【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 3)第二相及非金屬夾雜與基體之間的力學(xué)性能和理化性能上有差異而產(chǎn)生裂紋。 ？ 1)增加靜水壓力； 2)選擇和控制合適的變形溫度和變形速度； 3)采用中間退火，以便消除變形過(guò)程中產(chǎn)生的硬化、變形不均勻、殘余應(yīng)力等； 4)提高原材料的質(zhì)量。 ？鋼的奧氏體本質(zhì)晶粒度是將鋼加熱到 930℃，保溫一段時(shí)間 (一般 3—8h)，冷卻后在室溫下放大 100 倍觀察到的晶粒大小。鋼的本事晶粒度一般反映鋼的冶金質(zhì)量，它表征鋼的工藝特性； 鋼的奧氏體實(shí)際晶粒度是指鋼加熱到某一溫度下獲得奧氏體晶粒大小。奧氏體實(shí)際晶粒度則影響零件的使用性能。 ？一般情況下，晶粒細(xì)化可以提高金屬材料的屈服強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、塑性和沖擊韌度，降低鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度。 晶粒大小的主要因素有哪些？這些因素是如何影響晶粒大小的？對(duì)于熱加工過(guò)程來(lái)說(shuō)，變形溫度、變形程度和機(jī)械阻礙物是影響形核速度和長(zhǎng)大速度的三個(gè)基本參數(shù)。下面討論這三個(gè)基本參數(shù)對(duì)晶粒大小的影響。 1)加熱溫度 (包括塑性變形前的加熱溫度和固溶處理時(shí)的加熱溫度 )溫度對(duì)原子的擴(kuò)散能力有重要影響。隨著溫度的升高，原子 (特別是晶界原子 )的移動(dòng)、擴(kuò)散能力不斷增強(qiáng)，晶粒之間并吞速度加劇，晶粒的這種長(zhǎng)大可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成。所以晶粒隨溫度升高而長(zhǎng)大是一種必然現(xiàn)象。 2)變形程度：熱變形的晶粒大小與變形程度之間的關(guān) 系和 517相似。 第一個(gè)大晶粒區(qū)，叫臨界變形區(qū)。臨界變形區(qū)是屬于一種小變形量范圍。因?yàn)槠渥冃瘟啃?，金屬?nèi)部只是局部地區(qū)受到變形。在再結(jié)晶時(shí)，這些受到變形的局部地區(qū)會(huì)產(chǎn)生再結(jié)晶核心，由于產(chǎn)生的核心數(shù)目不多，這些為數(shù)不多的核心將不斷長(zhǎng)大直到它們互相接觸，結(jié)果獲得了粗大晶粒。當(dāng)變形量大于臨界變形程度時(shí)，金屬內(nèi)部均產(chǎn)生了較大的塑性變形，由于具有了較高的畸變能，因而再結(jié)晶能同時(shí)形成較多的再結(jié)晶核心，這些核心稍微長(zhǎng)大就相互解除了，所以再結(jié)晶后獲得了細(xì)晶粒。當(dāng)變形量足夠大時(shí)，出現(xiàn)了第二個(gè)大晶粒區(qū)。該區(qū)的粗大晶 粒與臨界變形時(shí)所產(chǎn)生的大晶粒不同。一般認(rèn)為，該區(qū)是在變形時(shí)先形成變形織構(gòu)，經(jīng)再結(jié)晶后形成了織構(gòu)大晶粒所致?？赡艿脑蜻€可能是： ①由于變形程度大 (90%以上 )，內(nèi)部產(chǎn)生很大的熱效應(yīng)，引起鍛件實(shí)際變形溫度大幅度升高； ②由于變形程度大，使那些沿晶界分布的雜質(zhì)破碎并分散，造成變形的晶粒與晶粒之間局部地區(qū)直接接觸 (與織構(gòu)的區(qū)別在于這時(shí)相互接觸的晶粒位向差可以是比較大的 )，從而促使形成大晶粒。 3)機(jī)械阻礙物 :機(jī)械阻礙物的存在形式分兩類：一類是鋼在冶煉凝固時(shí)從液相直接析出的，顆粒比較大，成偏 析或統(tǒng)計(jì)分布； 另一類是鋼凝固后，在繼續(xù)冷卻過(guò)程中從奧氏體晶粒內(nèi)析出的，顆粒十分細(xì)小，分布在晶界上。后一類比前一類的阻礙作用大得多。機(jī)械阻礙物的作用主要表現(xiàn)在對(duì)晶界的釘扎作用上。一旦機(jī)械阻礙物溶入晶內(nèi)時(shí)，晶界上就不存在機(jī)械阻礙作用了，晶粒便可立即長(zhǎng)大到與所處溫度對(duì)應(yīng)的晶粒大小。