1、 金屬塑性加工 利用金屬的塑性，使其改變形狀、尺寸和改利用金屬的塑性，使其改變形狀、尺寸和改善性能，獲得型材、棒材、板材、線材或善性能，獲得型材、棒材、板材、線材或鍛壓件的加工方法。鍛壓件的加工方法。 種類 鍛造鍛造 沖壓沖壓 擠壓擠壓 軋制軋制 拉拔拉拔第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工1第三篇第三篇 金屬塑性加工金屬塑性加工第一章第一章 金屬的塑性變形金屬的塑性變形第二章第二章 鍛造鍛造第三章第三章 沖壓沖壓第四章第四章 特種塑性加工方法簡介特種塑性加工方法簡介2第一節(jié)第一節(jié) 金屬塑性變形的實質(zhì)金屬塑性變形的實質(zhì)第二節(jié)第二節(jié) 塑性變形對金屬組織性能的影響塑性變形對金屬組織性能的影響第三

2、節(jié)第三節(jié) 金屬的可鍛性金屬的可鍛性3壓力加工：在外力作用下，使金屬產(chǎn)生塑性變形，獲得一定幾何形狀、尺寸和力學性能毛坯，原材料或零件的加工方法。壓力加工有自由鍛自由鍛、模鍛模鍛、板料沖壓板料沖壓、軋制軋制、擠壓擠壓、拉拔拉拔等。一、塑性變形實質(zhì)一、塑性變形實質(zhì)1、單晶體塑性變形、單晶體塑性變形（1）當無外力，晶格正常排列。）當無外力，晶格正常排列。（2）外力作用使原子離開平衡位置，晶格變形。）外力作用使原子離開平衡位置，晶格變形。（3）當剪應力足夠大，沿晶面移動一個或幾個原子距離。）當剪應力足夠大，沿晶面移動一個或幾個原子距離。2、多晶體塑性變形、多晶體塑性變形多晶體是多個位向不同變形總和。特點

3、：多晶體是多個位向不同變形總和。特點：（1）變形過程復雜。）變形過程復雜。 （2）變形抗力比單晶體大的多。）變形抗力比單晶體大的多。第一節(jié) 金屬塑性變形的實質(zhì)4單晶體的滑移第一節(jié) 金屬塑性變形的實質(zhì)5第一節(jié) 金屬塑性變形的實質(zhì) 單晶體塑性變形單晶體塑性變形 位錯位錯運動引起的塑性變形運動引起的塑性變形滑移面滑移面6第一節(jié) 金屬塑性變形的實質(zhì)7 多晶體的塑性變形多晶體的塑性變形 晶內(nèi)變形晶內(nèi)變形 晶粒內(nèi)部的位錯運動晶粒內(nèi)部的位錯運動晶間變形晶間變形 晶粒間的移動和轉(zhuǎn)動晶粒間的移動和轉(zhuǎn)動“彈復彈復”現(xiàn)象現(xiàn)象8多晶體第一節(jié) 金屬塑性變形的實質(zhì)91纖維組織纖維組織 2加工硬化加工硬化3殘余內(nèi)應力殘余內(nèi)

4、應力塑性變形后塑性變形后：（1）產(chǎn)生纖維組織產(chǎn)生纖維組織，引起各向異性引起各向異性（2）晶格扭曲晶格扭曲（3）晶粒間產(chǎn)生碎晶晶粒間產(chǎn)生碎晶 使金屬的強度、硬度增加，塑性、韌性使金屬的強度、硬度增加，塑性、韌性下降，即下降，即加工硬化加工硬化。增加滑移阻力，使金。增加滑移阻力，使金屬形變強化屬形變強化第二節(jié)第二節(jié) 塑性變形對金屬性能的影響塑性變形對金屬性能的影響10 變形程度增大時，金屬的強度及硬度升高，變形程度增大時，金屬的強度及硬度升高，而塑性和韌性下降。而塑性和韌性下降。 冷變形強化（加工硬化）冷變形強化（加工硬化） 在冷變形時，隨變形程度的增加，強度在冷變形時，隨變形程度的增加，強度（b

5、 ） 、硬度（、硬度（HB）提高而塑性（）提高而塑性（）下降）下降的現(xiàn)象的現(xiàn)象11 回復：回復：將冷變形后的金屬加熱到一定的溫度后，將冷變形后的金屬加熱到一定的溫度后，使原子回復到平衡位置，晶內(nèi)殘余應力大大減小。使原子回復到平衡位置，晶內(nèi)殘余應力大大減小。 不改變晶粒形狀不改變晶粒形狀 再結(jié)晶再結(jié)晶：當溫度繼續(xù)升高到該金屬熔點絕對溫度：當溫度繼續(xù)升高到該金屬熔點絕對溫度的的0.4倍時，金屬原子獲得更多的熱能，使被拉長倍時，金屬原子獲得更多的熱能，使被拉長的晶粒重新生核、結(jié)晶，變成與原來相同的新等的晶粒重新生核、結(jié)晶，變成與原來相同的新等軸晶粒。軸晶粒。T回=(0.250.3) T熔T再= 0.

