《材料成型金属学》教学资料：塑加金属学讲稿第二章

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金属塑性成形原理课标讲课讲稿

金属塑性成形原理课标金属塑性成形原理课程标准(78学时)一.课程性质和任务本课程是高等职业技术学校材料成形专业的一门专业基础课程。

通过本课程的学习，使学生了解有关塑性成形原理的专业知识；掌握塑性成形方法及简单工艺流程，应力.应变和塑性变形的相关知识；变形力计算方法；塑性成形件质量的一般分析方法；掌握压力加工模拟及其成立条件。

二.课程教学目标本课程的教学目标是：使学生掌握塑性.塑性加工方法.塑性加工变形力计算等相关概念，包括晶体缺陷.晶格类型.塑性成形件质量分析.各种计算变形力的方法等。

并且使学生掌握塑性相关概念，质量分析方法及变形力的理论计算；培养学生动手分析计算解决实际问题的能力。

(一) 知识教学目标1．掌握塑性.塑性加工的相关基础知识。

2．掌握热加工.冷加工的区别及各自的优缺点。

3. 掌握金属变形区域的应力.应变分析方法。

4．熟悉塑性成形件的质量分析方法。

5．掌握变形力计算相关理论推导公式。

6．掌握主应力法.上限法的计算方法。

7．掌握塑性成形中的摩擦及其影响因素。

8．了解刚塑性有限元法的基本原理。

9. 了解压力加工模拟的条件及意义.(二) 能力培养目标1．对本专业的发展历史.发展趋势有所了解。

2．能对塑性成形中质量影响因素进行分析。

3．具有对实际成形计算其变形力的能力。

(三) 思想教育目标1．具有热爱科学.实事求是的学风和勇于实践.勇于创新的意识和精神。

2．具有良好的职业道德。

三.教学内容和要求基础模块(一)绪论1．金属塑性成形特点及分类掌握塑性成形的优点及局限性。

2．金属塑性成形原理课程的目的和任务了解本课程的学习目的和任务，掌握学习方法。

3．金属塑性成形理论的发展概况了解塑性理论的发展历史及今后发展趋势。

(二) 金属塑料变形的物理基础1．金属冷态下的塑性变形掌握冷加工的优缺点；了解冷加工的适用范围。

2．金属热态下的塑性变形掌握热加工的优缺点；了解热加工的适用范围。

3.金属的超塑性变形了解超塑性的概念；掌握超塑性原；了解超塑性的应用前景。

《金属塑性成形》PPT课件

2 . 影响可锻性的因素 1）金属的化学成分及组织 ①化学成分：含碳量低，则塑性较好，可锻性就好，一般纯金属的可锻性好于合金；含有形成碳化物的元素(如W、 Cr等)，则可锻性就差。 ②组织状态：单相固溶体具有良好的可锻性。
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2）工艺条件
①变形温度： T温越高，材料的可锻性越好。
②变形速度： V变越小，材料的可锻性越好。
39
5）在可能条件下，应采用锻—焊组合工艺，以简化锻造工艺和降低制造成本。
40
第三节、板料冲压
板料冲压是借助于常规或专用设备，对坯料施加外力，并使其在模具内分离或变形，从而获得一定形状、尺寸的零件或毛坯的加工方法。冲压一般在冷
态下进行，故又称冷冲压。
板料冲压加工概述
41
• 冲压生产中常用的板料有各种牌号的钢板与有色金属(铜、铝及其合金)板料。这里的板料泛指板、带、条和箔材。
τ
τ
9
2）孪生：晶体的一部分相对一部分沿一定的晶面发生相对转动。
2. 多晶体的塑性变形
晶内变形
滑移孪生
滑动晶间变形
转动
多晶体塑性变形的实质：
晶粒内部发生滑移和孪生；同时晶粒之间发生滑移和转动。
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二、塑性变形后金属的组织和性能
• 金属塑性变形时，在改变其形状和尺寸的同时，其内部组织结构以及各种性能均发生变化。塑性变形时的温度不同，金属变形后的组织和性能也有所不同。因此，金属的塑性变形分为冷变形和热变形两种。冷变形是指金属在再结晶温度以下进行的塑性变形；热变形是指金属在再结晶温度以上进行的塑性变形。
纤维组织的稳定性很高，
靠通常的热处理无法消除。
只有经过锻压使金属变形，
才能变其方向和形状。因

