3.1塑形成型基础
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塑性成形原理知识点总结
塑性成形原理知识点总结一、塑性成形的基本原理1. 塑性成形的基本原理是通过施加外部应力使材料受力，发生形变，从而改变其形状和尺寸。
外部应力可以是拉伸、压缩、弯曲等形式，材料受到应力后发生塑性变形，达到所需的形状和尺寸。
2. 塑性成形的基本原理还包括在一定的温度条件下进行成形。
材料在一定温度范围内会发生晶粒的滑移和再结晶等变化，使材料更容易流动和变形，这对于塑性成形的效果非常重要。
3. 塑性成形的基本原理还涉及到应变硬化和材料流动等方面的知识。
应变硬化是指材料在形变过程中发生的一种增加抗力的现象，材料流动则是指材料在应力作用下发生的形变过程，通过流动来实现所需的成形效果。
二、材料在塑性成形过程中的变形规律1. 材料在塑性成形过程中会发生各种形式的变形，包括平面应变变形、轴向应变变形、弯曲应变变形、扭曲应变变形等。
不同的成形方式会引起不同形式的变形，需要根据具体情况进行分析和处理。
2. 材料在塑性成形过程中的变形还受到横向压缩和减薄等因素的影响。
横向压缩会导致材料沿其厚度方向出现侧向膨胀的现象，减薄则是指材料在成形过程中产生的减小尺寸和厚度的现象。
3. 材料在塑性成形过程中还会出现显著的硬化现象。
随着形变量的增加，材料的硬度和抗力会逐渐增加，这对于成形过程的控制和调整非常重要。
三、材料在塑性成形过程中的流变规律1. 材料在塑性成形过程中会发生流变，即在应力的作用下发生形变的过程。
材料的流变规律是指在应力条件下材料的变形规律和流动规律，这对于塑性成形技术的研究和应用非常重要。
2. 材料在塑性成形过程中还会出现应力和应变的分布不均匀、表面变形、壁厚变化等现象。
这些现象会导致成形件质量的不稳定性和变形过程的复杂性，需要进行合理的控制和调整。
3. 材料在塑性成形过程中还会受到局部热和化学变化的影响。
局部热和化学变化会影响材料的微观结构和性能，对于成形过程的控制和调整也具有重要的参考意义。
四、塑性成形的热变形和冷变形1. 塑性成形通常分为热变形和冷变形两种方式。
工程材料与机械制造基础课件：塑性成形-
晶體發生滑移後，其外表形狀發生變化，體積保持 不變，相對滑移後晶體的兩部分仍保持晶格位向的一致 性。
2）雙晶： 雙晶亦叫孿晶。雙晶是晶體在外力作用下晶格的一部
分相對另一部分發生轉動。 未變形部分和變形部分的交界面稱為雙晶面。在雙晶
面兩側形成鏡面對稱，如圖3-3所示。
3.1.1 塑性成形的實質
雙晶面
在鍛壓生產中，還應注意使鍛造流線盡可能沿著零件的外形 輪廓分佈，並在切削加工過程中保持鍛造流線不被切斷，使材料 的力學性能得到最充分的發揮。
如圖3-8a)為模鍛鉤，流線分佈合理，使用壽命長，且材料 消耗少，而圖3-8b)是用板材直接切削加工出的拖鉤，拖鉤內側流 線組織被切斷，使用時容易沿切斷處斷裂。
塑性成形 概述
常見的塑性加工方法：
P
P
1 1
2
2
3
3
P 1
2
3
4
a) 自由鍛
b) 模鍛
c) 擠壓
1. 錘頭 2. 坯料 3. 下抵鐵 1. 上模 2. 坯料 3. 下模 1. 擠壓筒 2. 沖頭3. 坯料 4. 擠壓凹模
塑性成形 概述
1
1
1
2
2
2
3
4
d) 拉拔
1. 拉拔模 2. 坯料
e) 軋製
1. 軋輥 2. 坯料
一般金屬的某一質點移動時阻力最小的方向是通 過該質點向金屬變形部分的周邊所作的法線方向，因 為質點沿此方向移動的距離最短，所需的變形功最小。
3.1.4 塑性成形基本規律
2. 最小阻力定律
塑性變形時金屬各質點首先向阻力最小方向移動， 稱為最小阻力定律。
一般金屬的某一質點移動時阻力最小的方向是通 過該質點向金屬變形部分的周邊所作的法線方向，因 為質點沿此方向移動的距離最短，所需的變形功最小。
2）雙晶： 雙晶亦叫孿晶。雙晶是晶體在外力作用下晶格的一部
分相對另一部分發生轉動。 未變形部分和變形部分的交界面稱為雙晶面。在雙晶
面兩側形成鏡面對稱，如圖3-3所示。
3.1.1 塑性成形的實質
雙晶面
在鍛壓生產中，還應注意使鍛造流線盡可能沿著零件的外形 輪廓分佈，並在切削加工過程中保持鍛造流線不被切斷，使材料 的力學性能得到最充分的發揮。
如圖3-8a)為模鍛鉤，流線分佈合理，使用壽命長，且材料 消耗少，而圖3-8b)是用板材直接切削加工出的拖鉤，拖鉤內側流 線組織被切斷，使用時容易沿切斷處斷裂。
塑性成形 概述
常見的塑性加工方法：
P
P
1 1
2
2
3
3
P 1
2
3
4
a) 自由鍛
b) 模鍛
c) 擠壓
1. 錘頭 2. 坯料 3. 下抵鐵 1. 上模 2. 坯料 3. 下模 1. 擠壓筒 2. 沖頭3. 坯料 4. 擠壓凹模
塑性成形 概述
1
1
1
2
2
2
3
4
d) 拉拔
1. 拉拔模 2. 坯料
e) 軋製
1. 軋輥 2. 坯料
一般金屬的某一質點移動時阻力最小的方向是通 過該質點向金屬變形部分的周邊所作的法線方向，因 為質點沿此方向移動的距離最短，所需的變形功最小。
3.1.4 塑性成形基本規律
2. 最小阻力定律
塑性變形時金屬各質點首先向阻力最小方向移動， 稱為最小阻力定律。
一般金屬的某一質點移動時阻力最小的方向是通 過該質點向金屬變形部分的周邊所作的法線方向，因 為質點沿此方向移動的距離最短，所需的變形功最小。
塑性成形理论基础
主应力和应力不变量
J1、J2、J3分别为一阶、二阶、和三阶应力不变量， 方程 σ 3 − J 1σ 2 − J 2σ − J 3 = 0 有3个实根，即3个主应力，依其值从大到小依次记为 σ1、σ2、σ3。 3 以主应力表示时，3个应力不变量简化为：
J1 = σ1 +σ 2 +σ 3 J 2 = −(σ 1σ 2 + σ 2σ 3 + σ 3σ 1) J 3 = σ 1σ 2σ 3
塑性成形/ 塑性成形/加工
利用金属材料的塑性变形特性，用工 模具对金属材料施加机械(力)作用，使 其发生所希望的塑性变形，达到所要求 的形状、尺寸、精度和组织性能。 该过程中尺寸形状和组织性能同时改 变。
塑性成形一例
拉深成形
塑性加工
