金属属性成型原理(塑性力学)
《金属塑性成形原理》课程讲义1
第一章 绪论一 课程简介《金属塑性成形原理》是材料成形与控制工程的一门专业理论基础课，研究金属塑性变形时在金属学和力学等方面遵循的共同基础和规律，阐明金属在塑性成形时的共性，即金属塑性成形原理是研究和探讨金属在各种塑性加工中可遵循的基础和规律，其目的在于科学地、系统地掌握金属塑性加工过程中遵循的基础和规律，为学习后续的工艺课程作理论基础，也为合理制定塑性成形工艺规范及选择设备、设计模具奠定理论基础。
金属塑性成形是金属加工的方法之一。
它是在外力作用下，利用其塑性使其成形并获得一定力学性能、形状和尺寸的零件和毛坯的加工方法。
随着冲压工艺、模锻工艺及模具技术的迅速发展，在现代工业生产中，冲压工艺、模锻工艺在航空、兵工、汽车、拖拉机、电器、电子、仪表及日用品生产中应用十分广泛，占有很重要的地位。
模具已经成为生产各种工业产品不可缺少的重要工艺装备，在国民经济中占用重要的地位。
二 金属的塑性及塑性成形1. 金属的塑性2. 塑性成形金属材料在外力作用下，利用其塑性使其成形并获得一定力学性能、形状和尺寸的零件和毛坯的加工方法。
三 金属塑性成形特点与金属切削、铸造、焊接等加工方法相比，金属塑性成形具有以下优点：（1）经过塑性加工，金属的组织、性能得到改善和提高金属在塑性加工过程中，往往要经过锻造、轧制、或者挤压等工序，这些工序使得金属的结构更加致密、组织得到改善、性能得到提高。
对于铸造组织，这种效果更加明显。
例如炼钢铸成的钢锭，其内部组织疏松多孔、晶粒粗大而且不均匀，偏析也比较严重，经过锻造、轧制或者挤压等塑性加工可以改变它的将圆柱形试样进行拉伸试验时，拉力P 与试样伸长△l之间的关系如图l-1所示。
由图可看出，当作用力P <P e （弹性极限载荷）时进行卸载，伸长沿eo 方向减小，最后伸长消失，试样恢复原来长度，这种性质称为材料弹性。
当作用力P >P c （屈服极限载荷）如加载到c 点，然后进行卸载，则伸长随载荷的减小而沿cd 变化（cd ∥eo ）。
金属塑性成型原理-知识点
名师整理精华知识点名词解释塑性成型：金属材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使其成形并获得一定力学性能的加工方法加工硬化：略动态回复：在热塑性变形过程中发生的回复动态再结晶：在热塑性变形过程中发生的结晶超塑性变形：一定的化学成分、特定的显微组织及转变能力、特定的变形温度和变形速率等，则金属会表现出异乎寻常的高塑性状态塑性：金属在外力作用下，能稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力。
屈服准则（塑性条件）：在一定的变形条件下，只有当各应力分量之间符合一定关系时，指点才开始进入塑性状态，这种关系成为屈服准则。
塑性指标：为衡量金属材料塑性的好坏，需要有一种数量上的指标。
晶粒度：表示金属材料晶粒大小的程度，由单位面积所包含晶粒个数来衡量，或晶粒平均直径大小。
填空1、塑性成形的特点（或大题？）1组织性能好（成形过程中，内部组织发生显著变化）2材料利用率高（金属成形是靠金属在塑性状态下的体积转移来实现的，不切削，废料少，流线合理）3尺寸精度高（可达到无切削或少切屑的要求）4生产效率高适于大批量生产失稳——压缩失稳和拉伸失稳按照成形特点分为1块料成形（一次加工、轧制、挤压、拉拔、二次加工、自由锻、模锻2板料成形多晶体塑性变形——晶内变形（滑移，孪生）和晶界变形超塑性的种类——细晶超塑性、相变超塑性冷塑性变形组织变化——1晶粒形状的变化2晶粒内产生亚结构3晶粒位向改变固溶强化、柯氏气团、吕德斯带（当金属变形量恰好处在屈服延伸范围时，金属表面会出现粗超不平、变形不均匀的痕迹，称为吕德斯带）金属的化学成分对钢的影响（C略、P冷脆、S热脆、N兰脆、H白点氢脆、O塑性下降热脆）；组织的影响——单相比多相塑性好、细晶比粗晶好、铸造组织由于有粗大的柱状晶粒和偏析、夹杂、气泡、疏松等缺陷、塑性降低。
摩擦分类——干摩擦、边界摩擦、流体摩擦摩擦机理——表面凹凸学说、分子吸附学说、粘着理论库伦摩擦条件T=up 常摩擦力条件t=mK塑性成形润滑——1、特种流体润滑法2、表面磷化-皂化处理3、表面镀软金属常见缺陷——毛细裂纹、结疤、折叠、非金属夹杂、碳化物偏析、异金属杂物、白点、缩口残余影响晶粒大小的主要因素——加热温度、变形程度、机械阻碍物常用润滑剂——液体润滑剂、固体润滑剂（干性固体润滑剂、软化型固体润滑剂）问答题1、提高金属塑性的基本途径1、提高材料成分和组织的均匀性2、合理选择变形温度和应变速率3、选择三向压缩性较强的变形方式4、减小变形的不均匀性2、塑性成形中的摩擦特点1、伴随有变形金属的塑性流动2、接触面上压强高3、实际接触面积大4、不断有新的摩擦面产生5、常在高温下产生摩擦3、塑性成形中对润滑剂的要求1、应有良好的耐压性能2、应有良好的耐热性能3、应有冷却模具的作用4、应无腐蚀作用5、应无毒6、应使用方便、清理方便4、防止产生裂纹的原则措施1、增加静水压力2、选择和控制适合的变形温度和变形速度3、采用中间退火，以便消除变形过程中产生的硬化、变形不均匀、残余应力等。
金属塑性成型原理
的加工方法，也称塑性加工或压力加工； 塑性成形的特点：①组织、性能好②材料利用率高③尺寸精度高④
生产效率高 试分析多晶体塑性变形的特点。 1）各晶粒变形的不同时性。 2）各晶粒变形的相互协调性 3）晶粒与晶粒之间和晶粒内部与晶界附近区域之间的变形的不均匀 性。 4）滑移的传递，必须激发相邻晶粒的位错源。 5）多晶体的变形抗力比单晶体大，变形更不均匀。 6）塑性变形时，导致一些物理，化学性能的变化。 7）时间性 试分析晶粒大小对金属塑性和变形抗力的影响。 ①晶粒越细，变形抗力越大。晶粒的大小决定位错塞积群应力场到晶内 位错源的距离，而这个距离又影响位错的数目n。晶粒越大，这个距离 就越大，位错开动的时间就越长，n也就越大。n越大，应力场就越强， 滑移就越容易从一个晶粒转移到另一个晶粒。 ②晶粒越细小，金属的塑性就越好。 a．一定体积，晶粒越细，晶粒数目越多，塑性变形时位向有利的晶粒 也越多，变形能较均匀的分散到各个晶粒上； b．从每个晶粒的应力分布来看，细晶粒是晶界的影响区域相对加大， 使得晶粒心部的应变与晶界处的应变差异减小。这种不均匀性减小了， 内应力的分布较均匀，因而金属断裂前能承受的塑性变形量就更大。 什么叫加工硬化？产生加工硬化的原因是什么？加工硬化对塑性加工 生产有何利弊？ 加工硬化----随着金属变形程度的增加，其强度、硬度增加，而塑性、 韧性降低的现象。加工硬化的成因与位错的交互作用有关。随着塑性变 形的进行，位错密度不断增加，位错反应和相互交割加剧，结果产生固 定割阶、位错缠结等障碍，以致形成胞状亚结构，使位错难以越过这些
