金屬工藝學(xué)第三篇鍛造(已修改)
2025-03-05 02:03 本頁面
【正文】 第三篇 金屬的塑性成形工藝鍛造工藝沖壓工藝軋制工藝擠壓工藝其他特種成形工藝 塑性成型工藝（也稱壓力加工）：在不破壞金屬自身完整性的情況下，利用 外力 的作用使金屬發(fā)生 塑性變形 獲得毛坯或零件的加工方法，稱為。 外力： 沖擊力 （錘類設(shè)備） 和 壓力 （軋機(jī)和壓力機(jī)）167。1 金屬塑性變形實(shí)質(zhì)近代物理的金屬滑移與位錯(cuò)理論表明：金屬的塑性變形是由于金屬在外力作用下，晶粒之間產(chǎn)生相對移動的結(jié)果?；泼嬲w剛性滑移ττττ線缺陷多晶體的塑性變形可以看作是：單個(gè)晶粒的位錯(cuò)及晶粒之間的滑動和轉(zhuǎn)動的綜合結(jié)果。P從以上的分析可知 ： 金屬在發(fā)生塑性變形時(shí)，是從彈性 塑性的過程，其中一定存在 “殘余 ”的彈性變形，當(dāng)外力去除后，彈性變形將恢復(fù)，既 “彈復(fù) ”現(xiàn)象。彈復(fù)現(xiàn)象的存在，對金屬的壓力加工精度 產(chǎn)生很大的影響。如：產(chǎn)生尺寸誤差。167。2 塑性變形后金屬的組織和性能一、金屬塑性變形后的組織和性能 在常溫下經(jīng)塑性變形后，金屬內(nèi)部組織將發(fā)生如下變化 ： ① 晶粒沿變形最大的方向伸長；② 晶格與晶粒均發(fā)生扭曲，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力；③ 晶粒間產(chǎn)生碎晶。加工硬化 :隨著塑性變形量的增加，金屬的強(qiáng)度和硬度逐漸升高，塑性、韌性逐漸降低的現(xiàn)象。又稱冷變形強(qiáng)化。有利：強(qiáng)化金屬材料，可通過冷軋、噴丸等方法對金屬進(jìn)行強(qiáng)化的理論根據(jù)。不利：進(jìn)一步的塑性變形帶來困難。是一種不穩(wěn)定現(xiàn)象，有自發(fā)回復(fù)到溫度狀態(tài)的傾向。 溫度升高，原子獲得了熱能，熱運(yùn)動就會加劇， 使原子排列回復(fù)到正常狀態(tài)，從而消除晶格扭曲，并部分消除加工硬化，這個(gè)過程稱為 回復(fù) 。 T回 = (～ )T熔 當(dāng)溫度繼續(xù)升高時(shí)，金屬原子獲得更多的熱能，開始以碎晶或雜質(zhì)為核心結(jié)晶成細(xì)小而均勻的再結(jié)晶新晶粒，從而消除全部加工硬化，這個(gè)過程稱為 再結(jié)晶 。 T再 = T熔 在再結(jié)晶溫度以上加熱已產(chǎn)生加工硬化的金屬，使其發(fā)生再結(jié)晶而再次獲得良好的塑性，這種操作工藝稱為 再結(jié)晶退火 。 這一特性在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用：如冷軋帶鋼通過再結(jié)晶退火，提高材料的綜合性能，尤其是塑性。進(jìn)一步可用冷軋帶鋼來加工鋼窗型材等。如在板料拉深工藝中，通過退火提高塑性可增加變形程度。如日用品中的臉盆、飯缸等。 當(dāng)金屬在大大高于再結(jié)晶溫度下受力變形時(shí)，冷變形強(qiáng)化和再結(jié)晶過程同時(shí)存在，變形中的強(qiáng)化和硬化隨即被再結(jié)晶過程消除。二、金屬塑性變形分類 在再結(jié)晶溫度以上的塑性變形稱為 :熱變形 在再結(jié)晶溫度以下的塑性變形稱為 :冷變形 1 . 熱變形及其影響1）不產(chǎn)生加工硬化2）使組織得到改善，提高了力學(xué)性能① 細(xì)化晶粒； ② 壓合了鑄造缺陷；3）形成纖維組織③ 組織致密。2 . 纖維組織 鑄錠在壓力加工中產(chǎn)生塑性變形時(shí)，基體金屬的晶粒形狀和沿晶界分布的雜質(zhì)形狀都將沿著變形方向被拉長，呈纖維狀，叫纖維組織。 變形程度越大，纖維組織越明顯。為了獲得具有最佳力學(xué)性能的零件，應(yīng)充分利用纖維組織的方向性．一般應(yīng)遵循兩項(xiàng)原則：① 使纖維分布與零件的輪廓相符合而不被切斷；② 使零件所受的最大拉應(yīng)力與纖維方向一致，最大切應(yīng)力與纖維方向垂直。三、纖維組織的利用原則 存在纖維組織的金屬，具有各向異性的性質(zhì) : （ 1）在 平行 于纖維組織的方向上：塑性、韌性提高，材料的 抗拉強(qiáng)度提高（ 2）在 垂直 于纖維組織的方向上：塑性、韌性降低，材料的 抗剪強(qiáng)度提高四、 鍛造比 金屬的變形程度通常用鍛造比來表示。即：AAOY拔 = AO /AY鐓 = HO / H 0H H AO 、 A——坯料變形前、后的截面積。 HO 、 H——坯料變形前、后的高度。 167。3 金屬的可鍛性可鍛性 是綜合衡量材料在經(jīng)受壓力加工時(shí)獲得優(yōu)質(zhì)制品難易程度 的工藝性能。 一 . 金屬的本質(zhì) (內(nèi)因 )1. 化學(xué)成分的影響 一般情況下，純金屬的可鍛性比合金的好；碳鋼含碳量越低，可鍛性越好；合金中含有碳化物形成元素時(shí)，其可鍛性顯著降低。如鉻、鉬、釩、鎢等合金鋼都不易鍛造?？慑懶院辖鸪煞?%可鍛性常用金屬的 塑性 和 變形抗力 來綜合衡量。塑性越好，變性抗力越小，可鍛性越好。金屬的可鍛性取決于金屬的本質(zhì)和加工條件。純金屬和固溶體（如奧氏體）可鍛性好，碳化物（如滲碳體）的可鍛性差；晶粒細(xì)小而又均勻的組織可鍛性好于鑄態(tài)柱狀組織和粗晶粒組織。二、加工條件的影響 (外因 )變形溫度： 變形溫度越高，材料的可鍛性越好。注意 :若加熱溫度過高，晶
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