第7章锻压PPT格式课件下载.ppt

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据统计，全世界据统计，全世界75的钢材需经塑性成型，汽车的钢材需经塑性成型，汽车70以上的零部以上的零部件是利用金属塑性加工而成的。

件是利用金属塑性加工而成的。

4第第7章章概述概述锻压技术分类锻压技术分类锻压锻压：

锻造锻造冲压冲压其他锻压技术其他锻压技术自由锻自由锻模锻模锻胎模锻胎模锻收口收口胀形胀形弯曲弯曲翻边翻边冲裁冲裁拉深拉深多向模锻多向模锻超塑性成型超塑性成型回转成型回转成型冷变形及冷锻冷变形及冷锻精密模锻精密模锻精密冲裁精密冲裁液态模锻液态模锻高能率高成型高能率高成型粉末冶金粉末冶金/锻造锻造5第第7章章概述概述金属的塑性变形金属的塑性变形金属变形分金属变形分弹性变形弹性变形和和塑性变形塑性变形，加工中相伴出现；

，加工中相伴出现；

晶体只有在晶体只有在切应力切应力的作用下才会发生塑性变形；

的作用下才会发生塑性变形；

分类：

以以再结晶温度再结晶温度为界，金属材料的塑性变形可分为界，金属材料的塑性变形可分冷变形冷变形、温变温变形形、热变形热变形；

按按晶体类型晶体类型不同，分单晶体、多晶体的塑性变性；

不同，分单晶体、多晶体的塑性变性；

6第第7章章室温下，室温下，单晶体单晶体的塑性变形主要通过的塑性变形主要通过滑移滑移和和孪生孪生进行：

进行：

滑移滑移：

切应力作用下，晶体部分相对于晶体另一部分沿滑移面作整切应力作用下，晶体部分相对于晶体另一部分沿滑移面作整体滑动；

体滑动；

孪生孪生：

切应力使晶体部分原子相对另一部分沿某个晶面转动，使未切应力使晶体部分原子相对另一部分沿某个晶面转动，使未转动部分与转动部分的原子排列呈镜面对称。

转动部分与转动部分的原子排列呈镜面对称。

晶体在切应力作用下的滑移变形晶体在切应力作用下的滑移变形概述概述金属的塑性变形金属的塑性变形7第第7章章应力与滑移应力与滑移概述概述金属的塑性变形金属的塑性变形8第第7章章多晶体多晶体由不同晶向的晶粒组成，其塑性变形除晶粒内，还有晶粒间的由不同晶向的晶粒组成，其塑性变形除晶粒内，还有晶粒间的滑动滑动和和转动转动等晶间变形；

等晶间变形；

各种晶内变形与晶间变形的整体效果表现为各种晶内变形与晶间变形的整体效果表现为整块金属的变形整块金属的变形；

另外，晶体内的其他缺陷（如另外，晶体内的其他缺陷（如空位空位）也促进晶体的塑性变形，使得产）也促进晶体的塑性变形，使得产生塑性变形所需的实际作用力比理论值低几个数量级。

生塑性变形所需的实际作用力比理论值低几个数量级。

多晶体的塑性应变多晶体的塑性应变概述概述金属的塑性变形金属的塑性变形9第第7章章概述概述冷变形及其影响冷变形及其影响概念：

T再再以下（一般低于以下（一般低于T回回）的塑性变形，又称）的塑性变形，又称冷加工冷加工；

制品精确、表面光洁，模具不须耐高温；

塑性差，较难成形，变形功大，变形程度小；

金属材料经冷塑性变形后，随变形度增加，其强度、硬度提高，塑性金属材料经冷塑性变形后，随变形度增加，其强度、硬度提高，塑性和韧性下降，这种现象称为和韧性下降，这种现象称为加工硬化加工硬化。

