《材料成型技术基础》课程教学课件（PPT讲稿）塑性加工成形（一）塑性成形概述、塑性成形基础 2.1 塑性成型实质和变形抗力 2.2 塑性变形的组织与性能 塑性成形工艺 3.1 自由锻

如何成形！能够成形性能最优便捷经济

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第一节塑性成形概述齿轮坏的锻造过程

齿轮坯的锻造过程

第一节塑性成形概述 塑性成形(Plasticity Deformation) 基本特征是在外力作用下，利用固态金属的塑性，使金属 改变形状。 获得原材料、毛坯或零件的主要方法 热变形加工 冷变形加工 锻压是锻造与冲压的总称。对坯料施加外力，使其产生塑 性变形，改变尺寸、形状，改善性能，用以制造机械零件、 工件或毛坯的成形加工方法

⚫ 基本特征是在外力作用下，利用固态金属的塑性，使金属 改变形状。 ⚫ 获得原材料、毛坯或零件的主要方法 ⚫ 锻压是锻造与冲压的总称。对坯料施加外力，使其产生塑 性变形，改变尺寸、形状，改善性能，用以制造机械零件、 工件或毛坯的成形加工方法。 ◆ 塑性成形（Plasticity Deformation） 热变形加工 冷变形加工

第一节塑性成形概述锻压的优点晶粒细化、加工硬化和锻造流线提高金属的机械性能：节约金属材料和切削加工工时：具有较高的生产率：机械化生产锻压的缺点不能直接锻制形状复杂的零件，尤其是内腔复杂件：尺寸精度不高，需要重型的机器设备和复杂的工装模具：生产现场劳动条件较差

⚫ 提高金属的机械性能； ⚫ 节约金属材料和切削加工工时； ⚫ 具有较高的生产率； ⚫ 不能直接锻制形状复杂的零件，尤其是内腔复杂件； ⚫ 尺寸精度不高，需要重型的机器设备和复杂的工装模具； ⚫ 生产现场劳动条件较差。 ◆ 锻压的优点 机械化生产 晶粒细化、加工硬化和锻造流线 ◆ 锻压的缺点

第一节塑性成形概述自由锻造成型塑性成形方法2、胎膜中弯曲完全墩粗1、实心冲头双面冲孔2、芯棒拔长

◆ 塑性成形方法 自由锻造成型

第一节塑性成形概述塑性成形方法轧制挤压拉拔冲压成型S0DDO50555D00000剪切拉深胀形

◆ 塑性成形方法 轧制 挤压 拉拔 剪切 拉深 胀形 冲 压 成 型

第二节 塑性成形基础 2.1塑性成型实质和变形抗力 塑性成形的实质 塑性成形实质：在外力作用下产生不可恢复的塑性变形。 衡量金属塑性成形能力的指标： 塑性：金属产生塑性变形而不破坏的能力。可以用最大变 形程度来表示塑性的高低。 组织结构敏感。 既取决于金属的本质，还与变形条件有关

2.1 塑性成型实质和变形抗力 ◆ 塑性成形的实质 ⚫ 塑性成形实质：在外力作用下产生不可恢复的塑性变形。 ⚫ 衡量金属塑性成形能力的指标：塑性与变形抗力。 ⚫ 塑性：金属产生塑性变形而不破坏的能力。可以用最大变 形程度来表示塑性的高低。 组织结构敏感。 既取决于金属的本质，还与变形条件有关

第二节塑性成形基础2.1塑性成型实质和变形抗力单晶体的塑性变形·滑移：在切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿着一定的晶面（滑移面）和晶向（滑移方向）产生相对位移，且不破坏晶体内部原子排列的规律性的塑变方式。·李生：在切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面和晶向发生均匀错移

◆单晶体的塑性变形 • 滑移: 在切应力作用下，晶体的一部 分相对于另一部分沿着一定的晶面 （滑移面）和晶向（滑移方向）产 生相对位移，且不破坏晶体内部原 子排列的规律性的塑变方式。 • 孪生： 在切应力作用下，晶体的一部 分相对于另一部分沿一定的晶面和 晶向发生均匀错移。 2.1 塑性成型实质和变形抗力