主应力：在某一斜微分面上的全应力S和正应力ζ重合，而切应力 η=0，这种切应力为 零的微分面称为主平面，主平面上的正应力叫做 主应力； 主切应力：切应力达到极值的平面称为主切应力平面，其面上作用的切 应力称为主切应力 最大切应力：三个主切应力中绝对值最大的一个，也就是一点所有方位 切面上切应力最大的，叫做最大切应力ηmax 主应力简图：只用主应力的个数及符号来描述一点应力状态的简图称为 主应力图： 八面体应力：在主轴坐标系空间八个象限中的等倾微分面构成一个正八 面体，正八面体的每个平面称为八面体平面，八面体平面上的应力称为 八面体应力； 等效应力：取八面体切应力绝对值的3倍所得之参量称为等效应力 平面应力状态：变形体内与某方向垂直的平面上无应力存在，并所有应 力分量与该方向轴无关，则这种应力状态即为平面应力状。实例：薄壁 扭转、薄壁容器承受内压、板料成型的一些工序等，由于厚度方向应力 相对很小而可以忽略，一般作平面应力状态来处理 平面应变状态：如果物体内所有质点在同一坐标平面内发生变形，而在 该平面的法线方向没有变形，这种变形称为平面变形，对应的应力状态 为平面应变状态。实例：轧制板、带材，平面变形挤压和拉拔等。 轴对称应力状态：当旋转体承受的外力为对称于旋转轴的分布力而且没 有轴向力时，则物体内的质点就处于轴对称应力状态。实例：圆柱体平 砧均匀镦粗、锥孔模均匀挤压和拉拔(有径向正应力等于周向正应力)。 位移：变形体内任一点变形前后的直线距离称为位移； 位移分量：位移是一个矢量，在坐标系中，一点的位移矢量在三个坐标 轴上的投影称为改点的位移分量，一般用 u、v、w或角标符号ui 来表 示； 相对线应变：单位长度上的线变形，只考虑最终变形；
第一节 金属塑性成性原理
(2)特点：
a）加工硬化和再结晶同时发生； b）冶金缺陷得到改善或消除； c）最终得到细小的等轴晶； d）组织致密，力学性能显著提高 e）变形程度大。 3） 温变形：自学
5 、纤维组织和锻造流线
铸锭组织不均，晶粒粗大，气孔、夹杂，塑性变形后， 晶粒及夹杂沿变形方向被拉长或压扁，呈纤维状及流 线分布。 变形增加越明显，纤维状及流线分布越明显。 也就是， 热变形后金属组织与性能： a）气孔、缩孔、缩松能锻合，提高致密度。 b）生成再结晶组织，细化晶粒。 c）生成纤维组织和锻造流线，使材料有方向性。
4、冷变形和热变形: 1)冷变形（冷加工）：在再结晶温度以下进行的 变形。 (1)生产方法：冷冲压、冷挤压、冷轧、冷拔等 (2)特点： a）位错密度上升 —显著加工硬化，强度、硬度 上升，塑性、韧性下降； b）尺寸精度高、表面质量好； c）变形程度不宜过大，避免破裂。 冷变形后的工件若继续进行冷加工，要进行再结 晶退火，因此金属压力加工主要采用热变形来进 行。
(a) 正火态
(b) 变形40%
(c) 变形80%
简单讲，
1）晶粒沿变形最大的方向伸长。 2）晶格晶粒均发生扭曲，产生内应力。 3）晶粒间产生碎晶。
2、性能： １）加工硬化（冷变形强化）：金属经过塑性 变形后，强度和硬度上升，而塑性和韧性下降 的现象。 是通过冷轧、喷丸等强化金属的理论根据。
原因：随变形量增加, 位错密度增加，使变形抗力增加；产生碎 晶；晶格扭曲，增大滑移阻力。→晶格畸变． （1）有利：强化金属，形变强化 ．加工硬化是强化金属的重要 手段之一，对于不能热处理强化的金属和合金尤为重要。 （２）有害：变形抗力↑，继续压力加工困难，对模具不利，设 备吨位↑
铁素体变形80%
650℃加热
金属塑性成型原理
塑性变形：当作用在物体上的外力取消后，物体的变形不能完全恢复而产生的残余变形。
塑性：外力作用下使金属材料发生塑性形变而不破坏其完整性的能力。
塑性成形：金属材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使其成形并获得一定力学性能的加工方法。
软取向：μ=0.5或接近0.5硬取向：μ=0或或接近0金属塑性成形的特点：1组织性能好，金属材料在塑性成形过程中，其内部发生显著的变化2材料利用率高金属塑性成形主要是靠金属在塑性状态下的体积转移来实现的，不产生切屑，因此只有少量的工艺废料，并且流线分布合理3尺寸精度高不少成型方法已达到少或无切削的要求。
4生产效率高，适于大批量生产随着塑性加工工具和设备的改进及机械化，自动化程度的提高，生产率也相应得到提高。
金属塑性成形分为板料成形和块料成形。
块料成形是在塑性成形过程中靠体积转移和分配来实现的。
1一次加工：轧制，挤压，拉拔2二次加工：自由锻，模锻。
板料成形一般称为冲压，是对厚度较小的板料，利用专门的模具，使金属板料通过一定模孔而产生塑性变形。
这类塑性加工方法可分为分离工序和成形工序两类。
金属塑性成形原理是研究和探讨金属在各种塑性加工过程中可遵循的基础和规律的一门学科。
目的在于科学地、系统地阐明这些基础和规律，为学习后续的工艺课程作理论准备，也为合理制订塑性成形工艺规范及选择设备、设计模具奠定理论基础。
金属塑性成形工艺应要求：1使金属具有良好的塑性2使变形抗力小3保证塑性成形件质量4能了解变形力。
为达到以上要求需从塑性变形的力学基础、物理基础、塑性成形问题的工程解法、塑性成形件的质量分析等发面进行论述。
晶内变形的主要方式和单晶体一样为滑移和孪生。
滑移是指晶体在力的作用下，晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于晶体的另一部分发生相对移动或切变。
晶体的滑移过程实际上就是位错的移动和增殖过程。
加工硬化的原因是位错增殖。
滑移系多的金属要比滑移系少的金属变形协调性好、塑性高，如面心立方金属比密排六方金属的塑性好。
金属塑性成形原理知识点
弹性:材料的可恢复变形的能力。
塑性：在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力。
塑性变形：材料在一定外力作用下，利用其塑性而使其成型并获得一定力学性能的加工方法。
塑性成形：金属材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使其成形并获得一定力学性能的加工方法。
塑性成形的特点：组织性能好、材料利用率高、生产效率高、尺寸精度高、设备相对复杂。
