金属工艺 第三章压力加工
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a. 难以继续变形，需退火软化 b. 强化手段之一。（如形变铝合金） c. 抵抗局部过载 d. 许多冷成型加工的保证。（如冷拉、冷轧）
Hale Waihona Puke ③产生内应力定义：外力去处后，残留且平衡于金属内部的应力。 产生原因：各部分及各晶粒之间变形不均匀和晶格畸变所产生 的。
内应力分为三类：
第一类指由于金属表面与心部变形量不同而形成的平 衡于表面与心部之间的宏观内应力（通常0.1%）
例如纯铁、低碳钢和高合金钢，它们的可锻性是依次 下降的。
金属组织的影响 纯金属及固溶体(如奥氏体)的可锻性好。而碳化物( 如渗碳体)的可锻性差。 铸态柱状组织和粗晶粒结构不如晶粒细小而又均匀的
组织的可锻性好
2.加工条件的影响(外因)
1）变形温度的影响
在一定的变形温度范围内，随着温度升高，原子动 能升高，从而塑性提高，变形抗力减小，有效改善了 可 锻性。
一.单晶体的塑性变形方式：
τ
τ
a)未变形
bτ)弹性变形
τc)弹塑性变形
单晶体滑移变形示意图
d)塑性变形
滑移：在切应力的作用下，晶体的一部分相对 另一部分沿着一定的晶面产生相对滑动。
单晶体塑性变形的实质是： 晶体内部产生滑移的结果
τ
a)未变形
b)弹性变形
c)弹塑性变形
τ 位错引起滑移变形示意图
d)塑性变形
合金铸造性能 对铸件结构工 艺性的要求
壁厚的设计 合理设计铸件壁厚
铸件壁与壁 连接的设计
铸件的结构圆角； 避免铸件壁的锐角连接； 厚壁与薄壁 间的连接要 逐步过渡；
其它
1.对于较长易挠曲的梁形铸件， 应将其截面设计成对称截面。
2.铸件上易产生变形或裂纹的部 位，设计加强筋结构，防止变形。
第三章 压力加工
二、再结晶（不是相变）
塑性变形后金属被拉长了的晶粒出现重新生核、结晶，变为 等轴晶粒的现象，称为再结晶。
再结晶温度一般为0.4T熔(K)以上 （T回=0.4T熔）
特点：
再结晶通过形核、长大的方式进行，得到细小均匀等轴晶 粒。
完全消除了残余应力和加工硬化现象，塑性提高。再结晶 退火。
晶粒长大：
如温度继续升高或保温时间延长，晶粒会长大，使塑性、韧性明 显下降。
（2）最小阻力定律 如果金属颗粒在几个方向上都可移 动，那么金属颗 粒就沿着阻力最小的方向移动，这就叫做最小阻力定律。
圆形、方形、矩形截 面上各质点在镦粗时 的流动方向。
3.1金属的塑性变形
金属的塑性变形是进行金属压力加工的理论依据。
3.1.1金属塑性变形机理
外力 作用
弹性变形 塑性变性
金属塑性变形的实质是： 晶体内部产生滑移的结果
3）应力状态的影响
挤压时为三向受压状态。 拉拔时为两向受压一向受拉的状态。 压应力的数量愈多，则其塑性愈好，变形抗力增大；
拉应力的数量愈多，则其塑性愈差。
思考题
1.纤维组织是怎样形成的?它对金属 的力学性能有何影响?
2.试分析用棒料切削加工成形 和用棒料冷镦成形制造六角螺 栓的力学性能有何 不同?