利用金属材料的塑性变形特性，用工模具加金属 材料施加机械作用，使其发生塑性变形，达到所 要求的形状、尺寸、精度和组织性能。 该过程中尺寸形状和组织性能都同时改变。 主要有： 成材的塑性加工：如轧制、挤压、拉拔等 成形的塑性加工：主要有锻造、拉深、冲压等 先进的塑性成形：主要有超塑性成形、液压胀 形、电磁成形等
应力状态
由单元体静力平衡可导出切应力互等，即： σxy = σyx; σxz = σzx; σyz = σzy 所以应力张量实际只有6个独立的分量。
σxx σxy σxz σij = ⋅ σyy σyz ⋅ ⋅ σzz
主应力和应力不变量
前面指出，只要将过一点Q处 三个相互垂直的面素上的应力矢量表示出来，就可以用三个面 素的应力矢量表示过该点的任一面素上的应力矢量。 现在知道了一点处三个相互垂直的面素上的应力矢量，即 应力张量σij，如何求任意一个截面上的应力呢？
材料加工/成形，有三个目的： 材料加工/成形，有三个目的： 获得所需要的形状、尺寸、精度， 获得所需要的形状、尺寸、精度， 材料的几何特征； 几何特征 材料的几何特征； 获得所需要的性能和内部组织， 获得所需要的性能和内部组织，材料 内在特征 特征； 的内在特征； 获得所需要的表面性能和表层组织， 获得所需要的表面性能和表层组织， 材料的表面特征。 材料的表面特征。 表面特征
金属塑性成形材料加工基础
➢圆筒的拉深成形（述
3 金属塑性成形
➢ 汽车中的冲压件（钣金)
18
3.1塑性成形概述
3 金属塑性成形
❖ 4.塑性成形优点
➢ 组织细化致密、力学性能提高。 ➢ 体积不变的材料转移成形，材料利用率高。 ➢ 生产率高，易机械化、自动化。 ➢ 制品精度较高。
19
3.1塑性成形概述
✓前者在成形过程中，变形区的形状随变形的进 行而发生改变，属于非稳定塑性变形；
✓后者在变形的大部分阶段变形区的形状不随变 形的进行而改变，属于稳定塑性变形。
9
3.1塑性成形概述
3 金属塑性成形
➢汽车曲轴锻造（体积成形）
10
3.1塑性成形概述 ➢阶梯轴类零件的楔横轧
3 金属塑性成形
11
3.1塑性成形概述 ➢高温合金涡轮盘锤锻（体积成形）
辊锻，楔横轧， 辗环，辊弯
7
3.1塑性成形概述 ➢ 塑性成形类型
3 金属塑性成形
8
3.1塑性成形概述
3 金属塑性成形
➢体积成形
✓体积成形主要是指那些利用锻压设备和工、模 具，对金属坯料（块料）进行体积重新分配的 塑性变形，得到所需形状、尺寸及性能的制件。
✓主要包括锻造（Forging）和挤压 （Extrusion）两大类。
1.1.2模锻
1.2 挤压(Extrusion)
1.3 拉拔(Drawing)
轧制（Rolling）
板材轧制 型材轧制 管材轧制
横轧 纵轧
2. 板料成形 (Sheet Metal Forming)
2.1 冲裁(blanking) 2.2 弯曲(Bending) 2.3 拉深(Deep drawing) 2.4 翻边(flanging) 2.5 胀形(Bulging)
《塑性成形工艺基础》课件
模具的构成
模具由上模、下模和导向部件等组成，用于实现金属材料的塑性成形。
模具的工艺要求
模具设计需要考虑材料选择、温度控制、表面处理等多个方面的要求。
模具设计的方法
模具设计需要考虑产品形状、材料流动和成型工艺等因素，采用综合方法进行设计。
塑性成形加工工艺
塑性成形加工的流程 塑性成形加工的工艺参数与选择 塑性成形加工的质量控制
应用范围
塑性成形工艺广泛应用于汽车、航空航天、家电等领域，是现代工业的重要组成部分。
塑性变形的基本原理
1 金属的结构和性质
金属材料由多个晶格组 成，塑性变形是晶格滑 移和晶格形变的结果。
2 冷变形与热变形
冷变形在室温下进行， 热变形在高温下进行， 两者具有不同的变形特 点。
3 塑性变形的分类
塑性变形可分为压力加 工、拉伸加工、弯曲加 工和精密成型等多种类 型。
《塑性成形工艺基础》 PPT课件
本课程将介绍塑性成形工艺的基本原理、过程和模具设计，以及该工艺的发 展趋势。让我们一起探索这个令人着迷的领域！
背景介绍
塑性成形工艺的定义
塑性成形是通过施加压力，使金属材料在保持连续性的情况下发生塑性变形的一种制造工艺。
发展历程
塑性成形工艺自古已有，经历了手工操作、机械压力成形到现代数控技术的发展。
塑性成形的基本过程
1
拉伸加工
2
通过拉伸使金属材料变薄或变长，常
见的工艺有拉延、拉具的精细控制实现复杂零件的 成形，如注塑、挤压等。
压力加工
通过施加压力使金属在模具中变形， 包括冲压、锻造等工艺。
弯曲加工
通过施加力使金属材料弯曲或折弯， 常见的工艺有折弯、卷弯等。
塑性成形模具设计
塑性成形工艺基础
b
ac
ac
d
d
b
2)确定加工余量、公差和敷料
加工余量：1~4mm 公差：0.3~3mm
3）设计模锻斜度
（3 ° 、5 ° 、7 ° 、10 ° 、12 ° ）
外壁斜度： 5°、7 ° 内壁斜度：大一级
4）设计模锻圆角
外圆角：r = 1.5~12mm 内圆角：R=（2~3）r
5）确定冲孔连皮
2. 确定模锻工序
τ
τ
τ
τ
但实际金属的滑移是靠位错的移动来实现的。
2）孪晶：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 多晶体塑性变形的实质：
晶内变形 滑移 孪晶 滑动
晶间变形 转动
晶粒内部发生滑移和孪晶（为主）； 同时晶粒之间发生滑移和转动（少量）。
二、塑性变形后金属的组织和性能
1.冷变形及其影响
2）变形条件
①变形温度： T温越高，材料的可锻性越好。（锻造温度范围）
②变形速度： V变越小，材料的可锻性越好。
③应力状态：
塑
三向压应力—
性、
变形抗力
变
塑性最好、变形抗力最大。
形
抗
力
三向拉应力— 塑性最差、变形抗力最小。
塑性
vc v
二、锻造温度范围
始锻温度： 过热、过烧 缺陷 终锻温度： 加工硬化
原材料：低碳钢、高塑性合金钢、铝合金、铜合金、镁合金等。
一、冲压设备
1. 剪床：
下料设备
1）斜刃剪
2）平刃剪
3）圆盘剪
2. 冲床：
冲压设备
1）开式冲床
2）闭式冲床
二、冲压基本工序及变形特点
第3章 塑性成形