冷态塑性变形的机理：晶内变形（滑移和孪生）和晶间变形（滑动和转动）滑移：晶体在力的作用下，晶体的一部分沿一定的晶面（滑移面）和晶向（滑移向）相对于晶体的另一部分发生相对移动或切变。
孪生：晶体在力的作用下，晶体的一部分沿一定的晶面（孪生面）和晶向（孪生向）发生均匀切边滑移面：滑移中，晶体沿着相对滑动的晶面。
滑移方向：滑移中，晶体沿着相对滑动的晶向。
塑性变形的特点：不同时性、不均匀性、相互协调性。
合金：合金是由两种或者两种以上的金属元素或者金属元素与非金属元素组成具有金属特性的物质。
合金分为固溶体（间隙固溶体、置换固溶体）和化合物（正常价、电子价、间隙化合物）固溶强化：以间隙或者置换的方式融入基体的金属所产生的强化。
弥散强化：若第二项是通过粉末冶金的方法加入而引起的强化。
时效强化：若第二项为力是通过对过饱和固溶体的时效处理而沉淀析出并产生强化。
冷态下的塑性变形对组织性能的影响：组织：晶粒形状发生变化，产生纤维组织晶粒内部产生亚晶结构晶粒位向改变：产生丝织构和板织构性能：产生加工硬化（随着塑性变形的程度的增加，金属的塑性韧性降低，强度硬度提高的现象）加工硬化的优点：变形均匀，减小局部变薄，增大成形极限缺点：塑性降低、变形抗力提高、变形困难。
热塑性变形的软化过程：动态回复、动态再结晶、静态回复、静态再结晶、亚动态再结晶金泰回复：从热力学角度，变形引起金属内能增加，而处于稳定的高自用能状态具有向变形前低自由能状态自发恢复的趋势静态再结晶：冷变形金属加热到更高温度后，在原来版型体中金属会重新形成无畸变的等轴晶直至完全取代金属的冷组织的过程。
金属塑性成形原理
⏹掌握金属塑性变形的物理基础，即掌握影响金属性能的主要因素及原理，掌握金属性能主要指标的测试方法；⏹掌握金属塑性力学的基础知识，即掌握金属塑性变形体内的应力场、应变场、应力－应变之间关系、塑性变形时的力学条件等塑性理论基础知识。
掌握塑性成形问题的几种主要解法（包括解析和数值解法）；⏹掌握金属塑性成形时的金属流动规律和变形特点，分析金属的基本成形工艺，以便确定合理的坏料尺寸和成形工序；⏹掌握对成形质量进行定性分析及提高成形质量的方法。
金属塑性成形的特点⏹加工后组织性能得到改善和提高，经塑性成形，使其结构致密，组织改善⏹材料利用率高，主要依靠金属在塑性状态下的体积转移来实现⏹生产率高，如高速冲，400-1000次/每钟⏹精度高，精密塑性成形一般将金属塑性成形分为块料成形（又称体积成形）和板料成形两大类，每类又包括多种加工方法，形成各自的工艺领域。
块料加工⏹轧制：型材、板材、管材⏹挤压：型材、管材或零件⏹拉拔：棒材、管材和线材⏹自由锻：结构件⏹模锻：结构件板料成形一般称为冲压。
它是对厚度较小的板料，利用专门的模具，使金属板料通过一定模孔而产生塑性变形，从而获得所需零件。
一、金属塑性成形原理（一）金属的塑性变形1.金属的塑性变形的分类①弹性变形：材料在外力作用下会产生变形；当外力消失后，所产生的应力和变形也消失的变形，称为弹性变形。
②塑性变形当外载荷在材料内部所产生的内应力超过了材料的屈服强度以后，即使去掉外载荷，变形也不能完全消失的变形称为塑性变形。
2. 金属的塑性变形在金属塑性变形过程中，金属的晶粒内部产生了滑移，晶粒间也产生了滑移并转动（多晶体的晶间变形）。
（1）单晶体金属——刚性滑移（2）多晶体金属——位错运动（二）冷变形对金属组织和性能的影响1.产生冷变形强化现象冷变形时，随着变形程度的增加，产生金属的强度、硬度升高，塑性、冲击韧性下降的现象。
2.产生残余应力加工硬化对金属组织性能的影响：①压力加工中，加工硬化增大了材料继续变形的阻力。
第三章 金属塑性变形的力学基础
若过Q点作任意切面c1—c1，其 法线心与拉伸轴成 角，面积为 F1。由于是均匀拉伸，故截面 cl—c1上的应力是均布的。
因此，在单向均匀拉伸条件下， 可用一个 0 来表示其一点的应力 状态，称为单向应力状态。
2．多向受力下的应力分量
塑性成形时，变形体一般 是多向受力，显然不能只用 一点某切面上的应力求得该 点其他方位切面上的应力， 也就是说，仅仅用某一方位 切面上的应力还不足以全面 地表示出一点的受力情况。 为了全面地表示一点的受力 情况，就需引入单元体及点 的应力状态的概念。
此外，还要建立变形体由弹性状态进入塑性状态并使继 续进行塑性变形时所具备的力学条件，即屈服准则。
第一节应力分析
应力分析之目的：
在于求变形体内的应力分布，即求变形体内各点的应力 状态及其随坐标位置的变化，这是正确分析工件塑性加 工有关问题的重要基础。 一个物体受外力作用后，其内部质点在各方向上都受到 应力的作用，这时不能以某一方向的应力来说明其质点 的受力情况，于是就需要引入一个能够完整地表示出质 点受力情况的物理量——应力张量。
金属塑性成形原理
第三章 金属塑性变形的力学基础
塑性理论（塑性力学）
金属在外力作用下由弹性状态进人塑性状态，研究金属 在塑性状态下的力学行为。
研究塑性力学行为时，通常采用以下基本假设：
(1)连续性假设 变形体内均由连续介质组成，即整个变 形体内不存在任何空隙。这样，应力、应变、位移等物 理量都是连续变化的，可化为坐标的连续函数。 (2)匀质性假设 变形体内各质点的组织、化学成分都是 均匀而且是相同的，即各质点的物理性能均相同，且不 随坐标的改变而变化。
若取三个应力主方向为坐标轴，则一点的应力状态只有 三个主应力，应力张量为
金属塑性成形原理``俞汉清 陈金德主编``
金属塑性成形原理复习指南第一章绪论1、基本概念塑性:在外力作用下材料发生永久性变形，并保持其完整性的能力。
塑性变形:作用在物体上的外力取消后，物体的变形不能完全恢复而产生的永久变形成为塑性变形。
塑性成型:材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使其成形并获得一定的力学性能的加工方法。
2、塑性成形的特点1）其组织、性能都能得到改善和提高。
2）材料利用率高。
3）用塑性成形方法得到的工件可以达到较高的精度。
4）塑性成形方法具有很高的生产率。
3、塑性成形的典型工艺一次成形（轧制、拉拔、挤压）体积成形塑性成型分离成形（落料、冲孔）板料成形变形成形（拉深、翻边、张形）第二章金属塑性成形的物理基础1、冷塑性成形晶内：滑移和孪晶（滑移为主）滑移性能（面心>体心>密排六方）晶间：转动和滑动滑移的方向：原子密度最大的方向。
塑性变形的特点：① 各晶粒变形的不同时性；② 各晶粒变形的相互协调性；③ 晶粒与晶粒之间和晶粒内部与晶界附近区域之间变形的不均匀性。
合金使塑性下降。