金属塑性成形原理课程教学大纲

金属塑性成形原理课程教学大纲课程名称：金属塑性成形原理课程编号：16118587学时/学分：32/2.0开课学期：5适用专业：材料成型及控制工程课程类型：专业方向选修课一、课程的目的和任务目的：通过本课程的学习其目的是科学地、系统地阐明金属塑性变形的基础与规律，为学习后续的工艺课程作理论准备，为合理制定塑性变形工艺奠定理论基础。

任务：掌握金属塑性变形体中应力、应变的大小、分布及其相互关系，确定变形由弹性状态过渡到塑性状态的力学条件；掌握变形和变形力的求解模式。

掌握金属塑性变形机理以及塑性变形与化学成分、金属组织状态之间的关系；研究热力学条件及摩擦与润滑等因素对变形过程的影响，确定由弹性状态到塑性状态过渡的条件。

二、课程的基本要求1.知识要求：掌握金属塑性加工过程的热力学条件及应力应变分析的基本概念和基本理论。

熟悉和掌握塑性加工过程中金属变形的微观与宏观的基本规律，以及各种基本变形力学方程，能推导典型塑性加工问题的应力与应变计算公式。

掌握金属在塑性加工过程中组织性能的变化及金属的塑性、变形抗力、断裂等与加工条件的关系。

能按照要求或给定公式进行变形程度、应变速度、工件尺寸与变形力能参数等计算。

根据所学知识，对金属的流动、产品质量等有关因素进行相应分析，能基本制定或选择出优质、高产、低消耗的生产工艺。

2.能力要求：能够初步运用所学的塑性成形理论解决实际生产中的工程问题；并对已有的成形方案能从理论上给予解释说明；在此基础上探索的提出金属成形较合理的工艺措施和方法。

3.素质要求：培养学生理论联系实践、运用扎实的理论解决金属塑性成形中的工程问题。

三、课程基本内容和学时安排第一章绪论（1学时）知识点：金属塑性加工的定义、分类、特点、地位、发展概况；本课程的性质、内容、意义、发展概况。

第二章金属塑性变形的力学基础（14学时）知识点：应力分析：外力、内力、应力概念；点的应力状态概念、描述方法；斜面应力的确定；应力边界条件；应力张量定义与性质；应力不变量；主应力图；应力张量分解；应力平衡微分方程；应变分析：位移、位移增量、应变、几何方程；点的应变状态概念、描述方法；任意方向上应变的确定；应变张量与不变量；应变张量分解；应变协调方程概念与意义，塑性变形体积不变，应变增量张量定义、意义，全量应变与增量应变关系；金属塑性变形过程和力学特点；Tresca与Mises屈服条件，二者的差异；加载与卸载准则，加载路径概念；增量理论与与全量理论；变形抗力概念，加工硬化曲线，影响变形抗力因素；平面应变问题与轴对称问题。