a) 模锻钩
b)切削加工钩
图 3-8 拖钩的纤维流线
第3章 塑性成形
3.1.3 锻造比与锻造流线
锻造流线使金属的力学性能表现为各向异性，锻 件在纵向 (平行于纤维方向 )上的塑性和韧性增加，而 在横向 (垂直于纤维方向)上则下降。 杂质分布的流线化程度与锻造比有关，流线化程 度越高，这种差别越明显。 锻造比： 在锻造中生产中常用锻造比表示变形的程度，通 常用变形前后的截面比、长度比或高度比来表示锻造 比。
第3章 塑性成形
3.1.1 塑性成形的实质
双晶面
a) 变形前
b) 变形后
图3-3 晶体的双晶
双晶一般发生在晶体内滑移系少的金属中，具有六方 晶格的金属产生双晶变形的倾向较大。 增加变形速度会促使双晶的发生。在冲击力的作用下 容易产生双晶。
第3章 塑性成形
3.1.1 塑性成形的实质
2. 多晶体的塑性变形 多晶体 :是由大量的大小、形状、晶格排列位向各 不相同的晶粒所组成。
第3章 塑性成形
3.1.2 冷变形强化与再结晶
在再结晶温度以上的变形叫热变形。 再结晶温度为
其再结晶速度大于变形强化速度则变形产生的强化会随时 因再结晶软化而消除，变形后金属具有再结晶组织，从而消除 T再 =0.4T熔 冷变形强化痕迹。 在热变形过程中金属始终保持低的塑性变形抗力和良好的 塑性，可以加工尺寸较大或形状较复杂的工件，塑性加工生产 多采用热变形来进行。
第3章 塑性成形
3.1.3 锻造比与锻造流线
2
2 1 1
a) 棒料切削成形
b) 扁钢经切削成形 1、2 — 轮齿
c) 棒料镦粗后切削成形 d) 热轧成形
图3-9 不同成形工艺齿轮的流线分布
图3-9a)是用棒料直接切削成形的齿轮，齿根处的切应力平行于流 线方向，强度最差，寿命最短；
机械制造基础-塑性成形
机械制造基础-塑性成形引言塑性成形是机械制造中常用的一种方法，通过对金属材料施加压力，使其发生塑性变形，从而得到所需的形状和尺寸。
塑性成形广泛应用于汽车制造、航空航天、建筑等领域。
本文将介绍塑性成形的基本原理、常见的塑性成形工艺以及其在实际生产中的应用。
塑性成形的基本原理塑性成形是通过施加力量使金属材料发生塑性变形的一种加工方法。
金属材料在受到外力作用下会发生原子间的位移和形变，从而改变其晶体结构和形状。
塑性成形的基本原理可以归结为以下几个方面：1.塑性变形特性：金属材料具有较高的延展性和塑性，可以在外力作用下进行塑性变形，而不断变形后回弹至初始形状。
这种特性使得金属材料适合进行塑性成形加工。
2.金属的流动性：金属材料具有较好的流动性，即在塑性变形过程中，金属材料可以顺应应力分布的变化，在不同部位形成不同的变形形状。
这种流动性使得金属材料能够通过塑性成形加工来实现复杂的形状和结构。
3.应力与应变的关系：金属材料在受到外力作用下，会引起其内部产生应力，从而引起形变。
应力与应变之间的关系可以通过应力-应变曲线来表示，该曲线可以描述金属材料在不同应力下的塑性变形特性。
常见的塑性成形工艺塑性成形工艺根据其加工原理和特点的不同，可以分为压力成形和非压力成形两大类。
压力成形是通过施加压力使金属材料发生塑性变形的一种成形方式。
常见的压力成形工艺包括冲压、压铸、锻造等。
1.冲压：冲压是通过将金属材料放置在冲压模具中，并施加较大的冲击力使金属材料在模具中发生塑性变形。
冲压工艺可以实现高质量的金属零件加工，并能够高效率地进行批量生产。
2.压铸：压铸是通过将熔化的金属材料注入到压铸模具中，并施加高压将金属材料填充至模具中的空腔中，然后冷却固化，最终得到所需的零件形状。
压铸工艺适用于制造复杂形状的零件，可以获得高度精密的产品。
3.锻造：锻造是通过施加压力使金属材料发生塑性变形的一种成形方式。
锻造工艺分为冷锻和热锻两种。
塑性成型理论基础
材料成形技术基础
材 料 成 形 技 术 基 础
第四章 塑性成形理论基础
§4-1金属冷态下的塑性变形
4.1.1冷塑性变形机理
多晶体的塑性变形包括晶内变形和 晶界变形（晶间变形）两种。在冷态条 件下，由于晶界强度高于晶内，多晶体 的塑性变形主要是晶内变形，晶间变形 只起次要作用，而且需要有其它变形机 制相协调。
（1）在晶粒内部出现滑移带和孪生 带等组织 （2）形成了纤维组织
冷加工变形后，金属晶粒形状 发生了变化，变化趋势大体与金属 宏观变形一致。轧制变形时，原等 轴晶粒沿变形方向伸长。变形程度 大时，晶粒呈现为一片如纤维状的 条纹，称为纤维组织。当有夹杂或 第二相质点时，则它们会沿变形方 向拉长成细带状或粉碎成链状。
高速钢、高铬钢、高碳工具钢等， 其内部含有大量的碳化物。通过锻造 或轧制，可使这些碳化物被打碎、并 均匀分布，从而改善了它们对金属基 体的削弱作用。
2）对性能的影响
细化晶粒、锻合内部缺陷、破 碎并改善碳化物和非金属夹杂在钢 中分布可提高材料的强度、硬度、 塑性和韧性。 纤维组织形成，使金属力学性能 呈各向异性，沿流线方向比垂直流 线方向具有较高的力学性能，其中 尤以塑性、韧性指标最为显著。
晶内变形方式有滑移和孪生。由 于滑移所需临界切应力小于孪生所需 临界切应力，故多晶体塑性变形的主 要方式是滑移变形，孪生变形是次要 的，一般仅起调节作用。对于密排六 方金属，孪生变形起着重要作用。
cos cos
图4-1 晶体滑移时的应力分析
晶体的滑移过程，实质上是位 错的移动和增殖的过程。由于在这 个过程中位错的交互作用，位错反 应和相互交割加剧，产生固定割阶、 位错缠结等障碍，使位错难以越过 这些障碍。要使金属继续变形，就 需要不断增加外力，便产生了加工 硬化。
材 料 成 形 技 术 基 础
第四章 塑性成形理论基础
§4-1金属冷态下的塑性变形
4.1.1冷塑性变形机理
多晶体的塑性变形包括晶内变形和 晶界变形（晶间变形）两种。在冷态条 件下，由于晶界强度高于晶内，多晶体 的塑性变形主要是晶内变形，晶间变形 只起次要作用，而且需要有其它变形机 制相协调。
（1）在晶粒内部出现滑移带和孪生 带等组织 （2）形成了纤维组织
冷加工变形后，金属晶粒形状 发生了变化，变化趋势大体与金属 宏观变形一致。轧制变形时，原等 轴晶粒沿变形方向伸长。变形程度 大时，晶粒呈现为一片如纤维状的 条纹，称为纤维组织。当有夹杂或 第二相质点时，则它们会沿变形方 向拉长成细带状或粉碎成链状。