2、热塑性成形软化方式可分为以下几种：动态回复，动态再结晶，静态回复，静态再结晶等。
金属热塑性变形机理主要有：晶内滑移，晶内孪生，晶界滑移和扩散蠕变等。
3、金属的塑性金属塑性表示方法：延伸率、断面收缩率、最大压缩率、扭转角（或扭转数）塑性指标实验：拉伸试验、镦粗试验、扭转试验、杯突试验。
非金属的影响：P冷脆性 S、O 热脆性 N 蓝脆性 H 氢脆应力状态的影响：三相应力状态塑性好。
超塑性工艺方法：细晶超塑性、相变超塑性第三章金属塑性成形的力学基础第一节应力分析1、塑性力学基本假设：连续性假设、匀质性假设、各向同性假设、初应力为零、体积力为零、体积不变假设。
2、张量的性质1、存在不变量，张量的分量一定可以组成某些函数f(Tij),这些函数的值不随坐标而变。
2、2阶对称张量存在三个主轴和三个主值；张量角标不同的分量都为零时的坐标轴方向为主轴，三个角标相同的分量为值。
金属塑性成型原理第一篇塑性变形力学基础
3 I1 2 I2 I3 0
－－求主应力的特征方程
（1.10）
I1、I2、I3称作应力
应力张量三个不变量：
张量的第一、二、三 不变量。
I1 x y z
I2
(
x
y
y
z
z
x)
2 xy
2 yz
2 zx
器 I3
x
y z
ijlil j ijli
n
S
2 n
2 n
截面应力分解
3
塑性成形时，变形体一般是多向受力，
显然不能只用一点某一切面上的应力来
求得该点其他方向切面的应力，也就是
说，仅仅用某一方向切面上的应力还不 能足以全面地表示出一点的受力状况。
一般情况下变形体外力一定→内力一定
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辑 →变形体内任一点的应力状态就一定
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13
主切应力、主切应力平面、最大主切应 力的讨论，请看书中P14~16页。
DF编辑器 §1.2.3 八面体应力与等效应力 P 八面体应力
在主应力空间中，每一卦限中均有一组与三个坐标轴成 等倾角的平面，八个卦限共有八组，构成正八面体面。八面
迅捷体表面上的应力为八面体应力。
金属塑性成形的概念
金属塑性成形的概念金属塑性成形是指通过在金属材料中施加外力、应用热力或化学反应等手段，使金属材料发生塑性变形的一种金属加工工艺。
与传统的金属加工方式相比，金属塑性成形具有高效性、精确性和经济性的特点。
它广泛应用于汽车、航空航天、冶金等行业。
金属塑性成形的基本原理是利用金属材料的塑性变形特性，通过施加外力使金属材料由原有的形态发生塑性变形，从而得到所需的形状和尺寸。
金属塑性成形可以分为几种不同的形式，主要包括锤击成形、挤压成形、拉伸成形、压力成形和转轧成形等。
锤击成形是一种传统的金属塑性成形方法，它通常通过将金属材料置于锻造设备中，然后利用锤击力量使金属材料发生塑性变形。
锤击成形具有成本低、生产周期短的优点，但是需要大量的人力和物力投入。
挤压成形是指将金属材料置于挤压机中，通过挤压头施加压力使金属材料发生塑性变形。
挤压成形可以分为直接挤压和间接挤压两种形式。
直接挤压是指将金属材料直接放入挤压腔内，然后施加压力使金属材料发生压缩变形。
间接挤压是指将金属材料包裹在特殊形状的模具中，然后施加压力使金属材料逐渐挤出模具，从而达到所需的形状和尺寸。
拉伸成形是通过在金属材料表面施加拉力，使其发生塑性变形。
拉伸成形通常用于制备薄壁结构，如汽车车身、空调管道等。
拉伸成形由于受到法向拉力和剪切力的作用，易造成材料表面的应力集中和变形不均匀，因此在拉伸成形过程中需要注意控制应力分布和变形。
压力成形是一种利用液压或气压对金属材料施加压力的金属塑性成形方法。
压力成形通常具有成形精度高、产品质量好的优点，并且可以实现批量生产。
压力成形主要包括冲压成形、压铸成形和锻压成形等。
转轧成形是一种将金属材料置于转轧机中进行塑性变形的金属加工方法。
转轧成形通常用于制备薄板材料，如钢板、铝板等。
转轧成形具有高效、节省原材料和简便的优点，且可以保证成形件的尺寸精度和表面质量。
总之，金属塑性成形是一种广泛应用于金属加工领域的重要技术，通过施加力量和热力等手段，对金属材料进行塑性变形，从而得到所需的形状和尺寸。
金属属性成型原理（塑性力学）
金属属性成型原理（塑性力学）金属塑性成型原理（塑性力学）金属冷态下的塑性变形机理：1、晶内变形的变形方式类似单晶体为滑移（主要的）和孪生（次要的）。
滑移总是沿着原子密度最大的晶面和晶向发生。
滑移系=滑移面×滑移方向。
滑移过程中晶体由于受到外界作用而发生转动，其结果是使原来任意取向的各个晶粒逐渐调整其方位而趋于一致。
滑移过程的实质就是位错的移动和增殖过程。
滑移方向的作用大于滑移面的作用，所以体心立方晶格（例如α-Fe）的塑性不如面心立方晶格（例如γ-Fe）。
孪生：晶体在切应力作用下，晶体的一部分沿着一定的晶面（孪生面）和一定的晶向（孪生方向）发生均匀切边。
以何种方式进行塑性变形，取决于哪种方式变形所需的切应力为低。
2、晶间变形的主要形式是晶粒之间相互滑动和转动。
晶间变形是晶界附近具有一定厚度的区域内发生应变的结果。
多晶体在冷态下的塑变主要是晶内变形，晶间变形只起次要作用，而且需要其它变形机制相协调。
位错塞积群会产生很强的应力场，它越过晶界走用在相邻晶粒上，使其也具有位错趋势。
理论上，为保持变形的连续性，每个晶粒至少要求有五个独立的滑移系启动。
多晶体塑变的特点：1、各晶粒变形的不同时性；2、各晶粒变形的相互协调性；3、晶粒与晶粒之间和晶粒内部与晶界附近区域直接按变形的不均匀性。
晶粒越细小，金属屈服强度越大，ζs=ζ0+K y d-1/2，其塑性也越好。
粗晶粒材料冲压时易出现表面凸凹不平（桔皮现象）。
材料经回火或长期存放后，拉伸时再次出现屈服现象，称为应变时效。
屈服效应会使板料出现粗糙不平（吕德思带），是一种外观缺陷，预防方法是在拉延前进行一道微量（1-2%压下量）冷轧工序，以使被溶质碳原子钉扎的位错大部分脱钉。
另一方法是在钢种加入少量钛、铝等强碳化物、氮化物形成元素，它们与碳、氮稳定结合，以减少碳、氮对位错的钉扎作用。
多相合金可以分为两种：一类为聚合型两相合金（例如碳钢中的铁素体和粗大渗碳体），另一类是弥散分布型两相合金（例如钢种细小的渗碳体微粒分布在铁素体机体上）。
金属塑性成形原理
金属塑性成形原理金属塑性成形是一种重要的金属加工方法，它通过施加外力使金属发生变形，从而获得所需形状和尺寸的工件。