金属回复与再结晶过程组织
(a )塑性变形后的组织 (b)回复后的组织 (C)再结晶组织
形变强化金属的回复和再结晶示意图
3.1.4金属的热加工
由于金属在不同温度下变形后的组织和性能不同， 因此在塑性加工中有冷变形与热变形之分。
冷变形：再结晶温度以下的变形。其特征是存在加 工硬化现象，可使金属获得较高的硬度和精度，提高产 品性能，但变形程度不宜过大。
主要内容：
3.1金属的塑性变形 3.2自由锻 3.3模锻 3.4板料冲压
3.5近净成形压力加工 3.6快速模具制造技术
本章重点：
1.了解金属塑性成型的理论 基础 2.掌握金属的塑性成型方法 及工艺 3.掌握薄板冲压成形工艺， 包括各种成形模具结构、基 本工序和典型零件的工艺制 定。
概述
金属塑性成型：利用金属在外力作用下所产生的塑 性变形，来获得具有一定形状、尺寸和力学性能的原 材料、毛坯或零件的生产方法，也称为压力加工。
纯铁在塑性变形后的组织变化 a)正火态b) 变形40%c)变形80%
②加工硬化
金属发生冷塑性变形时，随变形程度增加，强度、硬 度上升，塑性、韧性下降的现象称为加工硬化，又称 冷变形强化。 产生原因：随变形量↑→位错密度↑→位错在 运动中相遇、缠结→位错运动阻力↑→变形抗力↑→ 强度、硬度↑。
作用：
若加热温度过高，晶粒急剧长大，金属力学性能降 低，这种现象称为“过热”。若加热温度更高接近熔 点， 晶界氧化破坏了晶粒间的结合，使金属失去塑性， 坯料 报废，这一现象称为“过烧”。
金属锻造加热时允许的最高温度称为始锻温度。 不能再锻，否则引起加工硬化甚至开裂，此时停止 锻造的温度称终锻温度。
碳素结构钢，加热温度超过 A3线，组织为单一A，适宜 塑性加工 锻造温度范围的确定： 始锻温度：固相线以下 200℃左右 终锻温度：A1线以上800～ 750℃之间
单面冲孔
4.弯曲：采用一定的工模具将 坯料弯成所规定的外形的锻造 工序，称为弯曲。
3.多晶体塑性变形的特点： 1）变形的不均匀
多晶体的各晶粒间有不同的位向并受晶界的牵制，先后 不一，变形大小不同，这种变形的不均匀性导致晶粒 内和晶粒单产生内应力。
2）变形抗力比单晶体大
由于各晶粒位向不同，晶界对变形的牵制，多晶体的塑 性变形阻力较大。
3）纤维组织和各向异性
多晶体塑性变形后，晶粒沿变形方向拉长并向外力方向 转动，当变形程度很大（≥75%），多晶体晶粒将显 著地沿同一方向拉长，形成纤维组织。此时，金属的 性能出现各向异性。
3.冲孔：在坯料上冲出通孔或盲 孔的锻造工序称为冲孔。
1）双面冲孔法。用冲头在坯 料上冲至2/3～3/4深度时，取出 冲头，翻转坯料，再用冲头从反 面对准位置，冲出孔来。
2）单面冲孔法。厚度小的坯 料可采用单面冲孔法。冲孔时， 坯料置于垫环上，一略带锥度的 冲头大端对准冲孔位置，用锤击 方法打入坯料，直至孔穿透为止。
• （2） 锻造温度:金属坯料是在一定的温度范围内进行 锻造的。
自由锻的特点
（1）坯料变形时，只有部分表面受到限制，其余 可自由流动；
（2）所用设备及工具简单，适应性强，锻件重 量不受限制；
（3）由人工控制锻件的形状和尺寸，锻件的精 度低，生产率低；
（4）适用于单件小批生产，也是大型锻件的唯 一锻造方法。
空气锤
双柱拱式蒸 汽---空气锤
水压机
自由锻的工序
工序——基本工序，辅助工序和修整工序 基本工序：
用来改变坯料的形状和尺寸的主要工序，主要包括：镦 粗、拔长、冲孔、弯曲、扭转、错移、切割。
1.镦粗：使坯料高度减小，横断面积增大的锻造工序称为 镦粗。