高速钢、高铬钢、高碳工具钢等， 其内部含有大量的碳化物。通过锻造 或轧制，可使这些碳化物被打碎、并 均匀分布，从而改善了它们对金属基 体的削弱作用。
2）对性能的影响
细化晶粒、锻合内部缺陷、破 碎并改善碳化物和非金属夹杂在钢 中分布可提高材料的强度、硬度、 塑性和韧性。 纤维组织形成，使金属力学性能 呈各向异性，沿流线方向比垂直流 线方向具有较高的力学性能，其中 尤以塑性、韧性指标最为显著。
晶内变形方式有滑移和孪生。由 于滑移所需临界切应力小于孪生所需 临界切应力，故多晶体塑性变形的主 要方式是滑移变形，孪生变形是次要 的，一般仅起调节作用。对于密排六 方金属，孪生变形起着重要作用。
cos cos
图4-1 晶体滑移时的应力分析
晶体的滑移过程，实质上是位 错的移动和增殖的过程。由于在这 个过程中位错的交互作用，位错反 应和相互交割加剧，产生固定割阶、 位错缠结等障碍，使位错难以越过 这些障碍。要使金属继续变形，就 需要不断增加外力，便产生了加工 硬化。
塑性成形原理
塑性成形原理塑性成形是指通过外力作用下，金属材料经过塑性变形，改变其外形和尺寸的加工方法。
在工程制造中，塑性成形是一种常用的加工工艺，可以用于生产各种各样的零部件和产品。
塑性成形原理是塑性加工的基础，了解和掌握塑性成形原理对于工程技术人员来说至关重要。
首先，塑性成形原理的基础是金属材料的塑性变形特性。
金属材料在外力作用下会发生塑性变形，这是因为金属材料的内部结构存在晶粒和晶界，晶粒内部存在位错。
当外力作用到金属材料上时，位错会发生滑移和交错，从而引起晶粒的形变，最终导致金属材料整体的塑性变形。
因此，了解金属材料的晶体结构和塑性变形机制是理解塑性成形原理的关键。
其次，塑性成形原理涉及到金属材料的应力和应变关系。
在塑性成形过程中，金属材料会受到外力的作用，从而产生应力。
当应力超过金属材料的屈服强度时，金属材料就会发生塑性变形。
而金属材料的应变则是指金属材料在外力作用下的变形程度，通常用应变曲线来描述金属材料的应力和应变关系。
通过研究金属材料的应力和应变关系，可以确定金属材料的塑性变形特性，为塑性成形工艺的设计和优化提供依据。
另外，塑性成形原理还包括金属材料的流变行为。
金属材料在塑性成形过程中会发生流变，即金属材料的形状和尺寸会发生变化。
了解金属材料的流变行为可以帮助工程技术人员选择合适的成形工艺和工艺参数，从而实现对金属材料的精确成形。
总的来说，塑性成形原理是塑性加工的基础，它涉及金属材料的塑性变形特性、应力和应变关系以及流变行为。
掌握塑性成形原理可以帮助工程技术人员更好地理解金属材料的加工特性，指导和优化塑性成形工艺，提高产品的质量和生产效率。
因此，对于从事工程制造和金属加工的人员来说，深入学习和掌握塑性成形原理是非常重要的。
材料成型概论 第三讲 材料塑性成型的基础
热轧线材、热轧棒材、热轧H型钢、热轧型钢
型钢生产系统的规模往往不很大，就规模而言可分 为大型、中型和小型三种生产系统。
年产100万t以上的称大型生产系统；年产30～100 万t称中型生产系统；年产30万t以下的称小型生产 系统。
板带钢生产系统
热轧中厚板、热轧薄板和钢带、冷轧薄板和钢带
近代板带钢生产由于广泛采用先进的连续轧制方法， 生产规模越来越大。现代化宽带钢热连轧机年产量 达300～600万t。
3.2.1 轧制成型的方法
轧制方法划分：
按轧件与轧辊的相对运动关系或轧件在变形区内变
形特点划分：纵轧、斜轧和横轧。
按轧制温度划分：热轧、冷轧。 按轧制产品划分：半成品轧制、成品轧制。 按轧制产品的成形特点划分：一般轧制、 特殊轧制——（周期轧制、旋压轧制、弯曲成形）
半成品轧制
采用连铸板坯作为轧制板带钢的原料是今后发展的 必然趋势。
混合钢生产系统
一个钢铁企业中可同时生产板带钢、型钢或钢管时 称为混合生产系统。 无论在大型、中型和小型的企业中，混合系统都比 较多。 优点可以满足多品种的需要，但对产量和质量的提 高上不如单一的生产系统。
1. 咬入阶段：轧件前端与轧辊接触的瞬间起到前端 达到变形区的出口断面（轧辊轴心连线）
特点：
1 )变形区的长度由零连续地增加到最大值，即增加到
l Rh 2) 变形区内的合力作用点、力矩皆不断的变化。
3) 轧件对轧辊的压力P由零值逐渐增加到该轧制条件 下的最大值。 4 )变形区内断面的应力状态不断地变化。
联接轴
联轴节
联接轴用于将转动从电动机或齿轮座传递给轧辊
型钢生产系统的规模往往不很大，就规模而言可分 为大型、中型和小型三种生产系统。
年产100万t以上的称大型生产系统；年产30～100 万t称中型生产系统；年产30万t以下的称小型生产 系统。
板带钢生产系统
热轧中厚板、热轧薄板和钢带、冷轧薄板和钢带
近代板带钢生产由于广泛采用先进的连续轧制方法， 生产规模越来越大。现代化宽带钢热连轧机年产量 达300～600万t。
3.2.1 轧制成型的方法
轧制方法划分：
按轧件与轧辊的相对运动关系或轧件在变形区内变
形特点划分：纵轧、斜轧和横轧。
按轧制温度划分：热轧、冷轧。 按轧制产品划分：半成品轧制、成品轧制。 按轧制产品的成形特点划分：一般轧制、 特殊轧制——（周期轧制、旋压轧制、弯曲成形）
半成品轧制
采用连铸板坯作为轧制板带钢的原料是今后发展的 必然趋势。
混合钢生产系统
一个钢铁企业中可同时生产板带钢、型钢或钢管时 称为混合生产系统。 无论在大型、中型和小型的企业中，混合系统都比 较多。 优点可以满足多品种的需要，但对产量和质量的提 高上不如单一的生产系统。
1. 咬入阶段：轧件前端与轧辊接触的瞬间起到前端 达到变形区的出口断面（轧辊轴心连线）
特点：
1 )变形区的长度由零连续地增加到最大值，即增加到
l Rh 2) 变形区内的合力作用点、力矩皆不断的变化。
3) 轧件对轧辊的压力P由零值逐渐增加到该轧制条件 下的最大值。 4 )变形区内断面的应力状态不断地变化。
联接轴
联轴节
联接轴用于将转动从电动机或齿轮座传递给轧辊
塑性成形理论基础2
称性，则得:
3 J1 2 J2 J3 0
（2-7）
式中：
