机械制造基础第二篇锻压成形第一讲金属塑性变形1

机械制造基础第二篇锻压成形第一讲金属塑性变形

01金属塑性变形的基本概念与原理金属塑性变形的定义金属在外力作用下，发生永久形状和尺寸的改变塑性变形后的金属仍具有一定的强度和硬度金属塑性变形的分类单轴应力塑性变形：在金属试样上施加单轴应力，使其发生塑性变形多轴应力塑性变形：在金属试样上施加多轴应力，使其发生塑性变形冲击塑性变形：在金属试样上施加冲击载荷，使其发生塑性变形金属塑性变形的定义与分类金属塑性变形的机理金属塑性变形的微观机理位错理论：金属塑性变形的主要原因是位错的运动和塞积晶界滑移：在多晶金属中，晶界滑移也是塑性变形的重要机理金属塑性变形的宏观机理塑性变形抗力：金属在塑性变形过程中需要克服塑性变形抗力塑性变形能力：金属的塑性变形能力与其化学成分、组织结构和温度等因素有关金属本身的因素化学成分：金属的化学成分对其塑性变形能力有重要影响组织结构：金属的组织结构对其塑性变形能力有重要影响缺陷：金属内部的缺陷对其塑性变形能力有重要影响外部条件的影响温度：金属的温度对其塑性变形能力有重要影响应力状态：金属在不同应力状态下，其塑性变形能力有所不同加载速度：金属在不同加载速度下，其塑性变形能力有所不同金属塑性变形的影响因素02金属塑性变形的基本规律在金属塑性变形过程中，应力与应变之间的关系曲线应力-应变曲线的定义线性弹性应力-应变曲线：在金属的弹性变形阶段，应力与应变呈线性关系非线性弹性应力-应变曲线：在金属的塑性变形阶段，应力与应变呈非线性关系屈服平台应力-应变曲线：在金属的屈服阶段，应力与应变基本保持恒定强化阶段应力-应变曲线：在金属的强化阶段，应力随应变增加而增加应力-应变曲线的类型金属塑性变形的应力-应变曲线屈服准则的定义描述金属在塑性变形过程中，应力达到屈服点时的条件常见的屈服准则Mises屈服准则：当金属的等效应力达到屈服应力时，金属发生屈服Tresca屈服准则：当金属的最大主应力达到屈服应力时，金属发生屈服Hill屈服准则：当金属的等效应力和等效应变满足一定关系时，金属发生屈服金属塑性变形的屈服准则硬化规律的定义描述金属在塑性变形过程中，塑性变形抗力随应变增加而增加的规律常见的硬化规律线性硬化规律：金属的塑性变形抗力随应变增加呈线性增加非线性硬化规律：金属的塑性变形抗力随应变增加呈非线性增加指数硬化规律：金属的塑性变形抗力随应变增加呈指数增加金属塑性变形的硬化规律03金属塑性变形的工艺方法自由锻造成形工艺自由锻造成形工艺的定义通过锤击、压力机等工具，对金属进行自由塑性变形的工艺方法自由锻造成形工艺的特点金属在塑性变形过程中，可以自由流动，容易充满型腔可以获得复杂形状的锻件，且力学性能较好模锻造成形工艺模锻造成形工艺的定义通过模具对金属进行塑性变形的工艺方法模锻造成形工艺的特点可以获得精度较高、形状复杂的锻件生产效率高，适合大规模生产特种锻造成形工艺的定义针对特定金属和零件，采用特殊工艺进行的塑性变形方法特种锻造成形工艺的特点可以获得特殊性能和形状的锻件生产工艺复杂，需要专业知识和设备特种锻造成形工艺04金属塑性变形的设备与工具锻压设备的分类与选择锻压设备的分类自由锻压设备：如空气锤、蒸汽锤等模锻压设备：如热模锻压力机、冷模锻压力机等锻压设备的选择根据锻件的形状、尺寸和材料选择合适的锻压设备考虑生产效率、能源消耗和投资成本等因素锻压模具的设计与制造锻压模具的设计根据锻件的形状、尺寸和材料设计模具考虑模具材料、使用寿命和加工制造工艺等因素锻压模具的制造采用切削加工、铸造、锻造等方法制造模具考虑模具精度、表面质量和生产成本等因素锻压工艺装备的选择根据锻件的形状、尺寸和材料选择合适的工艺装备考虑工艺装备材料、使用寿命和加工制造工艺等因素锻压工艺装备的应用合理使用工艺装备，提高生产效率和产品质量定期维护保养工艺装备，保证其正常运转锻压工艺装备的选择与应用05金属塑性变形的实例分析汽车覆盖件的特点形状复杂、尺寸较大要求高强度、良好的表面质量和抗腐蚀性能锻造成形工艺采用模锻造成形工艺，如热模锻压力机考虑模具设计、材料选择和工艺参数等因素汽车覆盖件锻造成形实例航空发动机涡轮盘锻造成形实例涡轮盘的特点形状复杂、材料特殊要求高强度、良好的高温性能和抗疲劳性能锻造成形工艺采用特种锻造成形工艺，如真空熔炼、定向凝固等考虑工艺参数、设备选择和材料性能等因素核电压力容器的特点尺寸较大、材料特殊要求高强度、良好的