a) 平砧间镦粗
b) 局部锻粗
2.拔长：使坯料横断面 积减小、长度增加的锻 造工序称为拔长。
2）变形速度的影响
一方面由于变形速度的增大，回 复和再结晶不能及时克服加工硬化现 象，金属则表现出塑性下降、变形抗 力增大，可锻性变坏。
另一方面，金属在变形过程中， 消耗于塑性变形的能量有一部分 转 化为热能，使金属温度升高(称为热 效应现象)。变形速度越大， 热效应 现象越明显，使金属的塑 性提高、 变形抗力下降(图中a点以后)，可锻 性变好。
通过锻压改变其形状和方向。 如图a所示的曲轴，纤维组织分布合理。而如图b所示是用
切削加工出拐颈，纤维组织被切断，使用时容易沿轴肩断 裂。
曲轴中的纤维组织分布 a)锻造的拐颈b )切削的拐颈
3.1.5金属的可锻性
可锻性——常用金属材料在经受压力加工产生塑性变 形的工艺性能来表示。可锻性的优劣是 以金属的塑性 和变形抗力来综合评定的。
• 锻造坯料准备 • 1．锻造用坯料：镦粗时，为避免锻弯，坯料的高径（
H0/D0）不得 超过2.5，为了下料方便，坯料高径比 还应该大于1.25。 • 2．坯料的加热: • (1)加热目的:坯料加热的目的是提高金属的塑性，降低 变形力， 以改善金属的锻造性能，使之易于流动成形 并获得良好的锻后组织。
上次课内容的回顾
塑性变形理论及假设 塑性变形机理：晶体内部产生滑移的结果，（位错运动）造成晶
体的塑性变形 金属变形过程中的组织与性能 获得细化的再结晶组织；气孔、缩松等被压合；形成纤维组织； 特点：各个方向上的力学性能不相同 冷变形及热变形
冷变形：只有加工硬化而无回复与再结晶现象 热变形：变形温度在再结晶温度以上，无任何加工硬化 影响塑性变形的因数 塑性和变形抗力
内因：化学成分的影响；金属组织的影响
外因：变形温度的影响；变形速度的影响；应力状态的影响
锻造
3.2自由锻 3.3模锻
重点内容： 1.初步掌握自由锻和模锻的基本工序、特点及应用。 2.能够根据自由锻和模锻设备、工具及工艺特点， 合理地设计自由锻和模锻件结构。
3.2自由锻
• 定义:只用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下 砧间直接使坯料变形而获得所需的锻件，这种方法称 为自由 锻。
3.1.3回复、再结晶
将冷成形后的金属加热至一定温度后，使原子回复到 平衡位置，晶内残余应力大大减小的现象，称为回复。
特点： 使晶格畸变减轻或消除，但晶粒的大小和形状并无改 变。 消除了晶格扭曲及大部分内应力。力学性能变化不大， 强度、硬度稍有降低；塑性略有提高；内应力大大降低。
回复处理:低温退火或去应力退火。 T回=(0.25~0.3)T熔 （K）
常见的塑性成形方法：
锻造、冲压、挤压、轧制、拉拔等。
轧板
轧棒
挤压
挤压产品
拉拔
拉拔产品
锻造
特点：
• 改善金属组织，提高力学性能 • 材料的利用率高 • 较高的生产率 • 毛坯或零件的精度高 • 压力加工所用的金属材料应具有良好的塑性 • 不适合成形复杂的零件
金属塑性变形的规律
（1）塑性变形前后体积不变的假设 变形前物体的体积等于变形变形后的体积
3.1.2塑性变形对组织和性能的影响
金属在常温下经塑性变形，内部组织和性能将发生一系 列重大变化：①晶粒沿变形方向伸长，性能趋向各向异 性；②晶粒破碎，位错密度增加，产生加工硬化；③产 生内应力。
①产生纤维组织
形成纤维状组织：晶粒沿变形方向拉长或成纤维状。 纤维组织的出现是金属材料由原来的各向同性变形成 各向异性。沿着纤维方向的强度大于垂直纤维方向。