J1 x y z J2 ( x y y z z x ) xy2 yz2 zx2
J3 x y z 2 xy yz zx ( x yz2 y zx2 z xy2 )
1
S2 2 2
（2-4）
假定图2-3中法线方向余弦为l、m、n的 斜切微分面ABC正好就是主平面，面 上的剪应力τ=0，则由式（4-4）可得 σ=S。于是主应力σ在三个坐标正方 向上的投影S x、S y、S z分别为:
Sx l ; Sy m ; Sz n
将式（2-1）代入上列诸式，经整理后可得:
它们是：
J' 1
( x
m ) ( y
m ) ( z
m)
0
J' 2
(
x'
' y
y'
' z
z'
' x
)
xy
2
yz2
zx2
1 6
(1
2
)2
(
2
3
)2
( 3
1)2
J
' 3
1'
8）一点邻区的（静力）微分平衡方程 设物体内有一点Q，坐标为x，y，z。以Q为 顶点切取边长为dx，dy，dz的直角平行六面 微体，其另一个顶点Q’的坐标为x+dx, y+dy, z+dz。由于物体是连续的，应力的变化也应
塑性成形技术基础3
显然，第一种情况下 1的绝对值（即变形抗力）
要比第二种情况下的大。
还可以这样理解：为了使滑移发生，滑移 面上的剪应力应达到临界值。在同号主应力状 态下，各主应力在滑移面上所引起的剪应力分 量总要相互抵消一部分；在异号主应力状态下 却是相互叠加的。因此，对于第一种情况，需
要施加更大的外力（即增大 1），方能使该面
图 2－16 缩颈处断面应力分布
2）用拉伸试验绘制真实应力应变曲线
定义：材料在单向应力状态下，单位面积上 的变形力称为真实应力或流动应力。
SF A
在未产生缩颈均匀拉伸阶段，有：
A0l0 Al
A A0l0 l
真实应力：
S F Fl (1 )
A A0l0
真实应变：
l dl ln l ln(1 )
向压缩和两压一拉（见图2-14），
图2-14 三向同号和异号应力状态下的屈服准则
根据屈服准则可知，为了使该单元体发 生塑性变形，对于三向压力状态时应满足：
即：
1 3 s
1 s 3
对于而两压一拉应力状态时应满足：
即： 1 3 s 1 s 3
（3）压应力作用能抑制材料中原存在的各
种缺陷的发展，部分或全部地消除其危害。
（4）压应力作用可抵消不均匀变形所引起的 附加拉应力，从而有利于防止裂纹的产生。
2）应力状态对变形抗力的影响 塑性成形时材料的变形抗力与应力状态有
着密切的关系。可用屈服准则来解释。设有 两个同材质的单元体，其应力状态分别为三
或：
1
3
s
（2-14）
(
x
y )2
(
y
要比第二种情况下的大。
还可以这样理解：为了使滑移发生，滑移 面上的剪应力应达到临界值。在同号主应力状 态下，各主应力在滑移面上所引起的剪应力分 量总要相互抵消一部分；在异号主应力状态下 却是相互叠加的。因此，对于第一种情况，需
要施加更大的外力（即增大 1），方能使该面
图 2－16 缩颈处断面应力分布
2）用拉伸试验绘制真实应力应变曲线
定义：材料在单向应力状态下，单位面积上 的变形力称为真实应力或流动应力。
SF A
在未产生缩颈均匀拉伸阶段，有：
A0l0 Al
A A0l0 l
真实应力：
S F Fl (1 )
A A0l0
真实应变：
l dl ln l ln(1 )
向压缩和两压一拉（见图2-14），
图2-14 三向同号和异号应力状态下的屈服准则
根据屈服准则可知，为了使该单元体发 生塑性变形，对于三向压力状态时应满足：
即：
1 3 s
1 s 3
对于而两压一拉应力状态时应满足：
即： 1 3 s 1 s 3
（3）压应力作用能抑制材料中原存在的各
种缺陷的发展，部分或全部地消除其危害。
（4）压应力作用可抵消不均匀变形所引起的 附加拉应力，从而有利于防止裂纹的产生。
2）应力状态对变形抗力的影响 塑性成形时材料的变形抗力与应力状态有
着密切的关系。可用屈服准则来解释。设有 两个同材质的单元体，其应力状态分别为三
或：
1
3
s
（2-14）
(
x
y )2
(
y
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1.金属材料经过压力加工后, 其组织、性能得到改善和提高。 1.金属材料经过压力加工后, 其组织、性能得到改善和提高。 金属材料经过压力加工后 压合铸造缺陷, 使组织致密、均匀。 压合铸造缺陷, 使组织致密、均匀。 经过再结晶, 可得到等轴细晶粒。 经过再结晶, 可得到等轴细晶粒。 形成纤维组织, 使金属材料的机械性能出现各向异性。 形成纤维组织, 使金属材料的机械性能出现各向异性。 2.材料消耗少 生产率高。 材料消耗少、 2.材料消耗少、生产率高。工件的尺寸和形状与零件相近 ,可以做到少切削或无 切削 , 节约金属 , 缩短生产时间 。 3.可获得精度和表面质量较高的工件 可获得精度和表面质量较高的工件。 3.可获得精度和表面质量较高的工件。
1. 了解金属塑性成型的理论 基础； 基础； 2. 掌握金属的塑性成型方法 掌握金属的塑性成型方法 及工艺； 及工艺； 3. 掌握薄板冲压成形工艺， 掌握薄板冲压成形工艺， 薄板冲压成形工艺 包括各种成形模具结构、 包括各种成形模具结构、 基本工序和典形零件的工 艺制定。 艺制定。
2010-12-27
最小阻力定律示意图 圆形、方形、矩形截面上 圆形、方形、矩形截面上 各质点在镦粗时的流动方 向。
2010-12-27
武汉理工大学金工学部
13
(2) 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后的体积。 变形前物体的体积等于变形后的体积。
(3) 变形程度的计算
在压力加工过程中，常用锻造比 来表示变形度。 在压力加工过程中，常用锻造比(Y锻)来表示变形度。 来表示变形度 锻造比的计算公式与变形方式有关。 锻造比的计算公式与变形方式有关。 拔长时的锻造比为:Y 拔长时的锻造比为 拔＝F0/F, 镦粗时的锻造比为:Y 镦粗时的锻造比为 镦＝H0/H. 根据锻造比即可得出坯料的尺寸。 根据锻造比即可得出坯料的尺寸。例如采用拔长锻 造时，坯料所用的截面F 造时，坯料所用的截面 坯料的大小应保证满足技术要求 规定的锻造比Y拔，即坯料截面积应为：F坯料 = Y拔F锻件 规定的锻造比 即坯料截面积应为：