《材料成型金属学》教学资料：1-4 位错的应力场和应变能

(3)刃型位错的应力场对称于多余半原子面（y-z面），即对称于y轴。
(4)当y＝0时，σxx＝σyy＝σzz＝0，说明在滑移面上，没有正应力，
只有切应力，而且切应力τxy 达到极大值。
(5)y>0时，σxx<0；而y<0时，σxx>0。这说明正刃型位错的位错滑移面上侧为压应力，滑移面下侧为拉应力。
位错的能量通常分为位错中心区的能量与中心以外区域的能量两部分。
中心以外区域的能量为弹性能，占能量的绝大部分通常以位错的弹性能代表位错的能量。
假设其为一个单位长度位错线，为造成这个位错克服切应力 τθr所做的功为单位长度刃型位错的应变能：
进一步简化得单位长度位错的总应变能：
1.位错的能量包括两部分：Ec和Ee。 2.位错的应变能与G和b2成正比。
3.
,常用金属材料的约为1/3，故螺型位错
的弹性应变能约为刃型位错的2/3。
4.位错的存在均会使体系的内能升高，使晶体处于高能的不稳定状态，位错是热力学上不稳定的晶体缺陷。
3.位错的线张力 line tension
位错应变能与位错线长度成正比。为降低能量，位错线具有尽量缩短其长度的倾向，从而使位错产
2. Tension be1)同时存在正应力分量与切应力分量，而且各应力分量的大小与G和b成正比，与r成反比，即随着与位错距离的增大，应力的绝对值减小。
(2)各应力分量都是ｘ，ｙ的函数，而与ｚ无关。这表明在平行于位错的直线上，任一点的应力均相同。
(6)在应力场的任意位置处, 。
(7)x＝±y时，σyy，τxy均为零，说明在直角坐标的两条对角线处，只有σxx，而且在每条对角线的两侧，τxy(τyx)及σyy的符号相反。
2.位错的应变能

材料成型工艺基础-金属塑性成形课件

02 0年12 月8日上午12时 44分20 .12.820 .12.8
扩展市场，开发未来，实现现在。202 0年12 月8日星期二上午12时 44分36 秒00:4 4:3620. 12.8
做专业的企业，做专业的事情，让自己专业起来。2 020年1 2月上午12时4 4分20. 12.800:44December 8, 2020
人生不是自发的自我发展，而是一长串机缘。事件和决定，这些机缘、事件和决定在它们实现的当时是取决于我们的意志的。2 020年1 2月8日星期二 12时44 分36秒 Tuesday , December 08, 2020
感情上的亲密，发展友谊；钱财上的亲密，破坏友谊。20. 12.8202 0年12 月8日星期二12 时44分 36秒20 .12.8
4.冷镦
2.5其他成形
冷镦机
2.5其他成形
每一次的加油，每一次的努力都是为了下一次更好的自己。20.12. 820.12. 8Tuesd ay , December 08, 2020
天生我材必有用，千金散尽还复来。0 0:44:36 00:44:3 600:44 12/8/20 20 12:44:36 AM
五、锻件的结构工艺性
轴类零件杆类零件盘类零件
2.2自由锻
§3 模锻
一、模锻方式
锤上模锻压力机上模锻胎模锻
蒸汽 - 空气锤
锤上模锻
2.3模锻
锻模结构
2.3模锻
思考题
2.3模锻
模锻能否直接锻出通孔？
二、模锻工序
2.3模锻
形状简单的零件：预锻→终锻→清理
形状较复杂或锻造比大的零件：制坯→预锻→终锻→清理连杆锻模曲轴模锻

金属塑性成形原理---第二章_金属塑性变形的物理基础

位错的攀移
❖ 螺型位错无攀移
❖ 正攀移——正刃型位错位错线上移
负刃型位错位错线下移
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位错的交割
❖ 两根刃型位错线都在各自的滑移面上移动，
则在相遇后交截分别形成各界，形成割阶后
仍分别在各自的平面内运动。
❖ 刃型位错和螺型位错交割时，在各自的位错
线上形成刃型割阶，位错线也能继续滑移。
❖ 螺型位错和螺型位错交割时，相交后形成的
❖ 假设：理想晶体两排原子相距为a，同排原子间距
为b。原子在平衡位置时，能量处于最低的位置。
在外力τ作用下，原子偏离平衡位置时，能量上升，
原子能量随位置的变化为一余弦函数。
❖ 通过计算晶体的临界剪切应力，并与实际的临界
剪切应力进行比较，人们发现，理论计算的剪切
强度比实验所得到的剪切强度要高一千倍以上。
编辑课件
典型的晶胞结构
编辑课件
典型的晶胞结构
编辑课件
三种晶胞的晶格结构
编辑课件
一、塑性变形机理
实际金属的晶体结构
❖ 单晶体:各方向上的原子密度不同——各向
异性
❖ 多晶体:晶粒方向性互相抵消——各向同性