塑性是指金属材料在外力作用下产生永久变形，而不 破坏其完整性的能力。
变形抗力是指金属对变形的抵抗力。 金属的可锻性取决于材料的性质(内因)和加工条件(外
因)。
1.材料性质的影响(内因)
化学成分的影响 纯金属的可锻性比合金的可锻性好。
钢中合金元素含量越多，合金成分越复杂，其塑性 越差，变形抗力越大。
第二类指晶粒之间或晶内不同区域的变形不均匀而形成 的微观内应力（1~2%之间）；
第三类指由晶格缺陷引起的晶格畸变内应力。
第一类、二类内应力虽然占的比例不大，但是在一般情况下 都会降低材料的性能，而且还会因应力松驰或重新分布而引起材 料的变形。
另外，内应力的存在还会降低材料的抗腐蚀性等，即应力 腐蚀。主要表面在处于应力状态的金属腐蚀速度快。变形的钢 丝易生锈就是此理
热变形：再结晶温度以上的变形。其特征是加工硬 化和再结晶过程同时存在，没有加工硬化痕迹。能以较 小的功完成较大的变形，同时获得力学性能较高的再结 晶组织。
再结晶温度 T再=0.4T熔
纤维组织的明显程度与金属的变形程度有关，变形程度越 大，纤维组织越明显。工程常用锻造比Y表示变形程度。
拔长锻造比： 镦粗锻造比： 纤维组织的形成使金属在性能上具有方向性。 纤维组织的稳定性很高，纤维组织不能热处理消除，只能
二.多晶体的塑性变形
多晶体塑性变形示意图
多晶体塑性变形的特征: 扭转+滑移
1.晶界对塑性变形的影响 变形主要在晶内进行,而在晶界受阻。 2.晶粒位向对塑性变形的影响 多晶体不同位向的晶粒按不同的先后顺序变形,多晶粒变 形的大小也不相同。多晶体的塑性变形中，除晶粒内部的 滑移和转动外，晶粒之间也产生滑移和转动，即晶间变形。
自由锻的方法
（1）手工锻造
（2）机器锻造
a）锻锤自由锻
利用冲击力使坯料产生塑性变形
常用设备有：
空气锤，锻件重量范围是50-1000公斤；
蒸汽---空气锤，锻件重量范围是20-1500公斤。
b）液压机自由锻 利用静压力使坯料变形
常用设备是水压机（能加工300t质量的锻件，是重型
机械厂锻造生产的主要设备）。
Hale Waihona Puke ③产生内应力定义：外力去处后，残留且平衡于金属内部的应力。 产生原因：各部分及各晶粒之间变形不均匀和晶格畸变所产生 的。
内应力分为三类：
第一类指由于金属表面与心部变形量不同而形成的平 衡于表面与心部之间的宏观内应力（通常0.1%）
例如纯铁、低碳钢和高合金钢，它们的可锻性是依次 下降的。
金属组织的影响 纯金属及固溶体(如奥氏体)的可锻性好。而碳化物( 如渗碳体)的可锻性差。 铸态柱状组织和粗晶粒结构不如晶粒细小而又均匀的
组织的可锻性好
2.加工条件的影响(外因)
1）变形温度的影响
在一定的变形温度范围内，随着温度升高，原子动 能升高，从而塑性提高，变形抗力减小，有效改善了 可 锻性。
一.单晶体的塑性变形方式：
τ
τ
a)未变形
bτ)弹性变形
τc)弹塑性变形
单晶体滑移变形示意图
d)塑性变形
滑移：在切应力的作用下，晶体的一部分相对 另一部分沿着一定的晶面产生相对滑动。
单晶体塑性变形的实质是： 晶体内部产生滑移的结果
τ
a)未变形
b)弹性变形
c)弹塑性变形
τ 位错引起滑移变形示意图
d)塑性变形
合金铸造性能 对铸件结构工 艺性的要求
壁厚的设计 合理设计铸件壁厚
铸件壁与壁 连接的设计
铸件的结构圆角； 避免铸件壁的锐角连接； 厚壁与薄壁 间的连接要 逐步过渡；
其它