對(duì)晶粒的影響，除以上三個(gè)基本因素外，還有變形速度、原始晶粒度和化學(xué)成分等。 ？①在原材料冶煉時(shí)加入一些合金元素 (如鉭、鈮、鋯、鉬、鎢、釩、鈦等 )及最終采用鋁、鈦等作脫氧劑。它們的細(xì)化作用主要 在于：當(dāng)液態(tài)金屬凝固時(shí)，那些高熔點(diǎn)化合物起彌散的結(jié)晶核心作用，從而保證獲得極細(xì)晶粒。此外這些化合物同時(shí)又都起到機(jī)械阻礙的作用，是已形成的細(xì)晶粒不易長(zhǎng)大。 ②采用適當(dāng)?shù)淖冃纬潭群妥冃螠囟取Ｋ苄宰冃螘r(shí)應(yīng)恰當(dāng)控制最高變形溫度 (既要考慮加熱溫度，也要考慮到熱效應(yīng)引起的升溫 )，以免發(fā)生聚集再結(jié)晶。如果變形量較小時(shí)，應(yīng)適當(dāng)降低變形溫度。 ③采用鍛后正火 (或退火 )等相變重結(jié)晶的方法。必要時(shí)利用奧氏體再結(jié)晶規(guī)律進(jìn)行高溫正火來(lái)細(xì)化晶粒。 ？拉伸失穩(wěn)與壓縮失穩(wěn)有什么本質(zhì)區(qū)別？塑性失穩(wěn) ：在塑性加工中，當(dāng)材料所受載荷達(dá)到某一臨界值后，即使載荷下降，塑性變形還會(huì)繼續(xù)，這種現(xiàn)象稱為塑性失穩(wěn)。壓縮失穩(wěn)的主要影響因素是剛度參數(shù)，它在塑性成形中主要表現(xiàn)為坯料的彎曲和起皺，在彈性和塑性變形范圍內(nèi)都可能產(chǎn)生； 拉伸失穩(wěn)的主要影響因素是強(qiáng)度參數(shù)，它主要表現(xiàn)為明顯的非均勻伸長(zhǎng)變形，在坯料上產(chǎn)生局部變薄或變細(xì)的現(xiàn)象，其進(jìn)一步發(fā)展是坯料的拉斷和破裂，它只產(chǎn)生于塑性變形范圍內(nèi)。 不同？桿件的壓縮失穩(wěn)表現(xiàn)為彎曲； 板料的壓縮失穩(wěn)表現(xiàn)為 起皺 些因素有關(guān)？ (P180184)，引起法蘭變形區(qū)起皺的原因是什么？在生產(chǎn)實(shí)踐中，如何防止法蘭變形區(qū)的起皺？原因：壓縮力引起的失穩(wěn)起皺。成形過(guò)程中變形區(qū)坯料的徑向拉應(yīng)力ζ 1 和切向壓應(yīng)力ζ 3 的平面應(yīng)力狀態(tài)下變形，當(dāng)切向壓應(yīng)力ζ 3 達(dá)到失穩(wěn)臨界值時(shí)，坯料將產(chǎn)生失穩(wěn)起皺。 防止方法：加設(shè)壓邊圈一、填空題 能力的數(shù)量指標(biāo)有伸長(zhǎng)率和斷面收縮率。 ，在原來(lái)變形的金屬中會(huì)重 新形成新的無(wú)畸變的等軸晶，直至完全取代金屬的冷變形組織的過(guò)程。 ： 晶內(nèi)滑移、晶內(nèi)孿生、晶界滑移和擴(kuò)散蠕變等。 ＝＋ 變張量，請(qǐng)寫出其八面體線變與八面體切應(yīng)變的表達(dá)式。 ＝； ＝。 年法國(guó)工程師屈雷斯加（ ）根據(jù)庫(kù)倫在土力學(xué)中研究成果，并從他自已所做的金屬擠壓試驗(yàn)，提出材料的屈服與最大切應(yīng)力有關(guān)，如果采用數(shù)學(xué)的方式，屈雷斯加屈服條件可表述為。 ，歸結(jié)起來(lái)主要有金屬的種類和化學(xué)成分、工具的表面狀態(tài)、接觸面上的單位壓力、變形溫度、變形速度等幾方面的因素。 ，在塑性流動(dòng)平面上滑移線上任一點(diǎn)的切線方向即為該點(diǎn)的最大切應(yīng)力方向。對(duì)于理想剛塑性材料處于平面應(yīng)變狀態(tài)下，塑性區(qū)內(nèi)各點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)不同其實(shí)質(zhì)只是平均應(yīng)力不同，而各點(diǎn)處的最大切應(yīng)力為材料常數(shù)。 ，必然有一個(gè)應(yīng)力場(chǎng)和與之對(duì)應(yīng)的速度場(chǎng)，它們滿足全部的靜可容和動(dòng)可容條件 ，此唯一的應(yīng)力場(chǎng)和速度場(chǎng)，稱之為真實(shí)應(yīng)力場(chǎng)和真實(shí)速度場(chǎng)，由此導(dǎo)出的載荷，即為真實(shí)載荷，它是唯一的。 