❖ 塑性成形所用的金属材料绝大多数为多晶
体，其变形过程比单晶体复杂的多。
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多晶体塑性变形的分类
加工中，会使变形力显著增
加，对成形工件和模具都有
III．抛物线硬化阶段：
一定的损害作用；但利用金
与位错的交滑移过程有关，
θ3
随应变增加而降低，应力应变
属加工硬化的性质，对材料
曲线变为抛物线。
进行预处理，会使其力学性
能提高
编辑课件
2.2 金属热态下的塑性变形

《金属塑性成形原理及工艺》课程讲义

一、金属的晶体结构
1．晶格和晶胞
固体物质中的原子排列有两种情况，一种是原子呈周期性有规则的排列，这种物质被称为晶体，另一种是原子呈不规则排列，被称为非晶体。金属一般是晶体。在晶体中，原子排列的规律不同，其性能也不同。所以研究金属的晶体结构，首先必须从金属原子的实际排列情况着手。
实际中，晶体的原子堆积在一起，肉眼难以分辨其规律性。为了清楚的表明原子在空间的排列规律性，人们对晶体结构进行了抽象简化。即将构成晶体的实际质点（包括原子、离子或者分子）忽略，将他们抽象为纯粹的几何点，称之为阵点或结点。这些阵点可以是原子（或者分子）的中心，也可以是原子群（或者分子群）的中心点。用许多平行的直线将这些阵点连接起来，就构成了一个三维的空间格架，这种用以描述晶体中原子（离子或者分子）排列规律的空间格架称为空间点阵，简称为点阵或晶格。
晶体地缺陷通常分为三大类：（1）点缺陷晶体中的点缺陷主要包括空位、间隙原子、杂质或溶质原子，以及由它们组合而成的复杂缺陷。在晶体中，处于平衡位置的原子不是固定不动的，而是以各自的平衡位置为中心不停的作热振动。随着温度的升高，热振动的振幅和频率都会增加。由于晶体内原子的相互作用，他们将彼此相互影响、相互制约，从而使热振动能量产生起伏。当某些原子振动的能量高到足以克服周围原子的束缚时，它们便有可能挣脱原来的平衡位置，迁移到一个新的位置，形成一个离位原子，同时在原来的平衡位置上留下点阵空位缺陷。离位原子的迁移位置一般有三种： 1）离位原子迁移到晶体表面或者晶界上的正常阵点位置，使晶体内部留下空位 2）离位原子挤入点阵的间隙位置，在晶体中同时形成数目相等的空位和间隙原子； 3）离位原子迁移到其他空位中，使空位移动，这种情况下，空位的数目不会增加。空位和间隙原子的形成与温度有很大的关系，随着温度的升高，空位和间隙原子的数目增加，因此，点缺陷又称为热缺陷。空位和间隙原子的迁移运动，构成金属晶体中原子的扩散，这直接影响到金属的性能和在金属中发生的某些物理化学过程。例如金属的热处理、化学处理、蠕变和高温变形都和原子的扩散有关。

金属塑性加工理论教学大纲

《金属塑性加工理论》教学大纲一、课程性质和任务本课程属轧制工程专业必修课，通过本课程学习，使学生熟悉和掌握金属塑性变形原理和轧制原理的有关理论和专业基本知识，为培养轧制工程专业及相关的有用人才打下一定的基础。