6、4 T熔12回復與再結(jié)晶回復與再結(jié)晶13 再結(jié)晶退火：再結(jié)晶退火： 在實際生產(chǎn)中，常采用加熱的方法使金屬發(fā)在實際生產(chǎn)中，常采用加熱的方法使金屬發(fā)生再結(jié)晶，從而再次獲得良好塑性。這種生再結(jié)晶，從而再次獲得良好塑性。這種工藝操作稱為工藝操作稱為。冷變形冷變形 再結(jié)晶溫度以再結(jié)晶溫度以下下的塑性變形的塑性變形-變形小、性能提高變形小、性能提高熱變形熱變形 再結(jié)晶溫度以再結(jié)晶溫度以上上的塑性變形的塑性變形-大變形、塑性加工大變形、塑性加工14第三節(jié)第三節(jié) 金屬的可鍛性金屬的可鍛性 金屬的可鍛性金屬的可鍛性是指材料在鍛造過程中經(jīng)受是指材料在鍛造過程中經(jīng)受塑性變形而不開裂的能力。塑性變形而不開裂的能力。

7、可鍛性好可鍛性好 塑性加工成形塑性加工成形 衡量可鍛性衡量可鍛性 塑性好、變形抗力小，可鍛性好塑性好、變形抗力小，可鍛性好一、金屬的本質(zhì)一、金屬的本質(zhì)1. 化學成分的影響化學成分的影響 不同化學成分的金屬其可鍛性不同不同化學成分的金屬其可鍛性不同 純金屬的可鍛性比合金好；純金屬的可鍛性比合金好； 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； 鋼中含有形成碳化物的元素鋼中含有形成碳化物的元素(如鉻、鉬、鎢、釩等如鉻、鉬、鎢、釩等) 時，其可鍛性顯著下降。時，其可鍛性顯著下降。152. 金屬組織的影響金屬組織的影響 純金屬（純金屬（奧氏體奧氏體）可鍛性好）可鍛性好 碳化物（碳化物（

8、滲碳體滲碳體）可鍛性差）可鍛性差 鑄態(tài)柱狀組織和粗晶粒結(jié)構(gòu)不如鑄態(tài)柱狀組織和粗晶粒結(jié)構(gòu)不如晶粒細小晶粒細小而又均勻的組織而又均勻的組織的可鍛性好。的可鍛性好。二、加工條件二、加工條件1. 變形溫度的影響變形溫度的影響 提高金屬變形時的溫度提高金屬變形時的溫度，是改善金屬可鍛性的有，是改善金屬可鍛性的有效措施效措施 鍛造溫度范圍鍛造溫度范圍系指始鍛溫度和終鍛溫度間的溫度系指始鍛溫度和終鍛溫度間的溫度區(qū)間。區(qū)間。162. 應變速率的影響應變速率的影響 一方面隨著變形速度的增大，回復和再結(jié)晶不能一方面隨著變形速度的增大，回復和再結(jié)晶不能及時克服冷變形強化現(xiàn)象，金屬則表現(xiàn)出塑性下及時克服冷變形強化現(xiàn)象

9、，金屬則表現(xiàn)出塑性下降、變形抗力增大，可鍛性變差。降、變形抗力增大，可鍛性變差。 另一方面，金屬在變形過程中，消耗于塑性變形另一方面，金屬在變形過程中，消耗于塑性變形的能量有一部分轉(zhuǎn)化為熱能的能量有一部分轉(zhuǎn)化為熱能(稱為稱為熱效應現(xiàn)象熱效應現(xiàn)象)，改善著變形條件。變形速度越大，熱效應現(xiàn)象越改善著變形條件。變形速度越大，熱效應現(xiàn)象越明顯，使金屬的塑性提高、變形抗力下降可鍛性明顯，使金屬的塑性提高、變形抗力下降可鍛性變得更好。變得更好。17金屬在經(jīng)受不同方法變形時，所產(chǎn)生的應力性質(zhì)金屬在經(jīng)受不同方法變形時，所產(chǎn)生的應力性質(zhì)(壓壓應力或拉應力應力或拉應力)和大小是不同的。和大小是不同的。壓應力的數(shù)目

10、越多，則金屬的塑性越好；壓應力的數(shù)目越多，則金屬的塑性越好；拉應力的數(shù)目越多，則金屬的塑性越差。拉應力的數(shù)目越多，則金屬的塑性越差。18 拉應力拉應力使金屬原子間距增大，尤其當金屬的內(nèi)部使金屬原子間距增大，尤其當金屬的內(nèi)部存在氣孔、微裂紋等缺陷時，在拉應力作用下，存在氣孔、微裂紋等缺陷時，在拉應力作用下，缺陷處易產(chǎn)生應力集中，使裂紋擴展，甚至達到缺陷處易產(chǎn)生應力集中，使裂紋擴展，甚至達到破壞報廢的程度。破壞報廢的程度。 壓應力壓應力使金屬內(nèi)部原子間距離減小，不易使缺陷使金屬內(nèi)部原子間距離減小，不易使缺陷擴展，故金屬的塑性會增高。但壓應力使金屬內(nèi)擴展，故金屬的塑性會增高。但壓應力使金屬內(nèi)部摩擦阻力增大，變形抗力亦隨之增大。部摩擦阻力增大，變形抗力亦隨之增大。 金屬的可鍛性既取決于金屬的本質(zhì)，又取決于變金屬的可鍛性既取決于金屬的本質(zhì)，又取決于變形