武汉理工大学金工学部
2
3.1 概述
金属塑性成型： 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 原材料、 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 也称为压力加工 压力加工。 法，也称为压力加工。
压力加工特点： 压力加工特点：
锥形压边拉伸模 2010-12-27 武汉理工大学金工学部 8
金属塑性成型的基本生产方法 挤压： 挤压：
坯料在封闭模腔内受 三向不均匀压应力作 用下， 用下，从模具的孔口 或缝隙挤出， 或缝隙挤出，使之横 截面积减小，成为所 截面积减小， 需制品的加工方法。 需制品的加工方法。
挤压产品
2010-12-27
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。 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 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， ），多晶体晶粒显著地沿同一方向拉长 （≥75%），多晶体晶粒显著地沿同一方向拉长，形成纤维组 ），多晶体晶粒显著地沿同一方向拉长， 此时，金属的性能明显出现各向异性。 织。此时，金属的性能明显出现各向异性。
2010-12-27 武汉理工大学金工学部 18
3.2.2 金属变形过程中的组织与性能
1 将铸锭加热进行压力加工后，由于金属经过塑性 将铸锭加热进行压力加工后， 变形及再结晶，从而改变了粗大的铸造组织 粗大的铸造组织， 变形及再结晶，从而改变了粗大的铸造组织，获 细化的再结晶组织。 得细化的再结晶组织。 2 同时还可以将铸锭中的气孔、缩松等结合在一起， 同时还可以将铸锭中的气孔、缩松等结合在一起， 使金属更加致密，其力学性能会有很大提高。 使金属更加致密，其力学性能会有很大提高。 3 铸锭在压力加工中产生塑性变形时，基体金属的 铸锭在压力加工中产生塑性变形时， 晶粒形状和沿晶界分布的杂质形状都发生了变形， 晶粒形状和沿晶界分布的杂质形状都发生了变形， 它们将沿着变形方向被拉长，呈纤维形状。 它们将沿着变形方向被拉长，呈纤维形状。这种 结构叫纤维组织 纤维组织。 结构叫纤维组织。
2010-12-27
武汉理工大学金工学部
15
金属塑性变形的实质
单晶体的塑性变形
单晶体塑性变形的特征: 单晶体塑性变形的特征:滑移
2010-12-27 武汉理工大学金工学部 16
单晶体承受切应力 切应力时晶体会发生弹性变形当切应力的 滑移 : 单晶体承受切应力时晶体会发生弹性变形当切应力的 数值超过某一临界值时,晶体内的一部分相对于另一部分将沿 数值超过某一临界值时 晶体内的一部分相对于另一部分将沿 着一定的滑移面产生相对位移。 着一定的滑移面产生相对位移。
Wuhan University of Technology
金属工艺学
METAL TECHNOLOGY 机电工程学院金工学部 张崧
2010-12-27 武汉理工大学金工学部 1
3.金属的塑性成型
本章主要内容： 本章主要内容： 3.1 概述 3.2 塑性成型的理论基础 3.3 塑性成型方法及工艺 3.4 薄板的冲压成型 3.5 塑性成型新工艺 本章重点： 本章重点：
武汉理工大学金材料（或非金属材料）在旋转轧辊的压力作用下，产生连续塑性变形， 金属材料（或非金属材料）在旋转轧辊的压力作用下，产生连续塑性变形，获得所要求的截 面形状并改变其性能的方法。按轧辊轴线与轧制线间和轧辊转向的关系不同，可分为纵轧、 面形状并改变其性能的方法。按轧辊轴线与轧制线间和轧辊转向的关系不同，可分为纵轧、 斜轧和横轧。 斜轧和横轧。 2010-12-27 武汉理工大学金工学部 10
本节的重点： 本节的重点： 1. 金属塑性成型的原理； 金属塑性成型的原理； 2. 纤维组织的形成及利用； 纤维组织的形成及利用； 3. 金属可锻性及其影响因素。 金属可锻性及其影响因素。
2010-12-27
武汉理工大学金工学部
12
3.2.1 塑性变形理论及假设
(1) 最小阻力定律
如果金属颗粒在几个方向上都可移 阻力最小的方 那么金属颗粒就沿着阻力最小 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 最小阻力定律。 向移动，这就叫做最小阻力定律。
2010-12-27
武汉理工大学金工学部
20
例如， 例如，当采用棒料直接 经切削加工制造螺钉时， 经切削加工制造螺钉时， 螺钉头部与杆部的纤维 被切断， 被切断，受力时产生的 切应力顺着纤维方向， 切应力顺着纤维方向， 故螺钉的承载能力较弱 )。 (图7-3a )。 当采用同样棒料经局部 镦粗方法制造螺钉时( 镦粗方法制造螺钉时(图 )， 7-3b )，纤维不被切断 且连贯性好， 且连贯性好，纤维方向 也较为有利， 也较为有利，故螺钉质 量较好。 量较好。
17
多晶体的塑性变形
多晶体塑性变形的特征: 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 晶界对塑性变形的影响 变形主要在晶内进行， 在晶界受阻。 在晶界受阻。 晶粒位向对塑性变形的影响: 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，各晶粒变形的大小也不相同。 粒按不同的先后顺序变形，各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， 多晶体的塑性变形中，除晶粒内部的滑移和转动外，晶 粒之间也存在着滑移和转动，即晶间变形。 粒之间也存在着滑移和转动，即晶间变形。 多晶体塑性变形的特点： 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， 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， 先后不一，变形大小不同，这种变形的不均匀性导致晶 粒内和晶粒间产生内应力。 粒内和晶粒间产生内应力。