二、教学基本要求课程是在学习金属学的基础上而开设的，只有了解和掌握了金属学的有关理论知识才可能学好本课程。

学习本课程将为学习金属压力加工工艺，设备等课程打下一定的理论基础；为掌握有关专业工作岗位的操作技能提出相关的理论依据。

学完本课程应达到以下基本要求1.了解并掌握金属塑性变形的力学基础知识。

2.了解并掌握金属在塑性变形的基本规律。

3.了解并掌握金属的塑性、变形抗力和屈服条件。

4.理解金属塑性变形中断裂的现象，掌握其基本类型。

5.掌握轧制过程的基本概念。

6.掌握轧制过程中的宽展、前滑的概念以及在轧制中的作用。

7.了解轧制压力、轧制力矩、功率的概念，掌握有关理论及计算公式、图表的应用。

8.掌握轧制时弹、塑性曲线的概念及在实际中的应用。

9.了解连轧基本理论。

三、教学内容第一篇金属塑性变形原理第一章金属塑性变形的力学基础课程要求：1、掌握压力加工中工件所受的外力。

2、掌握金属原子间作用力和能。

3、掌握弹性变形、塑性变形和弹、塑性变形的概念。

4、掌握内力和应力、应力状态的概念及应力状态图示、主变形方向、主变形图示。

课程内容：第一节力与变形第二节应力状态及图示第三节变形图示与变形的力学图第四节变形量的表示方法第五节外摩擦第二章金属塑性变形的基本规律课程要求：1、掌握体积不变定律。

2、掌握最小阻力定律。

3、掌握移位体积与变形速度。

4、了解不均匀变形。

课程内容：第一节体积不变定律第二节最小阻力定律第三节移位体积与变形速度第四节不均匀变形第三章金属在塑性、变形抗力和屈服条件课程要求：1、掌握金属的塑性指标及影响因素。

2、掌握开始塑性变形的条件3、掌握影响金属的变形抗力的因素。

课程内容：第一节金属的塑性第二节变形抗力与屈服条件第四章塑性变形中的断裂课程要求：1、掌握断裂的基本概念和类型。

《金属塑性成形原理》课程讲义2

第二章金属塑性变形的物理基础教学目的和要求：掌握塑性、滑移、孪生的概念，金属塑性变形的机理、金属变形后加热过程中的软化机制、热加工过程中的软化机制、影响金属塑性的因素。

教学内容：1.金属冷态下的塑性变形机理；2.金属热态下的塑性变形机理；3.金属的超塑性变形；4.金属在塑性加工过程中的塑性行为；教学重点和难点：重点：塑性、滑移、孪生的概念，金属塑性变形的机理、金属变形后加热过程中的软化机制、热加工过程中的软化机制、影响金属塑性的因素。

难点：滑移、孪生的概念，金属塑性变形的机理、影响金属塑性的因素。

第一节金属冷态下的塑性变形塑性成形所用的金属材料绝大部分是多晶体，其变形过程较单晶体的变形复杂多，这主要是与多晶体的结构特点有关。

多晶体是由许多结晶方向不同的晶粒组成，每个晶粒可看成一个单晶体，相邻晶粒彼此位向不同，但晶体结构相同、化学组成也基本一样；晶粒又有一些更小的亚晶粒组成。

晶粒之间存在厚度相当小的晶界，晶界的结构与相邻两晶粒之间的位向差有关，一般可分为小角度晶界和大角度晶界。

一金属的晶体结构（选讲）1．晶格和晶胞固体物质中的原子排列有两种情况，一种是原子呈周期性有规则的排列，这种物质被称为晶体，另一种是原子呈不规则排列，被称为非晶体。