金属塑性成形原理是指金属在一定条件下，经过外力作用下，发生塑性变形的规律和原则。
金属塑性成形原理的研究对于提高金属成形工艺的质量和效率具有重要意义。
首先，金属塑性成形原理与金属的塑性变形特性密切相关。
金属的塑性变形是指金属在外力作用下，能够发生形状和尺寸的变化，而不断地保持新形状。
金属的塑性变形特性包括延展性和韧性，这些特性直接影响着金属在成形过程中的变形行为。
不同金属的塑性变形特性有所差异，因此在实际生产中需要根据金属的特性选择合适的成形工艺和工艺参数。
其次，金属塑性成形原理与成形工艺的选择和设计密切相关。
在金属塑性成形过程中，需要根据工件的形状和尺寸要求，选择合适的成形工艺。
不同的成形工艺包括锻造、压力成形、拉伸成形、挤压成形等，它们在金属塑性成形过程中起着不同的作用。
同时，成形工艺的设计也需要考虑金属的塑性变形特性和成形设备的性能，以确保成形过程顺利进行并获得高质量的工件。
另外，金属塑性成形原理与成形设备的选择和优化密切相关。
成形设备是实现金属塑性成形的关键工具，它包括各种类型的成形机床、模具和辅助设备。
在金属塑性成形过程中，需要根据工件的形状和尺寸要求，选择合适的成形设备。
同时，成形设备的性能和精度也会影响金属的成形质量和效率，因此需要对成形设备进行优化和改进。
最后，金属塑性成形原理还与成形工艺的控制和改进密切相关。
在金属塑性成形过程中，需要对成形工艺进行精确的控制，以确保工件的形状和尺寸满足要求。
同时，还需要通过改进成形工艺，提高成形质量和效率，降低成本和能耗。
因此，金属塑性成形原理的研究也包括成形工艺的控制和改进方法。
综上所述，金属塑性成形原理是金属塑性成形过程中的基本规律和原则，它涉及金属的塑性变形特性、成形工艺的选择和设计、成形设备的选择和优化、成形工艺的控制和改进等方面。
金属的塑型变形实验原理
金属的塑型变形实验原理
金属的塑性变形实验原理是利用金属材料的塑性特性，通过给定一定的力对金属进行拉伸、压缩或弯曲等变形，分析金属在不同条件下的变形特性和力学行为。
金属的塑性变形实验通常包括以下几个基本原理：
1. 塑性变形特性：金属具有较高的塑性，即在一定的应力作用下，金属会发生永久性的形变而不会恢复原状。
金属材料的塑性变形主要是通过晶格滑移、晶界滑移和位错运动等机制发生的。
2. 塑性变形应力应变关系：应力是单位面积上的应力矢量，而应变是单位长度上的变形量。
金属在塑性变形过程中的应力与应变之间存在一定的关系，通常在线性弹性阶段可以近似认为是线性关系，但在超过一定应变值后，开始显现出非线性的本构行为。
3. 流动应力：流动应力是指金属在外力作用下发生塑性变形的能力。
金属材料的塑性变形需要克服材料内部的阻力，即流动应力，才能进行连续的塑性变形。
4. 力学行为分析：通过施加不同的力或应力，可以让金属经历不同的变形形式，如拉伸、压缩、剪切等，进而分析金属的力学行为，如抗拉强度、屈服强度、延伸率等物理力学参数。
5. 实验装置：为了进行金属的塑性变形实验，通常需要使用相应的实验装置，
如万能材料试验机、拉压试验机、材料拉伸试验机等，以施加不同的力或应力，记录和分析金属的变形情况。
金属塑性成型原理
第一章绪论塑性：在外力作用下使金属材料发生塑性变形而变形不破坏其完整性的能力称为塑性塑性加工（压力加工）：金属材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使其成形并获得一定力学性能的加工方法。
塑性成形的特点：1）组织性能好2）材料利用率高；3）尺寸精度高；4）生产效率高。
金属塑性成形的分类块料成形（体积成形）板料成形（冲压）1）一次加工可提供型材、板材、管材和线材。
特点是变形去的形状随时间是不变化的，属稳定的变形过程。
主要的加工方式：轧制、挤压、拉拔2）二次加工变形区域随时间是不断变化的，非稳定性过程、间歇生产。
主要的加工方式：自由锻、模锻第二章金属塑性变形的物理基础§2.1金属冷态下的塑性变形一、塑性变形机理多晶体的塑性变形包括晶粒内部变形（晶内变形）、晶外变形（晶间变形）。
（一）晶内变形变形方式：滑移（主要）、孪生（次要）1、滑移指晶体在力的作用下，晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于晶体的另一部分发生相对移动或切变。
滑移发生的地方：原子密度最大的晶面和晶向，例如面心立方的{110}和<111>，体心立方的{111}和<110>等。
原因：原子密度最大的晶面，原子间距小，原子间的结合力强；而其晶面间的距离则较大，晶面与晶面之间的结合力较小，滑移阻力便小。
结论：滑移系多的金属要比滑移系少的金属变形协调性好、塑性高。
而其发生滑移的条件需沿滑移面施加一定大小的切应力。
设拉力P引起的拉伸应力ζ，切应力分量为τ=σcosυcosλ令u=cosθcosλ，称为取向因子当u=0.5或接近0.5，称为软取向当u=0或接近0，称为硬取向金属多晶体中，各晶粒的位向不同，使得塑性变形必然不可能在所有晶粒内同时进行，构成多晶体塑性变形不同于单晶体。
2、孪生（形变孪晶）晶体在切应力作用下，晶体的一部分沿着一定的晶面（称为孪生面）和一定的晶向（称为孪生方向）发生均匀切变。
金属在塑性变形时以何种方式变形，取决于哪种变形所需的切应力为低。
金属塑性成形原理
一、金属塑性成型特点：1.能改善金属的组织，提高金属力学性能2.提高材料的利用率3.塑性成型加工具有较高的生产率4.可获得精度较高的毛坯或零件。
二、金属塑性成型方法分类：1.锻造2.轧制3.挤压4.拉拔5.冲裁。
三、金属的塑性：金属材料在一定的外力作用下发生塑性变形而不破坏其完整性的能力。
四、塑性指标：断面收缩率、延伸率、冲击韧性、最大压缩率、扭转角、弯曲次数五、冷塑性变形机理：晶内变形：晶内变形主要为滑移和孪生。
其中滑移变形为主要；孪生为此要。
滑移：指晶体在力作用下，晶体一部分沿一定的晶面和晶向相对于晶体的另一部分发生相对滑移或切变。
这些晶面和晶向分别称为滑移面和滑移方向。
滑移系多的金属比滑移系少的金属变形协调好，塑性高。
例如面心立方金属比密排六方金属的属性好。
至于体心立方金属与面心立方金属，滑移方向的作用大于滑移面的作用，体心立方金属每个晶粒沿滑移面上的滑移方向只有两个，面心立方金属却为三个，因此面心立方金属的塑性变形能力更好。
孪生：（晶体在切应力作用下，晶体的一部分养着一定晶面（孪生面）和一定的晶向（孪生方向发生均匀切变成为孪生）体心立方：金在常温下大多数的属滑移的临界切应力小于孪生的临界切应力，所以滑移是优先于孪生。