2010-12-27 武汉理工大学金工学部 21
锣栓的冷镦
2010-12-27
武汉理工大学金工学部
22
3.2.3
冷变形
冷变形及热变形
变形温度低于再结晶温度时 变形温度低于再结晶温度时，金 低于再结晶温度 属在变形过程中只有加工硬化 加工硬化而无 属在变形过程中只有加工硬化而无 回复与再结晶现象， 回复与再结晶现象，变形后的金属 只具有加工硬化组织， 只具有加工硬化组织，这种变形称 为冷变形。 为冷变形。
热变形
变形温度在再结晶温度以上时 变形温度在再结晶温度以上时， 再结晶温度以上 变形产生的加工硬化被随即发生的 再结晶所抵消， 再结晶所抵消，变形后金属具有再 结晶的等轴晶粒组织， 结晶的等轴晶粒组织，而无任何加 工硬化痕迹，这种变形称为热变形。 工硬化痕迹， 这种变形称为热变形。
2010-12-27
2010-12-27 武汉理工大学金工学部 14
塑性变形机理
弹性变形 外力作用 塑性变形 金属塑性变形的实质是： 金属塑性变形的实质是： 晶体内部产生滑移的结 果
在切应力的作用下， 在切应力的作用下，晶体的一部分相对 晶粒内部缺陷：位错对 晶粒内部缺陷： 另一部分沿着一定的晶面产生相对滑动， 另一部分沿着一定的晶面产生相对滑动， 塑性变形影响最为显著 （位错运动）造成晶体的塑性变形 位错运动）
2010-12-27
武汉理工大学金工学部
19
纤维组织的利用原则
具有纤维组织的金属， 4 具有纤维组织的金属， 各个方向上的力学性能 不相同。 不相同。顺纤维方向的 机械性能比横纤维方向 的好。 的好。金属的变形程度 越大， 越大，纤维组织就越明 显，力学性能的方向性 也就越显著。 也就越显著。
①使纤维分布与零件的轮廓相符合而不被切断； 使纤维分布与零件的轮廓相符合而不被切断； 使零件所受的最大拉应力与纤维方向一致， ②使零件所受的最大拉应力与纤维方向一致，最大切应力与纤维方向垂直
1. 了解金属塑性成型的理论 基础； 基础； 2. 掌握金属的塑性成型方法 掌握金属的塑性成型方法 及工艺； 及工艺； 3. 掌握薄板冲压成形工艺， 掌握薄板冲压成形工艺， 薄板冲压成形工艺 包括各种成形模具结构、 包括各种成形模具结构、 基本工序和典形零件的工 艺制定。 艺制定。
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最小阻力定律示意图 圆形、方形、矩形截面上 圆形、方形、矩形截面上 各质点在镦粗时的流动方 向。
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(2) 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后的体积。 变形前物体的体积等于变形后的体积。
(3) 变形程度的计算
在压力加工过程中，常用锻造比 来表示变形度。 在压力加工过程中，常用锻造比(Y锻)来表示变形度。 来表示变形度 锻造比的计算公式与变形方式有关。 锻造比的计算公式与变形方式有关。 拔长时的锻造比为:Y 拔长时的锻造比为 拔＝F0/F, 镦粗时的锻造比为:Y 镦粗时的锻造比为 镦＝H0/H. 根据锻造比即可得出坯料的尺寸。 根据锻造比即可得出坯料的尺寸。例如采用拔长锻 造时，坯料所用的截面F 造时，坯料所用的截面 坯料的大小应保证满足技术要求 规定的锻造比Y拔，即坯料截面积应为：F坯料 = Y拔F锻件 规定的锻造比 即坯料截面积应为：
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2
3.1 概述
金属塑性成型： 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 原材料、 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 也称为压力加工 压力加工。 法，也称为压力加工。
压力加工特点： 压力加工特点：
锥形压边拉伸模 2010-12-27 武汉理工大学金工学部 8
金属塑性成型的基本生产方法 挤压： 挤压：
坯料在封闭模腔内受 三向不均匀压应力作 用下， 用下，从模具的孔口 或缝隙挤出， 或缝隙挤出，使之横 截面积减小，成为所 截面积减小， 需制品的加工方法。 需制品的加工方法。
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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。 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 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， ），多晶体晶粒显著地沿同一方向拉长 （≥75%），多晶体晶粒显著地沿同一方向拉长，形成纤维组 ），多晶体晶粒显著地沿同一方向拉长， 此时，金属的性能明显出现各向异性。 织。此时，金属的性能明显出现各向异性。
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3.2.2 金属变形过程中的组织与性能
1 将铸锭加热进行压力加工后，由于金属经过塑性 将铸锭加热进行压力加工后， 变形及再结晶，从而改变了粗大的铸造组织 粗大的铸造组织， 变形及再结晶，从而改变了粗大的铸造组织，获 细化的再结晶组织。 得细化的再结晶组织。 2 同时还可以将铸锭中的气孔、缩松等结合在一起， 同时还可以将铸锭中的气孔、缩松等结合在一起， 使金属更加致密，其力学性能会有很大提高。 使金属更加致密，其力学性能会有很大提高。 3 铸锭在压力加工中产生塑性变形时，基体金属的 铸锭在压力加工中产生塑性变形时， 晶粒形状和沿晶界分布的杂质形状都发生了变形， 晶粒形状和沿晶界分布的杂质形状都发生了变形， 它们将沿着变形方向被拉长，呈纤维形状。 它们将沿着变形方向被拉长，呈纤维形状。这种 结构叫纤维组织 纤维组织。 结构叫纤维组织。