金属一般是晶体。

在晶体中，原子排列的规律不同，其性能也不同。

所以研究金属的晶体结构，首先必须从金属原子的实际排列情况着手。

实际中，晶体的原子堆积在一起，肉眼难以分辨其规律性。

为了清楚的表明原子在空间的排列规律性，人们对晶体结构进行了抽象简化。

即将构成晶体的实际质点（包括原子、离子或者分子）忽略，将他们抽象为纯粹的几何点，称之为阵点或结点。

这些阵点可以是原子（或者分子）的中心，也可以是原子群（或者分子群）的中心点。

用许多平行的直线将这些阵点连接起来，就构成了一个三维的空间格架，这种用以描述晶体中原子（离子或者分子）排列规律的空间格架称为空间点阵，简称为点阵或晶格。

从晶格中取出一个能够完全反映晶格特征的最小几何单元，来分析晶体中原子排列的规律性，这个最小的单元称为晶胞。

金属塑性成形原理课件

将板料沿直线弯成各种形状。
△ 拉深把板料毛坯成形制成各种空心零件。
△ 翻边把板料半成品的边缘按曲线或圆弧成形成
竖立的边缘。
△ 胀形在双向拉应力作用下实现的变形，可以成
形各种空间曲面形状。
△ 扩口在空心毛坯或管状毛坯的某个部位上使其
直径扩大的变形方法。
△ 缩口在空心毛坯或管状毛坯的某个部位上使其
△ 落料用冲模沿封闭轮廓线冲切，冲下部分是零
件。
△ 冲孔用冲模沿封闭轮廓线冲切，冲下部分是废
料。
△ 切断
用剪刀或冲模沿不封闭轮廓线切断，多用于加工形状简单的平板零件。
△ 切边
将成形零件的边缘修切整齐或切成一定的形状。
◇ 成形工序成形工序是板料在不破裂的条件下产生塑
性变形，获得与模具形状一致的工件。包括弯曲、拉深、翻边、胀形、扩口、缩口等。 △ 弯曲
3) 晶格类型的影响面心立方金属塑性最好，如铝、铜和镍等；体心立方次之，如钒、钨、钼等；密排六方塑性最差，如镁、锌、钛等。
4) 铸造组织的影响铸造组织由于具有粗大的柱状晶粒和偏祈、夹杂、气泡、疏松等缺陷，故使金属塑性降低。右图是Cr-NiMo钢铸造状态和锻造状态时的塑性差别。
Cr-Ni-Mo钢铸造组织和锻造组织塑性的差别
塑性a 指标
b
d
e c
应变速率
□ 应变速率对塑性影响的结论
➢不同的应变速率大小影响不同； ➢化学成分越复杂或合金元素含量越高，率敏感性越
高； ➢对有脆性转变金属，视是否避开脆性区而定； ➢增大应变速率，降低摩擦系数；减少热量损失；提高
惯性流动效应； ➢非常高的应变速率大大提高金属的塑性
(5) 应力状态对金属塑性的影响

材料成型金属学塑加金属学讲稿第二章

金属的主要滑移面、滑移方向和滑移系
Schmid定律
滑移系只提供了金属滑移的可能性，而金属在外力作用下滑移的驱动力是沿滑移面滑移方向上的分切应力。单晶体受力后，外力在任何晶面上都可分解为正应力和切应力。正应力只能引起弹性变形及解理断裂。只有在切应力的作用下金属晶体才能产生塑性变形。
外力在晶面上的分解
2. 塑性变形机制
Plastic Deformation Mechanism
晶体的塑性变形 Plastic Deformation of Crystal －－金属的重要特性之一
弹性变形（Elastic Deformation）：材料尺寸只发生暂时性改变。拉伸:σ=Eε，E-杨氏模数；剪切，τ=Gγ，G-切变模数。具有可逆性. 金属弹性变形的本质：金属原子自平衡位置产生可逆位移。塑性变形（Plastic Deformation）：应力超过弹性极限，材料发生的不可逆的永久变形。应力与应变的关系偏离虎克定律。先发生弹性变形，后发生塑性变形。形状和尺寸的不可逆变化是通过原子的定向位移实现的．塑性变形的主要机制:位错的运动
孪生的位错机制
孪生的位错机制 ▲孪生与滑移最大的区别在于孪生要引起堆垛层错的改变. ▲孪晶形成的位错机制: 由肖克莱不全位错运动扫过相继的层面造成的均匀切变.
发生孪生的条件
■不同结构金属: fcc、bcc:易滑移,难孪生,低温、高速； hcp：易孪生. ■孪生难于滑移. 孪生前有滑移产生,即在已产生一定形变的情况下才开始: 孪生位错是在一定内应力下由部分滑移位错转变而成. 孪晶应力高于滑移. ■产生孪晶的应力随层错能提高而增加。 ■在高应力下形核后在远小于孪晶萌生的应力下沿孪生面和垂直孪生面两方向同时极快(声速)扩展. ■切变量随孪生区的增长而增大.弹性应变大,需要其他变形机制协调,否则出现裂缝,变形终止. ■加载方式以冲击最有利