1.对于较长易挠曲的梁形铸件， 应将其截面设计成对称截面。
2.铸件上易产生变形或裂纹的部 位，设计加强筋结构，防止变形。
第三章 压力加工
二、再结晶（不是相变）
塑性变形后金属被拉长了的晶粒出现重新生核、结晶，变为 等轴晶粒的现象，称为再结晶。
再结晶温度一般为0.4T熔(K)以上 （T回=0.4T熔）
特点：
再结晶通过形核、长大的方式进行，得到细小均匀等轴晶 粒。
完全消除了残余应力和加工硬化现象，塑性提高。再结晶 退火。
晶粒长大：
如温度继续升高或保温时间延长，晶粒会长大，使塑性、韧性明 显下降。
（2）最小阻力定律 如果金属颗粒在几个方向上都可移 动，那么金属颗 粒就沿着阻力最小的方向移动，这就叫做最小阻力定律。
圆形、方形、矩形截 面上各质点在镦粗时 的流动方向。
3.1金属的塑性变形
金属的塑性变形是进行金属压力加工的理论依据。
3.1.1金属塑性变形机理
外力 作用
弹性变形 塑性变性
金属塑性变形的实质是： 晶体内部产生滑移的结果
3）应力状态的影响
挤压时为三向受压状态。 拉拔时为两向受压一向受拉的状态。 压应力的数量愈多，则其塑性愈好，变形抗力增大；
拉应力的数量愈多，则其塑性愈差。
思考题
1.纤维组织是怎样形成的?它对金属 的力学性能有何影响?
2.试分析用棒料切削加工成形 和用棒料冷镦成形制造六角螺 栓的力学性能有何 不同?
金属回复与再结晶过程组织
(a )塑性变形后的组织 (b)回复后的组织 (C)再结晶组织
形变强化金属的回复和再结晶示意图
3.1.4金属的热加工
由于金属在不同温度下变形后的组织和性能不同， 因此在塑性加工中有冷变形与热变形之分。
冷变形：再结晶温度以下的变形。其特征是存在加 工硬化现象，可使金属获得较高的硬度和精度，提高产 品性能，但变形程度不宜过大。
主要内容：
3.1金属的塑性变形 3.2自由锻 3.3模锻 3.4板料冲压
3.5近净成形压力加工 3.6快速模具制造技术
本章重点：
1.了解金属塑性成型的理论 基础 2.掌握金属的塑性成型方法 及工艺 3.掌握薄板冲压成形工艺， 包括各种成形模具结构、基 本工序和典型零件的工艺制 定。
概述
金属塑性成型：利用金属在外力作用下所产生的塑 性变形，来获得具有一定形状、尺寸和力学性能的原 材料、毛坯或零件的生产方法，也称为压力加工。
纯铁在塑性变形后的组织变化 a)正火态b) 变形40%c)变形80%
②加工硬化
金属发生冷塑性变形时，随变形程度增加，强度、硬 度上升，塑性、韧性下降的现象称为加工硬化，又称 冷变形强化。 产生原因：随变形量↑→位错密度↑→位错在 运动中相遇、缠结→位错运动阻力↑→变形抗力↑→ 强度、硬度↑。
作用：
若加热温度过高，晶粒急剧长大，金属力学性能降 低，这种现象称为“过热”。若加热温度更高接近熔 点， 晶界氧化破坏了晶粒间的结合，使金属失去塑性， 坯料 报废，这一现象称为“过烧”。
金属锻造加热时允许的最高温度称为始锻温度。 不能再锻，否则引起加工硬化甚至开裂，此时停止 锻造的温度称终锻温度。
碳素结构钢，加热温度超过 A3线，组织为单一A，适宜 塑性加工 锻造温度范围的确定： 始锻温度：固相线以下 200℃左右 终锻温度：A1线以上800～ 750℃之间
单面冲孔
4.弯曲：采用一定的工模具将 坯料弯成所规定的外形的锻造 工序，称为弯曲。
3.多晶体塑性变形的特点： 1）变形的不均匀
多晶体的各晶粒间有不同的位向并受晶界的牵制，先后 不一，变形大小不同，这种变形的不均匀性导致晶粒 内和晶粒单产生内应力。