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金属塑性变形的实质
单晶体的塑性变形
单晶体塑性变形的特征: 单晶体塑性变形的特征:滑移
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单晶体承受切应力 切应力时晶体会发生弹性变形当切应力的 滑移 : 单晶体承受切应力时晶体会发生弹性变形当切应力的 数值超过某一临界值时,晶体内的一部分相对于另一部分将沿 数值超过某一临界值时 晶体内的一部分相对于另一部分将沿 着一定的滑移面产生相对位移。 着一定的滑移面产生相对位移。
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3.金属的塑性成型
本章主要内容： 本章主要内容： 3.1 概述 3.2 塑性成型的理论基础 3.3 塑性成型方法及工艺 3.4 薄板的冲压成型 3.5 塑性成型新工艺 本章重点： 本章重点：
武汉理工大学金材料（或非金属材料）在旋转轧辊的压力作用下，产生连续塑性变形， 金属材料（或非金属材料）在旋转轧辊的压力作用下，产生连续塑性变形，获得所要求的截 面形状并改变其性能的方法。按轧辊轴线与轧制线间和轧辊转向的关系不同，可分为纵轧、 面形状并改变其性能的方法。按轧辊轴线与轧制线间和轧辊转向的关系不同，可分为纵轧、 斜轧和横轧。 斜轧和横轧。 2010-12-27 武汉理工大学金工学部 10
本节的重点： 本节的重点： 1. 金属塑性成型的原理； 金属塑性成型的原理； 2. 纤维组织的形成及利用； 纤维组织的形成及利用； 3. 金属可锻性及其影响因素。 金属可锻性及其影响因素。
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3.2.1 塑性变形理论及假设
(1) 最小阻力定律
如果金属颗粒在几个方向上都可移 阻力最小的方 那么金属颗粒就沿着阻力最小 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 最小阻力定律。 向移动，这就叫做最小阻力定律。
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例如， 例如，当采用棒料直接 经切削加工制造螺钉时， 经切削加工制造螺钉时， 螺钉头部与杆部的纤维 被切断， 被切断，受力时产生的 切应力顺着纤维方向， 切应力顺着纤维方向， 故螺钉的承载能力较弱 )。 (图7-3a )。 当采用同样棒料经局部 镦粗方法制造螺钉时( 镦粗方法制造螺钉时(图 )， 7-3b )，纤维不被切断 且连贯性好， 且连贯性好，纤维方向 也较为有利， 也较为有利，故螺钉质 量较好。 量较好。
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多晶体的塑性变形
多晶体塑性变形的特征: 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 晶界对塑性变形的影响 变形主要在晶内进行， 在晶界受阻。 在晶界受阻。 晶粒位向对塑性变形的影响: 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，各晶粒变形的大小也不相同。 粒按不同的先后顺序变形，各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， 多晶体的塑性变形中，除晶粒内部的滑移和转动外，晶 粒之间也存在着滑移和转动，即晶间变形。 粒之间也存在着滑移和转动，即晶间变形。 多晶体塑性变形的特点： 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， 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， 先后不一，变形大小不同，这种变形的不均匀性导致晶 粒内和晶粒间产生内应力。 粒内和晶粒间产生内应力。
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3.2.3
冷变形
冷变形及热变形
变形温度低于再结晶温度时 变形温度低于再结晶温度时，金 低于再结晶温度 属在变形过程中只有加工硬化 加工硬化而无 属在变形过程中只有加工硬化而无 回复与再结晶现象， 回复与再结晶现象，变形后的金属 只具有加工硬化组织， 只具有加工硬化组织，这种变形称 为冷变形。 为冷变形。
热变形
变形温度在再结晶温度以上时 变形温度在再结晶温度以上时， 再结晶温度以上 变形产生的加工硬化被随即发生的 再结晶所抵消， 再结晶所抵消，变形后金属具有再 结晶的等轴晶粒组织， 结晶的等轴晶粒组织，而无任何加 工硬化痕迹，这种变形称为热变形。 工硬化痕迹， 这种变形称为热变形。
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塑性变形机理
弹性变形 外力作用 塑性变形 金属塑性变形的实质是： 金属塑性变形的实质是： 晶体内部产生滑移的结 果
在切应力的作用下， 在切应力的作用下，晶体的一部分相对 晶粒内部缺陷：位错对 晶粒内部缺陷： 另一部分沿着一定的晶面产生相对滑动， 另一部分沿着一定的晶面产生相对滑动， 塑性变形影响最为显著 （位错运动）造成晶体的塑性变形 位错运动）
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纤维组织的利用原则
具有纤维组织的金属， 4 具有纤维组织的金属， 各个方向上的力学性能 不相同。 不相同。顺纤维方向的 机械性能比横纤维方向 的好。 的好。金属的变形程度 越大， 越大，纤维组织就越明 显，力学性能的方向性 也就越显著。 也就越显著。
①使纤维分布与零件的轮廓相符合而不被切断； 使纤维分布与零件的轮廓相符合而不被切断； 使零件所受的最大拉应力与纤维方向一致， ②使零件所受的最大拉应力与纤维方向一致，最大切应力与纤维方向垂直