來(lái)表示： ，則單元內(nèi)任一點(diǎn)外的應(yīng)變可表示為＝。 1金屬塑性成形有如下特點(diǎn)： 、。 1按照成形的特點(diǎn)，一般將塑性成形分為和兩大類，按照成形時(shí)工件的溫度還可以分為、和三類。 1金屬的超塑性分為和兩大類。 1晶內(nèi)變形的主要方式和單晶體一樣分為和。 其中變形是主要的，而變形是次 要的，一般僅起調(diào)節(jié)作用。 1冷變形金屬加熱到更高的溫度后，在原來(lái)變形的金屬中會(huì)重新形成新的無(wú)畸變的等軸晶，直至完全取代金屬的冷變形組織，這個(gè)過(guò)程稱為金屬的。 1常用的摩擦條件及其數(shù)學(xué)表達(dá)式。 1研究塑性力學(xué)時(shí)，通常采用的基本假設(shè)有、體積力為零、初應(yīng)力為零、。 ： 在外力作用下使金屬材料發(fā)生塑性變形而不破壞其完整性的能力。 ： 滑移和孿生。 21．影響金屬塑性的主要因素有： 化學(xué)成分、組織、變形溫度、變形速度、應(yīng)力狀態(tài)。 ： __主應(yīng)力 __的指向稱為第一主方向，由第一主方向順時(shí)針轉(zhuǎn)所得滑移線即為線。 z=。 25．塑性成形中的三種摩擦狀態(tài)分別是： 干摩擦、邊界摩擦 、 流體摩擦 。 26．對(duì)數(shù)應(yīng)變的特點(diǎn)是具有真實(shí)性、可靠性和可加 。 27．就大多數(shù)金屬而言，其總的趨勢(shì)是，隨著溫度的升高，塑性 提高。 28．鋼冷擠壓前，需要對(duì)坯料表面進(jìn)行磷化皂化 潤(rùn)滑處理。 29．為了提高潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑、耐磨、防腐等性能常在潤(rùn)滑油中加入的少量活性物質(zhì)的總稱叫添加劑 。 30．材料在一定的條件下，其拉伸變形的延伸率超過(guò)１００％的現(xiàn)象叫超塑性。 31．韌性金屬材料屈服時(shí)，密塞斯（ Mises）準(zhǔn)則較符合實(shí)際的。 32．硫元素的存在使得碳鋼易于產(chǎn)生熱脆 。 33．塑性變形時(shí)不產(chǎn)生硬化的材料叫做理想塑性材料。 34．應(yīng)力狀態(tài)中的壓 應(yīng)力，能充分發(fā)揮材料的塑性。 35．平 面應(yīng)變時(shí)，其平均正應(yīng)力 sｍ 等于 中間主應(yīng)力 s２。 36．鋼材中磷使鋼的強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性降低。 37．材料經(jīng)過(guò)連續(xù)兩次拉伸變形，第一次的真實(shí)應(yīng)變?yōu)?e１＝０ .1，第二次的真實(shí)應(yīng)變?yōu)?e２＝０ .25，則總的真實(shí)應(yīng)變 e＝ 。 38．塑性指標(biāo)的常用測(cè)量方法拉伸試驗(yàn)法與壓縮試驗(yàn)法。 39．彈性變形機(jī)理原子間距的變化； 塑性變形機(jī)理位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)為主。 二、下列各小題均有多個(gè)答案，選擇最適合的一個(gè)填于橫線上 1．塑性變形時(shí)，工具表面的粗糙度對(duì)摩擦系數(shù)的影響 A 工件表面 的粗糙度對(duì)摩擦系數(shù)的影響。 Ａ、大于； Ｂ、等于； Ｃ、小于； 2．塑性變形時(shí)不產(chǎn)生硬化的材料叫做 A 。 Ａ、理想塑性材料； Ｂ、理想彈性材料； Ｃ、硬化材料； 3．用近似平衡微分方程和近似塑性條件求解塑性成形問(wèn)題的方法稱為 B 。 Ａ、解析法； Ｂ、主應(yīng)力法； Ｃ、滑移線法； 4．韌性金屬材料屈服時(shí)， A準(zhǔn)則較符合實(shí)際的。 Ａ、密席斯； Ｂ、屈雷斯加； Ｃ密席斯與屈雷斯加； 5．由于屈服原則的限制，物體在塑性變形時(shí)，總是要導(dǎo)致最大的A 散逸，這叫最大散逸功原理。 Ａ、能量； Ｂ、力； Ｃ、應(yīng)變； 6．硫元素的存在使得碳鋼易于產(chǎn)生 A。 