2）变形抗力比单晶体大
由于各晶粒位向不同，晶界对变形的牵制，多晶体的塑 性变形阻力较大。
3）纤维组织和各向异性
多晶体塑性变形后，晶粒沿变形方向拉长并向外力方向 转动，当变形程度很大（≥75%），多晶体晶粒将显 著地沿同一方向拉长，形成纤维组织。此时，金属的 性能出现各向异性。
3.冲孔：在坯料上冲出通孔或盲 孔的锻造工序称为冲孔。
1）双面冲孔法。用冲头在坯 料上冲至2/3～3/4深度时，取出 冲头，翻转坯料，再用冲头从反 面对准位置，冲出孔来。
2）单面冲孔法。厚度小的坯 料可采用单面冲孔法。冲孔时， 坯料置于垫环上，一略带锥度的 冲头大端对准冲孔位置，用锤击 方法打入坯料，直至孔穿透为止。
• （2） 锻造温度:金属坯料是在一定的温度范围内进行 锻造的。
自由锻的特点
（1）坯料变形时，只有部分表面受到限制，其余 可自由流动；
（2）所用设备及工具简单，适应性强，锻件重 量不受限制；
（3）由人工控制锻件的形状和尺寸，锻件的精 度低，生产率低；
（4）适用于单件小批生产，也是大型锻件的唯 一锻造方法。
空气锤
双柱拱式蒸 汽---空气锤
水压机
自由锻的工序
工序——基本工序，辅助工序和修整工序 基本工序：
用来改变坯料的形状和尺寸的主要工序，主要包括：镦 粗、拔长、冲孔、弯曲、扭转、错移、切割。
1.镦粗：使坯料高度减小，横断面积增大的锻造工序称为 镦粗。
a) 平砧间镦粗
b) 局部锻粗
2.拔长：使坯料横断面 积减小、长度增加的锻 造工序称为拔长。
2）变形速度的影响
一方面由于变形速度的增大，回 复和再结晶不能及时克服加工硬化现 象，金属则表现出塑性下降、变形抗 力增大，可锻性变坏。
另一方面，金属在变形过程中， 消耗于塑性变形的能量有一部分 转 化为热能，使金属温度升高(称为热 效应现象)。变形速度越大， 热效应 现象越明显，使金属的塑 性提高、 变形抗力下降(图中a点以后)，可锻 性变好。
通过锻压改变其形状和方向。 如图a所示的曲轴，纤维组织分布合理。而如图b所示是用
切削加工出拐颈，纤维组织被切断，使用时容易沿轴肩断 裂。
曲轴中的纤维组织分布 a)锻造的拐颈b )切削的拐颈
3.1.5金属的可锻性
可锻性——常用金属材料在经受压力加工产生塑性变 形的工艺性能来表示。可锻性的优劣是 以金属的塑性 和变形抗力来综合评定的。
• 锻造坯料准备 • 1．锻造用坯料：镦粗时，为避免锻弯，坯料的高径（
H0/D0）不得 超过2.5，为了下料方便，坯料高径比 还应该大于1.25。 • 2．坯料的加热: • (1)加热目的:坯料加热的目的是提高金属的塑性，降低 变形力， 以改善金属的锻造性能，使之易于流动成形 并获得良好的锻后组织。
上次课内容的回顾
塑性变形理论及假设 塑性变形机理：晶体内部产生滑移的结果，（位错运动）造成晶
体的塑性变形 金属变形过程中的组织与性能 获得细化的再结晶组织；气孔、缩松等被压合；形成纤维组织； 特点：各个方向上的力学性能不相同 冷变形及热变形
冷变形：只有加工硬化而无回复与再结晶现象 热变形：变形温度在再结晶温度以上，无任何加工硬化 影响塑性变形的因数 塑性和变形抗力
内因：化学成分的影响；金属组织的影响
外因：变形温度的影响；变形速度的影响；应力状态的影响
锻造
3.2自由锻 3.3模锻
重点内容： 1.初步掌握自由锻和模锻的基本工序、特点及应用。 2.能够根据自由锻和模锻设备、工具及工艺特点， 合理地设计自由锻和模锻件结构。
3.2自由锻
