如圖所示；如圖所示；1.2滑移的位錯理論：滑移的位錯理論：n位錯：位錯：1.3多晶體的塑性變形：多晶體的塑性變形：本質：滑移；本質：滑移；不同：不同： ：相鄰的晶粒位向不同；相鄰的晶粒位向不同；各晶粒之間

4、存在晶界；各晶粒之間存在晶界；故：故：單個晶粒的滑移變形和晶粒之間的相互協調（滑動和單個晶粒的滑移變形和晶粒之間的相互協調（滑動和轉動）的綜合結果。轉動）的綜合結果。n注意：注意：金屬在發生塑性變形時，是從彈性到塑性的過金屬在發生塑性變形時，是從彈性到塑性的過程，當外力去除后，彈性變形將恢復，程，當外力去除后，彈性變形將恢復，即即“彈彈復復”現象。現象。彈復現象的存在，對金屬的壓力加工精度產生彈復現象的存在，對金屬的壓力加工精度產生很大的影響。如：產生尺寸誤差。很大的影響。如：產生尺寸誤差。第二節第二節 塑性變形對金屬組織和性能的影響塑性變形對金屬組織和性能的影響1.組織變化：組織變化：n晶粒

5、沿最大變形的方向伸長；晶粒沿最大變形的方向伸長；n產生內應力；產生內應力；n晶粒間產生碎晶；晶粒間產生碎晶；2.產生加工硬化：產生加工硬化：n加工硬化：塑性變形過程中，隨著變形程度的加工硬化：塑性變形過程中，隨著變形程度的增加，金屬的強度、硬度增加，而塑性、韌性增加，金屬的強度、硬度增加，而塑性、韌性下降，這一現象就是加工硬化，或形變強化。下降，這一現象就是加工硬化，或形變強化。如圖所示；如圖所示；3. 回復與再結晶：加熱時產生；回復與再結晶：加熱時產生；3.1回復回復：在加熱溫度較低時，金屬中的一些點：在加熱溫度較低時，金屬中的一些點缺陷的遷移而引起的某些晶內的變化缺陷的遷移而引起的某些晶內

6、的變化 。如圖所。如圖所示；示；n可見，回復時，強度、硬度、塑性等變化不大可見，回復時，強度、硬度、塑性等變化不大（力學性能變化不大），而會使內應力以及一（力學性能變化不大），而會使內應力以及一些物理性能得到改善。些物理性能得到改善。n回復退火：回復退火：這種只消除內應力，而保留強化效這種只消除內應力，而保留強化效果的工藝叫做果的工藝叫做低溫去應力退火（將工件加熱到低溫去應力退火（將工件加熱到較低溫度較低溫度250300、保溫、緩冷的工藝）。、保溫、緩冷的工藝）。3.2再結晶：當金屬被加熱到較高溫度時，在再結晶：當金屬被加熱到較高溫度時，在變形的晶粒內部開始出現新的小晶粒變形的晶粒內部開始出現

7、新的小晶粒新晶粒新晶粒不斷出現并長大不斷出現并長大這個過程一直進行到塑性變這個過程一直進行到塑性變形后的纖維狀晶粒完全改組為新的等軸晶粒為形后的纖維狀晶粒完全改組為新的等軸晶粒為止。止。如圖所示。如圖所示。n注意：新的晶粒重新生核和成長的過程，但注意：新的晶粒重新生核和成長的過程，但晶晶格的型式格的型式并不發生變化，仍與舊晶粒的晶格型并不發生變化，仍與舊晶粒的晶格型式相同，所以稱為再結晶。式相同，所以稱為再結晶。T再 =0.4T熔n再結晶退火：再結晶退火：將冷變形的金屬加熱到再結晶溫將冷變形的金屬加熱到再結晶溫度以上，使其發生再結晶的處理過程，稱為再度以上，使其發生再結晶的處理過程，稱為再結晶

8、退火。結晶退火。4.金屬的冷變形和熱變形：金屬的冷變形和熱變形：4.1冷變形：在再結晶溫度以下的變形；具有冷冷變形：在再結晶溫度以下的變形；具有冷變形強化現象；變形強化現象；4.2熱變形：在再結晶溫度以上的變形；熱變形：在再結晶溫度以上的變形；n動態再結晶；動態再結晶；n改善鑄態組織結構，具有高力學性能的細晶粒改善鑄態組織結構，具有高力學性能的細晶粒再結晶組織；再結晶組織；n壓力加工多采用熱變形；壓力加工多采用熱變形；熱軋鋼帶熱軋鋼帶冷軋鋼帶冷軋鋼帶5.纖維組織：鑄錠在壓力加工中產生塑性變形時，纖維組織：鑄錠在壓力加工中產生塑性變形時，基體金屬的晶粒形狀和沿晶界分布的雜質形狀基體金屬的晶粒形狀

9、和沿晶界分布的雜質形狀都發生了變形，沿變形方向呈纖維狀，這種結都發生了變形，沿變形方向呈纖維狀，這種結構叫做纖維組織；構叫做纖維組織；n性能呈現各向異性；性能呈現各向異性；n變形程度越大，纖維組織越明顯；變形程度越大，纖維組織越明顯；n鍛造比：金屬的變形程度通常用鍛造比來表鍛造比：金屬的變形程度通常用鍛造比來表示。示。 FFOY拔 = FO /FY鐓 = HO / Hn應用：應用：第三節第三節 金屬的可鍛性金屬的可鍛性n可鍛性：是綜合衡量材料在壓力加工時獲得優可鍛性：是綜合衡量材料在壓力加工時獲得優質零件工藝性能的一項（定性）指標。質零件工藝性能的一項（定性）指標。n塑性越好，變形抗力越小塑性

10、越好，變形抗力越小金屬的可鍛性好；金屬的可鍛性好；n變形抗力：在壓力加工過程中變形金屬作用于變形抗力：在壓力加工過程中變形金屬作用于施壓工具表面單位面積上的壓力；用施壓工具表面單位面積上的壓力；用F表示；表示；n可鍛性取決于金屬的本質和加工條件：可鍛性取決于金屬的本質和加工條件：1.金屬的本質：金屬的本質：1.1化學成分的影響：化學成分的影響：n純金屬的可鍛性優于合金；純金屬的可鍛性優于合金；n碳鋼的含碳量越低，可鍛性越好；碳鋼的含碳量越低，可鍛性越好；n鋼中含有碳化物形成元素時（鋼中含有碳化物形成元素時（Cr、Mo、W、V），），可鍛性顯著下降；可鍛性顯著下降；1.2金屬組織的影響：金屬組織的影響：n奧氏體的可鍛性好；奧氏體的可鍛性好；n晶粒細小而均勻的組織可鍛性好；晶粒細小而均勻的組織可鍛性好；2.加工條件：加工條件：2.1變形溫度的影響：變形溫度的影響：如圖所示；如圖所示； 2.2變形速度的影響：變形速度的影響：n變形速度：單位時間的變形程度；變形速度：單位時間的變形程度； 變形抗力變形速度F、Fvvva:Fvva小于小于大于大于2.3 應力狀態的影響應力狀態的影響 n 壓應力數目越多，金屬塑性越好；拉應力壓應力數目越多，金屬塑性越好；拉應力的數目越多，金屬的塑性越差；的數目越多，金屬的塑性越差；n