在很低的温度下，孪生的临界切应力低于滑移的临界切应力，所以发生孪生。
面心立方晶：孪生的临界切应力比滑移大，只有在极低的温度或高速冲击载荷下才能发生。
再者当金属滑移变形剧烈进行并受到阻碍时，在高度应力集中处会产生孪生变形。
密排六方金属:由于滑移系少，滑移变形难以进行，所以靠孪生方式变形六、热塑性变形软化过程按性质分：动态回复动态再结晶静态回复、静态再结晶、亚动态再结晶七、动态回复如何实现：动态回复是通过位错的攀移、交滑移等来实现的。
八、热塑性变形机理：金属热塑性变形机理主要有：晶内滑移、晶内孪生、晶界滑移和扩散蠕变等。
一般地说，晶内滑移是最主要和最常见的；孪生多在高温高速时发生，但对于密排六方晶系金属，这种机理也起重要作用；晶界滑移和扩散蠕变只在高温变形时才发挥作用。
金属塑性加工(力能计算)
常用单位压力
p
表示
S——工作面积 ，按“工作面投影代替力的投影”
法则 求解
求解要点 工程法是一种近似解析法，通过对物体应力状态
作一些简化假设，建立以主应力表示的简化平衡 微分方程和塑性条件。 这些简化和假设如下： 1．把实际变形过程视具体情况的不同看作是平 面应变问题和轴对称问题。如平板压缩、宽板轧 制、圆柱体镦粗、棒材挤压和拉拔等。 2．假设变形体内的应力分布是均匀的，仅是一 个坐标的函数。这样就可获得近似的应力平衡微 分方程，或直接在变形区内截取单元体切面上的 正应力假定为主应力且均匀分布，由此建立该单 元体的应力平衡微分方程为常微分方程。
塑性力学与金属塑性成形原理
Plastic Mechanics and Principle of Metalforming
第二篇 金属塑性变形力学解析方法
解析对象
主要是求解变形力， 主要是求解变形力，此外可以求解变形量和变形速度等 变形力
金属塑性加工时， 金属塑性加工时，加工设备通过工具使金属产生塑性 变形所需加的外力称为变形力。 变形所需加的外力称为变形力。变形力是确定设备能 正确设计工模具、 力、正确设计工模具、合理拟订加工工艺规程和确定 毛坯形状尺寸的必要的基本力学参数。 毛坯形状尺寸的必要的基本力学参数。
1 T
h
因此： σ z = −σ T exp 2 f ( R − r )
h
2．粘着区
将
dσ z 2σ T − =0 τ k = −σ T / 3 代入平衡方程得： dr 3h
= 2 σT ⋅ ⋅ r + C2 h 3
上式积分得： σ
z
设滑动区与粘着区分界点为rb。 由
金属塑性成形原理
金属塑性成形原理一绪论1 塑性：在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力2 塑性成形：金属材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使其成形并获得一定力学性能的加工方法称为塑性变形。
也称塑性加工或压力加工3 金属塑性成形的特点：1、组织性能好2、材料利用率高3、尺寸精度高4、生产效率高，适用于大批量生产。
4 金属塑性成形的分类分为块料成形和板料成形（冲压）块料成形分为（1）一次加工（轧制、挤压、拉拔）（2）二次成形（自由锻、模锻）板料成形分为（1）分离工序（2）成形工序5 塑性加工按成形时工件的温度可分为1、热成形（在充分进行再结晶温度以上所完成的加工如热轧、热锻、热挤压）2、冷成形（在不产生回复和再结晶温度以下进行的加工如冷轧、冷冲压、冷锻、冷挤压）3、温成形（是在介于冷热成形之间的温度下进行的加工如温锻、温挤压）6 对金属塑性成形工艺应提出如下要求：（1）使金属具有良好的塑性（2）使变形抗力小（3）保证塑性成形件质量，即使成形件组织均匀，颗粒细小，强度高，残余应力小等：（4）能了解变形力，以便为选择成形设备，设计模具提供理论依据7 主应力法也叫切块法8 塑性成形原理的另一个重要内容是塑性成性力学9人们对塑性成型过程的应力应变和变形力的求解逐步建立了很多理论和求解的方法，如滑移线法，逐次单元分析法，工程计算法。
变形功法，上限法，上限元法，有限元法99 美国的汤姆逊视塑性法可以根据实验确定的速度场求解变形体内的应力场和应变场10塑性成形问题的力学分析方法（滑移线法、上限法、有限元法）第二章金属塑性变形的物理基础1 多晶体的塑性变形包括（晶粒内部变形和晶界变形）2晶内变形的主要方式和单晶体一样为滑移和孪生其中滑移变形是很主要的，而孪生变形时次要的，一般反起调节作用但在体心立方金属、特别是密排六方金属中，孪生变形也起着重要作用3 滑移：所谓滑移是指晶体（此处可理解为单晶体或者构成多晶体中的一个晶粒）在力的作用下，晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于晶体的另一部分发生相对移动或切变。
金属塑性成型原理
第一章1.什么是金属的塑性?什么是塑性成形?塑性成形有何特点?塑性----在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力;塑性变形----当作用在物体上的外力取消后,物体的变形不能完全恢复而产生的残余变形;塑性成形----金属材料在一定的外力作用下,利用其塑性而使其成型并获得一定力学性能的加工方法,也称塑性加工或压力加工;塑性成形的特点:①组织、性能好②材料利用率高③尺寸精度高④生产效率高2.试述塑性成形的一般分类。
Ⅰ.按成型特点可分为块料成形(也称体积成形)和板料成型两大类1)块料成型是在塑性成形过程中靠体积转移和分配来实现的。
可分为一次成型和二次加工。
一次加工:①轧制----是将金属坯料通过两个旋转轧辊间的特定空间使其产生塑性变形,以获得一定截面形状材料的塑性成形方法。
分纵轧、横轧、斜轧;用于生产型材、板材和管材。
②挤压----是在大截面坯料的后端施加一定的压力,将金属坯料通过一定形状和尺寸的模孔使其产生塑性变形,以获得符合模孔截面形状的小截面坯料或零件的塑性成形方法。
分正挤压、反挤压和复合挤压;适于(低塑性的)型材、管材和零件。
③拉拔----是在金属坯料的前端施加一定的拉力,将金属坯料通过一定形状、尺寸的模孔使其产生塑性变形,以获得与模孔形状、尺寸相同的小截面坯料的塑性成形方法。
生产棒材、管材和线材。
二次加工:①自由锻----是在锻锤或水压机上,利用简单的工具将金属锭料或坯料锻成所需的形状和尺寸的加工方法。
精度低,生产率不高,用于单件小批量或大锻件。
②模锻----是将金属坯料放在与成平形状、尺寸相同的模腔中使其产生塑性变形,从而获得与模腔形状、尺寸相同的坯料或零件的加工方法。
分开式模锻和闭式模锻。
2)板料成型一般称为冲压。