金属材料加工与成型教学大纲

金属材料加工与成型一、课程说明课程编号：050142Z10课程名称：金属材料加工成型/ Forming Processing of Metal Materials课程类别：专业选修课学时/学分：32/2先修课程：材料科学基础、冶金原理、冶金设备基础、钢铁冶金学（或有色冶金学）适应专业：冶金工程、金属材料工程参考教材：1、毛卫民主编，金属材料成形成加工北京，清华大学出版社，20082、王英杰主编．金属材料加工成型工艺．北京：机械工业出版社，20083．曾光廷主编．材料成型加工工艺及设备．北京：化学工业出版社，2001 4．马怀宪主编．金属塑性加工学．北京：冶金工业出版社，2001二、课程设置的目的意义金属材料是重要的结构材料，材料是的加工成型是金属作为材料使用的必然步骤。

本课程为冶金工程专业重要的选修课。

通过学习，使学生掌握金属材料成型的基本原理，金属材料加工工艺及相关设备，金属材料的塑性加工的主要方法等知识，为今后从事金属材料加工及相关行业的研究开发工作奠定基础。

三、课程的基本要求知识：打破了原来的铸造、焊接、塑性成形等纵向单一课程内容，将金属材料成型与加工过程看成一个完整的系统过程，掌握该系统过程所涉及的共性的基本原理，掌握金属材料铸造、焊接、塑性成形各加工工艺特点、技术要求、影响参数、控制原理和发展趋势，对金属材料的加工有一个较全面的了解，并扩展到复合材料和陶瓷材料的成形和加工。

能力：通过该课程的学习，使学生能够将冶金过程与材料加工过程相结合，利用金属材料成型与加工的基本原理分析复杂工程问题，设计实验方案、分析实验或工程数据，获得有效结论，并能够将冶金与材料方面的专业知识用于解决实际材料加工复杂工程问题，具备一定的设计解决方案以解决复杂工程问题的能力。

素质：通过课程中的分析、讨论与辩论来培养分析沟通交流素质，培养基础理论知识的应用技能；通过课外导学的模式，提升自主学习和终身学习的意识，形成不断学习和适应发展素质。

哈工程材料成型金属塑性成形技术讲课文档

性的整体相对滑动，而是在切应力的作用下通过滑移面上的位错运动进行的。当一位错移到晶体表面时，便形成了一个原子间距的滑移量。
(a) 位错
(b) 位错移动刃型位错运动造成滑移的示意图
现在十四页，总共四十五页。
(c) 产生滑移
2.1 金属塑性成形物理基础
单晶体的塑性变形滑移的位错机制
螺型位错移动造成滑移的示意图
现在三十二页，总共四十五页。
2.1 金属塑性成形物理基础
热塑性变形对金属组织性能的影响
改善铸锭组织：通过热塑性变形可使铸锭或毛坯中的气孔和缩松焊合，打
碎粗大的柱状晶和树枝晶，改善夹杂物与脆性相的形态、大小和分布，消除偏析。
细化晶粒：正常的热塑性变形由于发生塑性变形和再结晶，一般可
使晶粒得到细化，因而可以提高金属的力学性能。
材料为Q345（16Mn) 钢
1200
的自行车链条经过五次轧制，
1000
厚度由3.5mm压缩到1.2mm，
总变形量为65%，硬度从
800
150HBS提高到275HBS；抗
600
拉强度从510MPa提高到
400
980MPa；使承载能力提高了
200
将近一倍。
0
硬度（HBS）
现在二十六页，总共四十五页。
现在三十三页，总共四十五页。
2.1 金属塑性成形物理基础
热塑性变形对金属组织性能的影响
纤维组织：在热变形过程中，铸态金属中的各种偏析、夹杂物、第二相和晶界等
逐淅沿变形方向延伸，形成纤维组织，也称流线。由于纤维组织的形成，使金属的力学性能具有了各向异性。
纤维组织
现在三十四页，总共四十五页。
2.1 金属塑性成形物理基础

金属塑性成型原理复习资料

第一章绪论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。

可分为一次加工和二次加工。

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。

Ⅱ.按成型时工件的温度可分为热成形、冷成形和温成形。

第二章金属塑性变形的物理基础1、简述滑移和孪生两种塑性变形机理的主要区别。