《机械制造基础》课程教学课件（PPT讲稿）锻造

第3章 锻 造

第3章 锻 造

3、1锻压工艺基础3.2.1金属的塑性变形轧制、锻造挤压、冲压、拉拔等成形加工工艺都是金属发生大量塑性变形的过程，而具在车、铣、刨、钻等各种切削加工工艺中，也都发生金属的塑性变形。塑性变形不仅可以使金属获得一定的形状和尺寸，而且还会引起金属内部组织与结构变化，使铸态金属的组织与性能得到一定的改善

3、1锻压工艺基础 3.2.1金属的塑性变形 轧制、锻造挤压、冲压、拉拔等成形加工工艺都是金属发生大量塑性变形 的过程，而且在车、铣、刨、钻等各种切削加工工艺中，也都发生金属的 塑性变形。塑性变形不仅可以使金属获得一定的形状和尺寸，而且还会引 起金属内部组织与结构变化，使铸态金属的组织与性能得到一定的改善

（1）塑性变形的实质塑性变形的实质是在外力的作用下金属内部的原子沿一定的晶面和晶向产生了滑移的结果

（1）塑性变形的实质 塑性变形的实质是在外力的作用下金属内部的原子沿一定的晶面和 晶向产生了滑移的结果

1）单晶体的塑性变形实验表明，晶体只有在切应力作用下才会发生塑性变形室温下，单晶体的塑性变形主要是通过滑移和李生进行的。滑移是指在切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿滑移面作整体滑动右图为单晶体在切应力作用下的滑移变形过程单晶体在切应力作用下的滑移变形

1）单晶体的塑性变形 室温下，单晶体的塑性变形 主要是通过滑移和孪生进行 的。滑移是指在切应力作用 下，晶体的一部分相对于另 一部分沿滑移面作整体滑动， 右图为单晶体在切应力作用 下的滑移变形过程。 实验表明，晶体只有在切应力作用下才会发生塑性变形

2多晶体的塑性变形大量实验结果表明：多晶体的塑性变形正是由于存在着晶界和各晶粒的位向差别，其变形抗力要比同种金属的单晶体高得多

2）多晶体的塑性变形 大量实验结果表明：多晶体的塑性变形正是由于存在着晶界和 各晶粒的位向差别，其变形抗力要比同种金属的单晶体高得多

3.2.2变形后金属的组织和性能1.加工硬化、回复和再结晶金属材料经塑性变形后，其组织和性能变化?组织上的变化表现为：晶粒沿金属流动方向伸长，晶格畸变，位错密度增加，产生内应力，产生碎晶。性能上的变化表现为：随着变形程度的增加，强度及硬度显著提高，而塑性和韧性则很快下降。变形度愈大，性能的变化也愈大

3.2.2变形后金属的组织和性能 1.加工硬化、回复和再结晶 金属材料经塑性变形后，其组织和性能变化 •组织上的变化表现为：晶粒沿金属流动方向伸长，晶格畸变，位错密度增 加，产生内应力，产生碎晶。 •性能上的变化表现为：随着变形程度的增加，强度及硬度显著提高，而塑 性和韧性则很快下降。变形度愈大，性能的变化也愈大

1）加工硬化由于塑性变形的变形度增加，使金属的强度、硬度提高，而塑性下降的现象称为加工硬化或冷作硬化。加工硬化现象在工程技术中具有重要的实用意义：加工硬化更是唯一有效的强化方法加工硬化还可以在一定程度上提高构件在使用过程中的安全性加工硬化也有其不利的一面。由于它使金属塑性降低，给进一步冷塑性变形带来困难，并使压力加工时能量消耗增大为了消除加工硬化效应，恢复材料的塑性，以便继续进行变形加工，或为了消除变形过程中产生的内应力，就要对工件进行退火处理

1）加工硬化 由于塑性变形的变形度增加，使金属的强度、硬度提高，而塑性下降 的现象称为加工硬化或冷作硬化。 加工硬化现象在工程技术中具有重要的实用意义： •加工硬化更是唯一有效的强化方法。 •加工硬化还可以在一定程度上提高构件在使用过程中的安全性。 •加工硬化也有其不利的一面。由于它使金属塑性降低，给进一步冷塑性变 形带来困难，并使压力加工时能量消耗增大。 为了消除加工硬化效应，恢复材料的塑性，以便继续进行变形加工，或为 了消除变形过程中产生的内应力，就要对工件进行退火处理

2）回复经塑性变形后的工件，在退火加热温度不太高时，冷变形金属的显微组织无明显的变化，只能使内应力明显降低和消除，金属的力学性能没有显著变化，即强度、硬度下降很少，塑性提高不多，这一过程称为回复

2）回复 经塑性变形后的工件，在退火加热温度不太高时，冷变形金属的显微 组织无明显的变化，只能使内应力明显降低和消除，金属的力学性能 没有显著变化，即强度、硬度下降很少，塑性提高不多，这一过程称 为回复

3）再结晶当加热温度较高，塑性变形后金属被拉长的晶粒重新形核、结晶，变为等轴晶粒，称为再结晶纯金属的再结晶温度与熔点的大致关系是T再~0.4T熔（K）

3）再结晶 当加热温度较高，塑性变形后金属被拉长的晶粒重新形核、结晶，变 为等轴晶粒，称为再结晶。 •纯金属的再结晶温度与熔点的大致关系是 Ｔ再≈0.4Ｔ熔（Ｋ）

（2）塑性变形的分类和对金属组织和性能的影响根据变形时的温度，金属的塑性变形分为冷变形和热变形。1）冷变形金属在其再结晶温度以下进行塑性变形称为冷变形。冷变形加工后金属内部形成纤维组织，变形后金属具有明显的加工硬化现象，所以冷变形的变形量不宜过大，避免工件撕裂或降低模具寿命冷变形加工具有精度高、表面质量好、力学性能好的特点，广泛应用于板料冲压、冷挤压、冷及冷轧等常温变形加工

（2）塑性变形的分类和对金属组织和性能的影响 根据变形时的温度，金属的塑性变形分为冷变形和热变形。 1）冷变形 金属在其再结晶温度以下进行塑性变形称为冷变形。 冷变形加工后金属内部形成纤维组织，变形后金属具有明显的加工硬化 现象，所以冷变形的变形量不宜过大，避免工件撕裂或降低模具寿命。 冷变形加工具有精度高、表面质量好、力学性能好的特点，广泛应用于 板料冲压、冷挤压、冷镦及冷轧等常温变形加工