第二节塑性成形基础2.1塑性成型实质和变形抗力表面的滑移台阶·滑移和李生的区别：>李晶面品轴保持直线晶轴改变位向李品区城a)b)图8-9滑移与李晶的识别a）循移造成表面台阶b）李晶形成表面浮突滑移李生相同点1切变；2沿一定的晶面、晶向进行；3不改变结构。改变，形成镜面对称关系（对抛晶体位向不改变（对抛光面观察无光面观有重现性）重现性）：滑移方向上原子间距的整小于李生方向上的原子间位移量数倍，较大。距，较小。不同点对塑变的贡献很大，总变形量大。有限，总变形量小。变形应力有一定的临界分切压力所需临界分切应力远高于滑移变形条件一般先发生滑移清移困难时发生变形机制全位错运动的结果分位错运动的结果

2.1 塑性成型实质和变形抗力 • 滑移和孪生的区别: 滑移 孪生 相同点 1 切变；2 沿一定的晶面、晶向进行；3 不改变结构。 不 同 点 晶体位向 不改变（对抛光面观察无 重现性）。 改变，形成镜面对称关系（对抛 光面观察有重现性） 位移量 滑移方向上原子间距的整 数倍，较大。 小于孪生方向上的原子间 距，较小。 对塑变的贡献 很大，总变形量大。 有限，总变形量小。 变形应力 有一定的临界分切压力 所需临界分切应力远高于 滑移 变形条件 一般先发生滑移 滑移困难时发生 变形机制 全位错运动的结果 分位错运动的结果 滑移 孪生 相同点 1 切变；2 沿一定的晶面、晶向进行；3 不改变结构。 不 同 点 晶体位向 不改变（对抛光面观察无 重现性）。 改变，形成镜面对称关系（对抛 光面观察有重现性） 位移量 滑移方向上原子间距的整 数倍，较大。 小于孪生方向上的原子间 距，较小。 对塑变的贡献 很大，总变形量大。 有限，总变形量小。 变形应力 有一定的临界分切压力 所需临界分切应力远高于 滑移 变形条件 一般先发生滑移 滑移困难时发生 变形机制 全位错运动的结果 分位错运动的结果 滑移 孪生 相同点 1 切变；2 沿一定的晶面、晶向进行； 沿一定的晶面、晶向进行；3 不改变结构。 不 同 点 晶体位向 不改变（对抛光面观察无 重现性）。 改变，形成镜面对称关系（对抛 光面观察有重现性） 位移量 滑移方向上原子间距的整 数倍，较大。 小于孪生方向上的原子间 距，较小。 对塑变的贡献 很大，总变形量大。 有限，总变形量小。 变形应力 有一定的临界分切压力 所需临界分切应力远高于 滑移 变形条件 一般先发生滑移 滑移困难时发生 变形机制 全位错运动的结果 分位错运动的结果

第二节塑性成形基础2.1塑性成型实质和变形抗力多晶体的塑性变形变形复杂性：包括晶内塑性变形和晶界变形。2变形抗力大：晶界阻碍滑移的作用强烈。3.变形不均匀：各晶粒取向不同，晶内变形量比晶界附近区变形量大。晶粒细化是降低多晶体塑性变形不均匀性的重要措施5030040Polycrystalosassss02002Single crystal100(multiple slip)06)变形后α)变形前104022030Strain (percent)多晶体的性变塑形示意图图2-6

2.1 塑性成型实质和变形抗力 1. 变形复杂性：包括晶内塑性变形和晶界变形。 2. 变形抗力大：晶界阻碍滑移的作用强烈。 3. 变形不均匀：各晶粒取向不同，晶内变形量比晶界附近区变形量大。 ◆多晶体的塑性变形 晶粒细化是降低多晶体塑性变形不均匀性的重要措施