分为分离工序和成形工序。
分离工序:用于使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离,如冲裁、剪切等工序;成型工序:用来使坯料在不破坏的条件下发生塑性变形,成为具有要求形状和尺寸的零件,如弯曲、拉深等工序。
金属塑性成形原理
金属塑性成形原理金属塑性成形是指金属在一定条件下经过外力作用，形状和尺寸发生改变而不破坏其连续性的加工方法。
金属塑性成形工艺在工业生产中具有非常重要的地位，广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。
金属塑性成形原理是金属塑性加工的基础，了解金属塑性成形原理对于提高金属加工质量和效率具有重要意义。
首先，金属塑性成形原理涉及到金属的塑性变形特性。
金属具有塑性变形的特点，即在一定条件下可以通过外力作用而改变形状和尺寸，而不会破坏其内部结构。
这是由于金属的晶体结构和金属原子之间的结合方式所决定的。
金属的晶体结构具有规则的排列方式，因此在外力作用下，金属原子可以相对容易地发生滑移和再结晶现象，从而实现塑性变形。
其次，金属塑性成形原理还涉及到金属的应力应变关系。
金属在受到外力作用时会产生应力，并且产生相应的变形。
金属的应力应变关系是描述金属在受力情况下的变形规律的重要理论基础。
根据金属的应力应变关系，可以确定金属在受力情况下的变形程度和变形方式，从而为金属塑性成形工艺的设计和优化提供理论依据。
此外，金属塑性成形原理还包括金属的加工硬化特性。
金属在经过塑性变形后会产生加工硬化现象，即金属的抗拉强度和硬度会随着变形程度的增加而增加。
了解金属的加工硬化特性对于选择合适的加工工艺和工艺参数具有重要意义。
通过合理控制加工硬化特性，可以有效地提高金属的塑性变形能力，降低加工难度，提高加工效率。
最后，金属塑性成形原理还涉及到金属的成形工艺。
金属的成形工艺包括压力成形、拉伸成形、挤压成形、冷锻成形等多种方法。
不同的成形工艺适用于不同的金属材料和形状要求。
了解金属的成形工艺对于选择合适的加工方法和工艺流程具有重要意义。
通过合理选择成形工艺，可以实现金属加工的高效、高质量和低成本。
综上所述，金属塑性成形原理是金属塑性加工的基础，了解金属的塑性变形特性、应力应变关系、加工硬化特性和成形工艺对于提高金属加工质量和效率具有重要意义。
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金属塑性成型原理（塑性力学）金属冷态下的塑性变形机理：1、晶内变形的变形方式类似单晶体为滑移（主要的）和孪生（次要的）。
滑移总是沿着原子密度最大的晶面和晶向发生。
滑移系=滑移面×滑移方向。
滑移过程中晶体由于受到外界作用而发生转动，其结果是使原来任意取向的各个晶粒逐渐调整其方位而趋于一致。
滑移过程的实质就是位错的移动和增殖过程。
滑移方向的作用大于滑移面的作用，所以体心立方晶格（例如α-Fe）的塑性不如面心立方晶格（例如γ-Fe）。
孪生：晶体在切应力作用下，晶体的一部分沿着一定的晶面（孪生面）和一定的晶向（孪生方向）发生均匀切边。
以何种方式进行塑性变形，取决于哪种方式变形所需的切应力为低。
2、晶间变形的主要形式是晶粒之间相互滑动和转动。
晶间变形是晶界附近具有一定厚度的区域内发生应变的结果。
多晶体在冷态下的塑变主要是晶内变形，晶间变形只起次要作用，而且需要其它变形机制相协调。
位错塞积群会产生很强的应力场，它越过晶界走用在相邻晶粒上，使其也具有位错趋势。
理论上，为保持变形的连续性，每个晶粒至少要求有五个独立的滑移系启动。
多晶体塑变的特点：1、各晶粒变形的不同时性；2、各晶粒变形的相互协调性；3、晶粒与晶粒之间和晶粒内部与晶界附近区域直接按变形的不均匀性。
晶粒越细小，金属屈服强度越大，ζs=ζ0+K y d-1/2，其塑性也越好。
粗晶粒材料冲压时易出现表面凸凹不平（桔皮现象）。
材料经回火或长期存放后，拉伸时再次出现屈服现象，称为应变时效。
屈服效应会使板料出现粗糙不平（吕德思带），是一种外观缺陷，预防方法是在拉延前进行一道微量（1-2%压下量）冷轧工序，以使被溶质碳原子钉扎的位错大部分脱钉。
另一方法是在钢种加入少量钛、铝等强碳化物、氮化物形成元素，它们与碳、氮稳定结合，以减少碳、氮对位错的钉扎作用。
多相合金可以分为两种：一类为聚合型两相合金（例如碳钢中的铁素体和粗大渗碳体），另一类是弥散分布型两相合金（例如钢种细小的渗碳体微粒分布在铁素体机体上）。
精密冲裁中，对于碳的质量分数大于0.3%的碳钢板一般要预先进行球化处理，以获得球状渗碳体，提高精冲性能。
（处理前为片状珠光体，即渗碳体+铁素体）钢中c＞1.2%时，虽渗碳体数量增多，但其强度和塑性显著下降。
原因是硬而脆的二次渗碳体呈网状分布于晶界处，削弱了各晶粒之间的结合力，并使晶内变形受阻而导致很大的应力集中，从而造成材料变形时提早断裂。
弥散强化型合金中的第二相微粒是属于不可变形的；沉淀强化（时效强化）的粒子多属于可变性的，但当其在时效过程中长大到一定程度后，也能起到不可变形粒子的作用。
对可变性粒子来说，其尺寸越大，位错切过粒子的阻力越大，合金的强化效果越好。
生产中为减小制耳现象，可采用带圆角的正方形板坯来拉延圆筒件。
加工硬化的成因：位错难以越过某些障碍而被限制在一定范围内运动。
材料的硬化率可用真实应力-应变曲线来描述。
加工硬化是强化金属的重要途径。
例如自行车链片用3.5mm16Mn板经五道冷轧至1.2mm，硬度、强度均可成倍提高。
去应力退火时回复在金属加工中的应用之一，既可以保持金属的加工硬化性能，又可消除残余应力，从而避免工件的畸变或开裂，改善耐蚀性。
超塑性：金属盒合金具有超常的塑性变形能力，一般认为δ＞200%，应变速率敏感性指数m＞0.3，大伸长率，无颈缩，低流动力，易成型。
分为以下两种类型：1、细晶超塑性（结构超塑性或恒温超塑性）：在一定的恒温下，在应变速率和晶粒度都满足要求的条件下所呈现的超塑性。
（材料的晶粒必须超细化和等轴化，并在成型期间保持稳定）。
2、相变超塑性：具有相变或同素异构转变的金属或合金在相变温度附近反复加热和冷却，经过一定的循环次数后，就可以获得很大伸长率。
又叫动态超塑性，其研究和应用都较少，可用于钢与钢、铸铁与铸铁之间的焊接，以及一些简单的变形。
超塑性的一个重要力学特征：流动应力（真实应力）对变形速率及其敏感。
Y=kξm，其中Y-真实应力；k-决定于试验条件的材料常数；ξ-应变速率；m-应变速率敏感性指数。