Ａ、熱脆性； Ｂ、冷脆性； Ｃ、蘭脆性； 7．應(yīng)力狀態(tài)中的 B 應(yīng)力，能充分發(fā)揮材料的塑性。 Ａ、拉應(yīng)力； Ｂ、壓應(yīng)力； Ｃ、拉應(yīng)力與壓應(yīng)力； 8．平面應(yīng)變時(shí)，其平均正應(yīng)力 sｍ B中間主應(yīng)力 s２。 Ａ、大于； Ｂ、等于； Ｃ、小于； 9．鋼材中磷使鋼的強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性 B。 Ａ、提高； Ｂ、降低； Ｃ、沒(méi)有變化； 10．多晶體經(jīng)過(guò)塑性變形后各晶粒沿變形方向顯著伸長(zhǎng)的現(xiàn)象稱為 A 。 Ａ、纖維組織； Ｂ、變形織構(gòu)； Ｃ、流線； 三、判斷題 1．按密塞斯屈服準(zhǔn)則所得到的最大摩擦系數(shù)μ =。 （179。） 2．塑性變形時(shí)，工具表面的粗糙度對(duì)摩擦系數(shù)的影響小于工件表面的粗糙度對(duì)摩擦系數(shù)的影響。 （ 179。 ） 3．靜水壓力的增加，對(duì)提高材料的塑性沒(méi)有影響。（ 179。 ） 4．在塑料變形時(shí)要產(chǎn)生硬化的材料叫理想剛塑性材料。 （ 179。 ） 5．塑性變形體內(nèi)各點(diǎn)的最大剪應(yīng)力的軌跡線叫滑移線。 （ √ ） 6．塑性是材料所具有的一種本質(zhì)屬性。 （ √ ） 7．塑性就是柔軟性。 （ 179。 ） 8．合金元素使鋼的塑性增加，變形拉力下降。 （179。） 9．合金鋼中的白點(diǎn)現(xiàn)象是由于夾雜引起的。 （179。） 10．結(jié)構(gòu)超塑性的力學(xué)特性為，對(duì)于超塑性金屬 m=。 （179。） 11．影響超 塑性的主要因素是變形速度、變形溫度和組織結(jié)構(gòu)。 （√） 12．屈雷斯加準(zhǔn)則與密席斯準(zhǔn)則在平面應(yīng)變上，兩個(gè)準(zhǔn)則是一致的。 （179。） 13．變形速度對(duì)摩擦系數(shù)沒(méi)有影響。 （179。） 14．靜水壓力的增加，有助于提高材料的塑性。 （√）15．碳鋼中冷脆性的產(chǎn)生主要是由于硫元素的存在所致。（179。） 16．如果已知位移分量，則按幾何方程求得的應(yīng)變分量自然滿足協(xié)調(diào)方程； 若是按其它方法求得的應(yīng)變分量，也自然滿足協(xié)調(diào)方程，則不必校驗(yàn)其是否滿足連續(xù)性條件。 （179。） 17．在塑料變形時(shí)金屬材料塑性好，變 形抗力就低，例如：不銹鋼（179。）四、簡(jiǎn)答題 1. 純剪切應(yīng)力狀態(tài)有何特點(diǎn)？答：純剪切應(yīng)力狀態(tài)下物體只發(fā)生形狀變化而不發(fā)生體積變化。 純剪應(yīng)力狀態(tài)下單元體應(yīng)力偏量的主方向與單元體應(yīng)力張量的主方向一致，平均應(yīng)力。 其第一應(yīng)力不變量也為零。 ？答：在塑性變形時(shí)，應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系有如下特點(diǎn)： (1)應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系是非線性的，因此，全量應(yīng)變主軸與應(yīng)力主軸不一定重合。 (2)塑性變形時(shí)，可以認(rèn)為體積不變，即應(yīng)變球張量為零，泊松比。 (3)對(duì)于應(yīng)變硬化材料，卸載后再重新加載時(shí)的屈服應(yīng)力就是報(bào)載時(shí)的屈服應(yīng)力，比初始屈服應(yīng)力要高。 (4)塑性變形是不可逆的，與應(yīng)變歷史有關(guān)，即應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系不再保持單值關(guān)系。 1．試簡(jiǎn)述提高金屬塑性的主要途徑。 答：可通過(guò)以下幾個(gè)途徑來(lái)提高金屬塑性： (1)提高材料的成分和組織的均勻性； (2)合理選擇變形溫度和變形速度； (3)選擇三向受壓較強(qiáng)的變形方式； (4