10第第7章章加工硬化加工硬化的重要性：

的重要性：

常用来强化金属，提高金属的强度、硬度及耐磨性；

特别特别，是是纯金属纯金属、某些、某些铜合金铜合金及及镍铬不锈钢镍铬不锈钢等难以热处理强化等难以热处理强化材料唯一有效的强化方法（冷轧、冷拔、冷挤压）；

材料唯一有效的强化方法（冷轧、冷拔、冷挤压）；

加工硬化加工硬化不利的一面：

不利的一面：

冷轧、冷拔及深拉，由于加工硬化，塑性降低，进一步冷塑性变冷轧、冷拔及深拉，由于加工硬化，塑性降低，进一步冷塑性变形困难，故须中间热处理来消除。

形困难，故须中间热处理来消除。

概述概述冷变形及其影响冷变形及其影响11第第7章章金属材料在塑性变形过程中，由于其内部变形不均匀导致在变形后仍金属材料在塑性变形过程中，由于其内部变形不均匀导致在变形后仍残存于内部的应力，称为残存于内部的应力，称为残余应力残余应力；

残余应力残余应力的重要性：

常用常用滚压滚压或或喷丸喷丸使金属表面产生残余压应力，提高其疲劳极限；

使金属表面产生残余压应力，提高其疲劳极限；

残余应力残余应力不利的一面：

可能导致金属产生应力腐蚀以及变形开裂。

概述概述冷变形及其影响冷变形及其影响12第第7章章金属在外力作用下塑性变形时，内部晶粒也由原来等轴变为沿加工方金属在外力作用下塑性变形时，内部晶粒也由原来等轴变为沿加工方向拉长的晶粒，当变形度增加时，晶粒被显著拉长成纤维状，这种组向拉长的晶粒，当变形度增加时，晶粒被显著拉长成纤维状，这种组织称为织称为冷加工纤维组织冷加工纤维组织；

故塑性变形对金属组织的影响：

晶粒被拉长；

形成亚结构；

晶格畸变，残留应力。

概述概述冷变形及其影响冷变形及其影响13第第7章章冷变形金属的回复与再结晶：

冷变形金属的回复与再结晶：

概述概述冷变形及其影响冷变形及其影响冷变形后，金属的组织及性能均发生变化，并产生残余应力；

若冷变形后，金属的组织及性能均发生变化，并产生残余应力；

若生产要求恢复到原始状态，消除残余应力，则须相应热处理；

生产要求恢复到原始状态，消除残余应力，则须相应热处理；

随随热处理温度热处理温度的提高，冷变形金属将经历三个阶段：

的提高，冷变形金属将经历三个阶段：

回复回复再结晶再结晶晶粒长大晶粒长大14第第7章章概述概述冷变形及其影响冷变形及其影响冷变形金属的回复冷变形金属的回复概念：

加热温度较低时，冷变形金属的纤维组织无明显变化，力学加热温度较低时，冷变形金属的纤维组织无明显变化，力学性能也变化不大，但残余应力显著降低，此过程即性能也变化不大，但残余应力显著降低，此过程即回复回复；

回复温度回复温度T回回=0.10.3T熔熔；

应用：

将回复用来去除应力，故又称将回复用来去除应力，故又称低温（或去应力）退火低温（或去应力）退火；

能降低能降低/消除冷变形金属的残余应力，并保持加工硬化性能。

消除冷变形金属的残余应力，并保持加工硬化性能。

15第第7章章概述概述冷变形及其影响冷变形及其影响冷变形金属再结晶冷变形金属再结晶概念：

冷加工变形后的金属重新加热到冷加工变形后的金属重新加热到0.4T熔熔以上，被拉长而呈纤维以上，被拉长而呈纤维状的晶粒又变为等轴状晶粒，同时加工硬化与残余应力完全状的晶粒又变为等轴状晶粒，同时加工硬化与残余应力完全消除，此过程称为消除，此过程称为再结晶再结晶；