影响细晶超塑性的主要因素：应变速率、变形温度、组织结构和晶粒度等。
这些因素大都直接影响m值的大小。
影响金属塑性的因素分为：1、内在因素，如晶格类型、化学成分、组织状态等；2、外部条件，如变形温度、应变速率、变形的力学状态等。
钢种杂质对材料的影响：1、磷：有害杂志，使钢的强度、硬度提高，塑性、韧性降低，在冷变形时更为严重（冷脆性）。
2、硫：有害杂质，热变形时开裂（热脆性）。
钢中Mn会与其形成MnS，从而消除S的有害作用。
3、氮：当氮化物质量分数增加，钢的塑性降低，变脆，特别是在300℃左右加工时（兰脆）。
4、氢：有害元素，形成间隙固溶体，使钢的塑性韧性下降。
锻、轧后冷却过快时，氢来不及向表面扩散逸出，聚集在显微缺陷处形成白点（微裂纹），在淬火或冷却过程中易开裂。
5、氧：以固溶体和氧化物形式出现，都会降低钢的塑性。
与其它杂物形成共晶体分布于晶界处时还会造成钢的硬脆性。
许多合金元素（例如Mn、Cr、Mo、W、Nb、V、Ti）会使钢中的碳形成硬而脆的碳化物，钢的强度提高、而塑性下降。
所有合金元素都能不同程度地熔入铁中形成固溶体，使变形抗力提高，而塑性降低。
当合金元素与钢种的氧、硫形成氧化物或硫化物夹杂时，会造成钢的热脆性。
合金元素会改变钢中相的组成，造成组织的多相性，从而使钢的塑性降低。
有些合金元素（例如Si、Ni、Cr）会影响钢的铸造组织和刚才加热时晶粒长大倾向，从而影响钢的塑性。
单相组织比多相组织塑性好，对于有固态相变的金属，应尽量在单相区内成形。
在低温区，180℃左右时，钢的塑性是最好的。
静水压力越大，金属的苏醒会越高，原因：1、压缩应力能阻止或减小晶间变形；2、三向压应力有利于愈合塑性变形过程中产生的各种损伤；3、三向压应力左右能抑制少量对塑性不利的杂质、液态相或组织缺陷，全部或部分地消除其危害；4、能抵抗由于不均匀变形引起的附加拉应力，从而减轻了附加拉应力所造成的拉裂作用。
应变状态：两向压缩一向拉深＞一向压缩一向拉伸大于一向压缩两向拉伸。
不连续热变形条件可以使金属塑性提高。
提高金属塑性的基本途径：1、提高材料成分和组织的均匀性；2、合理选择变形温度和应变速率；3、选择三项压缩性较强的变形方式；4、减小变形的不均匀性。
塑性力学（塑性理论）：研究金属在塑性状态下的力学行为，是连续介质力学的一个分支。
通常采用以下假设：1、连续性假设；2、均质性假设；3、各向同性假设；4、初应力为零；5、体积力为零；6、体积不变假设。
塑性力学的主要内容：1、静力学角度导出应力平衡微分方程；2、几何学角度导出小应变几何方程；3、物理学角度导出应力与应变之间的关系式；4、屈服准则。
外力分为两类：1、面力（例如作用力、反作用力和摩擦力）；2、体积力（例如重力）。
摩擦力的最大值不应超过材料的抗剪强度。
规定（与材料力学不同）：外法线指向坐标轴正向的微分面为正面，在正面上指向坐标轴正向的应力分量取正好，在腹面上指向坐标轴负向的应力分量为正。
即正应力分量以拉为正，以压为负。
张量知识：重复出现的角标称为哑标（包含求和的意思），不重复出现的称谓自由标（表示表达式的个数）。
应力状态特征方程：ζ3-J1ζ2-J2ζ-J3=0，其中J1=ζx+ζy+ζz，J2=-（ζxζy+ζyζz+ζzζx）+η2xy+η2yz+η2zx，J3=ζxζyζz+2ηxyηyzηzx-（ζxη2yz+ζyη2zx+ζzη2xy）。
J1，J2，J3分别称为应力张量的第一、第二、第三不变量。
应力张量不变量相等说明应力状态相同。
主应力图分为9种：三向应力状态4种，两向应力状态3种，单向应力状态2种。
最大切应力：ηmax=η13=±（ζ1-ζ2）/2（或ηmax=（ζmax-ζmin）/2）。
单位体积改变：θ=（1-2ν）·6m/E，其中ν为泊松比，E为弹性模量，ζm=（ζ1+ζ2+ζ3）/3为平均应力（静水应力）。
应力偏张量是二阶对称张量，同样存在三个不变量，J1′，J2′，J3′。
对于主轴坐标系：J1′=0，表示已没有静水应力成分；J2′=[（ζ1-ζ2）2+（ζ2-ζ3）2+（ζ3-ζ1）2]/6与屈服准则有关；J3′=ζ1′ζ2′ζ3′决定了应变类型，即J3′＞0属伸长类应变，J3′=0属平面应变，J3′＜0属压缩类应变。
八面体平面方向余弦：l=m=n=±1/3，则八面体正应力：ζ8=（ζ1+ζ2+ζ3）/3=ζm=J1/3；八面体切应力：η8=±32231223212ηηη++=±'232J 。
广义应力（应力强度）ζ=η823，也称等效应力，其有以下特点：1、是一个不变量；2、等于单相均匀拉深（或压缩）时的应力，ζ=ζ1；3、可以理解为一点应力状态中应力偏张量的综合作用。
作应力莫尔圆时，切应力的正负号应按材料力学中的规定而确定。
（顺时针作用于单元体的切应力为正，反之负）名义应变（即相对应变或工程应变），适用于小应变分析。
分为线应变和切应变。
自然应变（对数应变）∈=10ln ln ，也称真实应变。
（在应变主轴方向保持不变的情况下应变增量的总和。
） 当变形程度＜10%时，ε与∈的数值比较接近.M ′点相对于M 点的位移增量δu i =j i x u ∂∂dx j . 伸长时线应变为正,反之为负.工程切应变(相对切应变)即为单位长度上的偏移量或两棱边所夹直角的变化量.γyx =γxy =21θyx ,当直角减小时,θyx 取正号,反之负.(第一个角标表示线元(棱边)的方向,第二个角标表示偏转方向)。
∈=10ln ln =ln （1+ε）=ε-ε2/2+ε3/3-ε4/4+… 对于大变形时的全量应变,需要用有限应变来分析.塑性变形时的体积不变条件:单位体积变化率θ=001v v -v =εx +εy +εz =0. 应变张量I 1=εx +εy +εz =常数；I 2=-（εx εy +εy εz +εz εx ） =常数；I 3=εx εy εz =常数。
三对主切应变中,绝对值最大的主切应变称为最大切应变.作应变莫尔圆是,纵轴向下为正.(为了方便应变莫尔圆与应力莫尔圆配合使用)塑性变形只有三种变形类型:1、压缩类变形, ε2+ε3=-ε；2、剪切类变形（平面变形），ε2=0，ε1=-ε3；3、伸长类变形，ε1=-ε2-ε3。
八面体线应变为ε8=31（εx +εy +εz ）=εm =31I 1 八面体切应变为γ=21323222131）（）（）（εεεεεε-+-+-± 等小应变（也称广义应变或应变强度）ε=82γ=21323222132）（）（）（εεεεεε-+-+-，有如下特点：1、是一个不变量；2、数值上等于单向均匀拉伸或均匀压缩方向上的线应变ε1。