4-5 流动与断裂

1、第17章 材料的变形与流动本章内容：塑性变形与流动flow规律，裂纹产生，摩擦对变形的影响。本章重点：预测速度场和位移场，了解应变场及形状尺寸变化，便于选工序设计模具。171 最小阻力定律定律：变形物体各质点向着阻力最小的方向移动应用方法：调整阻力，合理充型（流动）实际应用：1) 开式模锻（飞边槽，圆角） 2) 拉深（拉深筋增加阻力） 3) 镦粗（最小周边法则，有摩擦时） 4) 拔长（拔长效率）172 影响塑变和流动的因素1721 摩擦friction无摩擦镦粗放射形流动， 有摩擦镦粗最小周边法则环形：无摩擦镦粗内外径均增加（放射形流动）1722工具形状shape of tools形状不一流动

2、阻力有差异应用：型砧制坯（效率高）1723 金属各部分之间的关系形体完整、连续，为保让其它整性，未变形区变形区总趋势：外端（未变形区）阻碍金属流动而变形区引起外端变形和应力。例：拔长，冲孔，弯曲1724 金属本身性质不均匀成分：组织，温度。 变形抗力小的部位先发生变形。应用：电热局部镦粗。结论：全面考虑影响流动和变形的因素后再加以正确分析。173 不均匀变形，附加应力与残余应力1731 均匀变形均匀变形：变形前彼此平行的平面和直线实现条件：均质，各向同性，等变形，无摩擦实际：塑性变形都是不均匀，例：镦粗圆柱体鼓形双鼓形原因：接触摩擦。 实质：不均匀流动1732 附加应力定义：物质为维持其整体性

3、，在不均匀变形后各部分之间产生相互平衡的应力产生原因：不均匀变形特点：附加应力相互平衡成对出现。定律：塑性变形时总是存在（变形总是不均匀）影响：1） 引起变形体应力状态变化，应力分布更不均匀 2） 提高了单位变形力产生附加应力时，消耗能量增加 3） 降低塑性，甚至破坏变形体 4） 造成形状歪扭，薄材：弯曲或波浪形 5） 形成残余应力，即变形结束后仍然存在1733 残余应力定义：引起应力的外因去除后物体内仍残余的应力。特点：残余应力是弹性应力，小于屈服应力。产生原因：不均匀变形（或其它）影响：1) 再次变形时应力应变更不均匀 2) 缩短制品寿命 3) 使制品变形 4) 增加塑变抗力消除方法：1)

4、 热处理：去应力退火 2) 机械处理法：表面变形结论：消除表面层的残余拉应力，利用表面层的残余压应力。174 金属的断裂裂纹 必须防止1741 断裂的物理本质17411基本类型 17412 微裂纹的形成机理微裂纹扩展断裂 微裂纹位错塞积，位错反应，位错消毁塑性应力状态1742 塑性加工中金属的断裂周向拉裂穿晶断裂锻造+字裂纹 锻圆坯中心纵裂（中心拉应力）拔长心部裂纹（中心拉应力）角裂（角部温度降低，阻力增大变形小而产生+）挤压裂纹：变形不均匀 心部不受压，外部小受拉。拉拔裂纹：变形未深入到心部，外部变形大受压，心部未变形受拉。175 塑性成形时的摩擦1751 塑性成形时摩擦的特点及影响工具与金

5、属间接触且相对运动摩擦力特点：1) 高压（5002500Mpa） 2) 变化 3) 高温（800C1200C）有利有弊：引起不均匀应力，利用飞边阻力1752 分类及机理分类机理1753 塑性成形时摩擦力计算17531 库伦摩擦条件（K）应用：三向压应力小，变形量小，冷成形17532 最大摩擦条件（按触表面间无相对滑动）应用：热变形17533 摩擦力不变条件（）应用：挤压，大变形镦粗，模锻等（三向压力大）1754 影响摩擦系数friction coefficient的因素1）金属本身 2）工具表面状态（接触表面contact surface粗糙度finish）3）变形温度 4）变形速度 5）接触

6、面上单位压力(单位接触面积contact unit area)1755 摩擦系数friction coefficient测定方法夹钳轧制法clipper-roll method：根据力平衡来计算圆环锻粗法method of upsetting circle ring：利用塑性理论做出标定曲线，然后将测试标曲线比较而得出176 塑性成形时的润滑lubrication作用：降低摩擦力 减少磨损 防止粘结 表面光洁 冷却 减少变形不均匀17.6.1 对润滑剂lubricant要求耐压 耐温 冷却 无腐蚀 无毒无害 使用方便 价廉17.6.2 常用润滑剂17.6.3 添加剂additives油性剂（减小摩擦），极压剂，抗磨剂（减小磨损），防锈剂17.6.4 表面磷化皂化处理钢的冷挤压常用17.6.5 不同塑性加工与润滑条件下