• 定义:只用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下 砧间直接使坯料变形而获得所需的锻件，这种方法称 为自由 锻。
3.1.3回复、再结晶
将冷成形后的金属加热至一定温度后，使原子回复到 平衡位置，晶内残余应力大大减小的现象，称为回复。
特点： 使晶格畸变减轻或消除，但晶粒的大小和形状并无改 变。 消除了晶格扭曲及大部分内应力。力学性能变化不大， 强度、硬度稍有降低；塑性略有提高；内应力大大降低。
回复处理:低温退火或去应力退火。 T回=(0.25~0.3)T熔 （K）
常见的塑性成形方法：
锻造、冲压、挤压、轧制、拉拔等。
轧板
轧棒
挤压
挤压产品
拉拔
拉拔产品
锻造
特点：
• 改善金属组织，提高力学性能 • 材料的利用率高 • 较高的生产率 • 毛坯或零件的精度高 • 压力加工所用的金属材料应具有良好的塑性 • 不适合成形复杂的零件
金属塑性变形的规律
（1）塑性变形前后体积不变的假设 变形前物体的体积等于变形变形后的体积
3.1.2塑性变形对组织和性能的影响
金属在常温下经塑性变形，内部组织和性能将发生一系 列重大变化：①晶粒沿变形方向伸长，性能趋向各向异 性；②晶粒破碎，位错密度增加，产生加工硬化；③产 生内应力。
①产生纤维组织
形成纤维状组织：晶粒沿变形方向拉长或成纤维状。 纤维组织的出现是金属材料由原来的各向同性变形成 各向异性。沿着纤维方向的强度大于垂直纤维方向。
塑性是指金属材料在外力作用下产生永久变形，而不 破坏其完整性的能力。
变形抗力是指金属对变形的抵抗力。 金属的可锻性取决于材料的性质(内因)和加工条件(外
因)。
1.材料性质的影响(内因)
化学成分的影响 纯金属的可锻性比合金的可锻性好。
钢中合金元素含量越多，合金成分越复杂，其塑性 越差，变形抗力越大。
第二类指晶粒之间或晶内不同区域的变形不均匀而形成 的微观内应力（1~2%之间）；
第三类指由晶格缺陷引起的晶格畸变内应力。
第一类、二类内应力虽然占的比例不大，但是在一般情况下 都会降低材料的性能，而且还会因应力松驰或重新分布而引起材 料的变形。
另外，内应力的存在还会降低材料的抗腐蚀性等，即应力 腐蚀。主要表面在处于应力状态的金属腐蚀速度快。变形的钢 丝易生锈就是此理
热变形：再结晶温度以上的变形。其特征是加工硬 化和再结晶过程同时存在，没有加工硬化痕迹。能以较 小的功完成较大的变形，同时获得力学性能较高的再结 晶组织。
再结晶温度 T再=0.4T熔
纤维组织的明显程度与金属的变形程度有关，变形程度越 大，纤维组织越明显。工程常用锻造比Y表示变形程度。
拔长锻造比： 镦粗锻造比： 纤维组织的形成使金属在性能上具有方向性。 纤维组织的稳定性很高，纤维组织不能热处理消除，只能
二.多晶体的塑性变形
多晶体塑性变形示意图
多晶体塑性变形的特征: 扭转+滑移
1.晶界对塑性变形的影响 变形主要在晶内进行,而在晶界受阻。 2.晶粒位向对塑性变形的影响 多晶体不同位向的晶粒按不同的先后顺序变形,多晶粒变 形的大小也不相同。多晶体的塑性变形中，除晶粒内部的 滑移和转动外，晶粒之间也产生滑移和转动，即晶间变形。
自由锻的方法
（1）手工锻造
（2）机器锻造
a）锻锤自由锻
利用冲击力使坯料产生塑性变形
常用设备有：
空气锤，锻件重量范围是50-1000公斤；
蒸汽---空气锤，锻件重量范围是20-1500公斤。
b）液压机自由锻 利用静压力使坯料变形
常用设备是水压机（能加工300t质量的锻件，是重型
机械厂锻造生产的主要设备）。