塑性成型原理（第六节塑性影响因素-外部因素）

1、上节主要内容回顾上节主要内容回顾学习学习“出生新西兰、出生新西兰、J.J.J.J.汤姆逊研究生、汤姆逊研究生、卡文迪许卡文迪许实验室主任、实验室主任、英国皇家学英国皇家学会会会长、在会长、在剑桥剑桥逝世，与逝世，与牛顿牛顿和和法拉第法拉第并排安葬，享年并排安葬，享年6666岁岁”欧内斯特欧内斯特卢瑟福卢瑟福a a粒子散射实验粒子散射实验发现并命名质子发现并命名质子人工核反应人工核反应思考思考碳钢的塑性随温度变化图碳钢的塑性随温度变化图区区（超低温度区）（超低温度区）-原子热振动能力、晶界脆化物脆化原子热振动能力、晶界脆化物脆化 区区（200-400 ）-氧化物、氮化物沉淀在晶界、滑移面氧化物、

2、氮化物沉淀在晶界、滑移面区区（800-950 ）-铁素体和奥氏体共存、低熔点共晶铁素体和奥氏体共存、低熔点共晶区（区（1250 ）-过热、过烧，晶粒粗大、低熔点共晶过热、过烧，晶粒粗大、低熔点共晶金属塑性金属塑性降低区降低区金属塑性金属塑性增高区增高区1区区（100-200 ）-原子热振动能力原子热振动能力2区区（700-800 ）-回复和再结晶回复和再结晶3区区（950-1250 ）-均匀一致奥氏体均匀一致奥氏体纯铝纯铝无氧铜无氧铜几种铝合金及铜合金的塑性图几种铝合金及铜合金的塑性图 超硬铝合金超硬铝合金H68H68QsnQsn6.5-0.46.5-0.4晶粒粗大化晶粒粗大化金属间化合物金属

3、间化合物析出物析出物第二相第二相2.2.应变速率应变速率应变速率对塑性影响的示意图应变速率对塑性影响的示意图a-b: 加工硬化加工硬化软化软化 热效应热效应塑性成形设塑性成形设备工作速度备工作速度水压机水压机 1-10cm/s1-10cm/s机械压力机机械压力机 30-100cm/s30-100cm/s通用锻锤通用锻锤 500-900cm/s500-900cm/sc-d: 加工硬化加工硬化软化软化 热效应热效应铝合金冷挤压时因热效应所增加的温度铝合金冷挤压时因热效应所增加的温度合合 金金 号号挤压系数挤压系数挤压速度（毫挤压速度（毫米米/ /秒）秒）金属温度金属温度 L4L4111115015

4、0158-195158-195LD2LD211-1611-16150150294-315294-315LY11LY1111-1611-16150150340-350340-350LY11LY1131316565308308不同变形温度下变形速率对塑性影响规律不同变形温度下变形速率对塑性影响规律接近熔化区接近熔化区-变形速率剧增，则塑性降低变形速率剧增，则塑性降低 热变形区热变形区（0.5-0.9T0.5-0.9TM M ）-塑性好，热脆性降低塑性好，热脆性降低温变形区温变形区（0.2-0.5 0.2-0.5 T TM M ）-晶内变形为主晶内变形为主冷变形区（冷变形区（0-0.2 T0-0.2

5、 TM M ）-与温变形相似与温变形相似金属塑性金属塑性变化变化高速率成形被认为是加工不易加工金属的好高速率成形被认为是加工不易加工金属的好成形方法（钛和耐热合金）成形方法（钛和耐热合金）基于红外热像技术的金属材料疲劳性能研基于红外热像技术的金属材料疲劳性能研究方法究方法基于红外热像技术的金属材料疲劳性能研基于红外热像技术的金属材料疲劳性能研究方法究方法材料在循环载荷作用下产生的塑性材料在循环载荷作用下产生的塑性变形经不断累积会引起疲劳破坏变形经不断累积会引起疲劳破坏, ,这这个过程所耗的塑性功绝大部分以热个过程所耗的塑性功绝大部分以热量形式耗散量形式耗散, ,因此寻找热耗散温度变因此寻找热耗

6、散温度变化过程与疲劳极限及寿命之间的关化过程与疲劳极限及寿命之间的关系很有意义。系很有意义。3 3应力状态应力状态大理石和红砂石三向受压的试验结果大理石和红砂石三向受压的试验结果1 1 - -轴向压力轴向压力；2 2- -侧向压力侧向压力卡尔曼的试验装置卡尔曼的试验装置1-1-压压力柱；力柱；2-2-试样；试样；3-3-试验试验腔室；腔室；4-4-液体注入处液体注入处通过改变应力状态提高金属塑性通过改变应力状态提高金属塑性通过改变应力状态提高金属塑性通过改变应力状态提高金属塑性通过改变应力状态提高金属塑性通过改变应力状态提高金属塑性包覆钢板后的塑性成型包覆钢板后的塑性成型塑性成型示意图塑性成型

7、示意图1. 拉伸应力会促进晶间变形、加速晶界的破坏，三向压拉伸应力会促进晶间变形、加速晶界的破坏，三向压应力使晶间变形困难应力使晶间变形困难2. 三向压应力有利于愈合塑性变形中晶内、晶间的各种三向压应力有利于愈合塑性变形中晶内、晶间的各种损伤损伤3. 消除杂质、液态相或组织缺陷的不良影响消除杂质、液态相或组织缺陷的不良影响4. 减轻不均匀变形而引起的附加拉应力减轻不均匀变形而引起的附加拉应力静水压力对提高金属塑性的良好影响静水压力对提高金属塑性的良好影响有没有不足之处？有没有不足之处？均质均质流体流体作用于一个物体上的压力；作用于一个物体上的压力；这是一种全方位的力，并均匀地施向物体表面的各个部位这是一种全方位的力，并均匀地施向物体表面的各个部位4 4应变状态（变形状态）应变状态（变形状态）主应变图对金属中缺陷形态的影响主应变图对金属中缺陷形态的影响轧制和挤压那个更能发挥金属的塑性能力？轧制和挤压那个更能发挥金属的塑性能力？6 6尺寸因素的影响尺寸因素的影响变形体体积对塑性的影响变形体体积对塑性的影响5 5不连续变形的不连续变形的