再结晶温度再结晶温度T再再0.4T熔熔；

常作冷变形加工的常作冷变形加工的中间退火中间退火，恢复材料塑性以便继续加工；

，恢复材料塑性以便继续加工；

故，生产实践中再结晶又称故，生产实践中再结晶又称再结晶退火再结晶退火。

再结晶视频再结晶视频16第第7章章概述概述热变形热变形概念概念：

再结晶温度（再结晶温度（T再再）以上的塑性变形，又称）以上的塑性变形，又称热加工热加工；

特点特点：

可使金属中的气孔和疏松焊合，改善夹杂物、碳化物的形态、可使金属中的气孔和疏松焊合，改善夹杂物、碳化物的形态、大小和分布，提高强度、塑性及冲击韧度；

大小和分布，提高强度、塑性及冲击韧度；

热加工时铸锭中非金属夹杂物沿变形方向被拉长成热加工时铸锭中非金属夹杂物沿变形方向被拉长成纤维组织纤维组织（热加工流线热加工流线），再结晶不能改变纤维状组织的分布形态；

，再结晶不能改变纤维状组织的分布形态；

纤维组织使金属材料呈各向异性，纵向（沿纤维方向）的纤维组织使金属材料呈各向异性，纵向（沿纤维方向）的力力学性能学性能明显高于横向（垂直纤维方向）。

明显高于横向（垂直纤维方向）。

17第第7章章概述概述温变形温变形概念概念：

温度在温度在T回回与与T再再之间的塑性变形；

之间的塑性变形；

温热变形中既有温热变形中既有加工硬化加工硬化，又有，又有回复回复或或再结晶再结晶现象；

现象；

温热变形的工件，其强度和尺寸精度比热变形高，而变形抗温热变形的工件，其强度和尺寸精度比热变形高，而变形抗力比冷变形低；

力比冷变形低；

如如，温热挤压、半热锻等。

温热挤压、半热锻等。

18第第7章章概述概述金属的可锻性金属的可锻性概念概念：

金属与合金材料锻压加工时的难易程度；

一般用一般用塑性塑性和和变形抗力变形抗力衡量，塑性越高，变形抗力越低，则衡量，塑性越高，变形抗力越低，则可锻性越好；

可锻性越好；

金属及合金的可锻性金属及合金的可锻性影响因素影响因素：

材料的本质材料的本质：

变形条件变形条件：

化学成分化学成分组织结构组织结构变形温度变形温度变形速度变形速度变形方式变形方式19第第7章章材料本质材料本质的影响：

的影响：

化学成分化学成分：

纯金属比合金好：

碳与合金元素越多、成分越复杂，可锻性越差；

组织结构组织结构：

纯金属和单相固溶体可锻性好：

金属化合物使可锻性变差；

铸态组织、粗晶组织可锻性差。

概述概述金属的可锻性金属的可锻性20第第7章章变形条件变形条件的影响：

变形温度变形温度：

合适的始锻、终锻温度范围（单相合适的始锻、终锻温度范围（单相A，再结晶过程，再结晶过程快），可锻性好；

过高、过低均变差：

快），可锻性好；

变形速度变形速度：

变形速度是指单位时间内的变形量；

普通锻压（普通锻压（低速低速），回复、再结晶不足以消除由塑），回复、再结晶不足以消除由塑性变形所产生的加工硬化；

性变形所产生的加工硬化；

变形速度增加，塑性下降，变形抗力增加，锻造性变形速度增加，塑性下降，变形抗力增加，锻造性降低；

降低；

概述概述金属的可锻性金属的可锻性21第第7章章变形条件变形条件的影响：

塑性差的材料（如高合金钢）宜采用较低的变形速度塑性差的材料（如高合金钢）宜采用较低的变形速度（即用液压机而不用锻锤）成形；

（即用液压机而不用锻锤）成形；

但高于临界速度时，产生大量变形热，加快了再结晶但高于临界速度时，产生大量变形热，加快了再结晶速度，塑性增加，变形抗力下降，锻造性提高；

速度，塑性增加，变形抗力下降，锻造