第三篇金属塑性加工作业(已完成)
金属工艺学_邓文英_第五版_课后习题参考答案 (2)
第一章（p11）1.什么是应力？什么是应变？答：应力是试样单位横截面的拉力；应变是试样在应力作用下单位长度的伸长量2．缩颈现象在拉伸实验中当载荷超过拉断前所承受的最大载荷时，试样上有部分开始变细，出现了“缩颈”;缩颈发生在拉伸曲线上bk 段;不是，塑性变形在产生缩颈现象前就已经发生，如果没有出现缩颈现象也不表示没有出现塑性变形。
4.布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？下列材料或零件通常采用哪种方法检查其硬度？库存钢材硬质合金刀头锻件台虎钳钳口洛氏硬度法测试简便，缺点是测量费时，且压痕较大，不适于成品检验。
布氏硬度法测试值较稳定，准确度较洛氏法高。
；迅速，因压痕小，不损伤零件，可用于成品检验。
其缺点是测得的硬度值重复性较差，需在不同部位测量数次。
硬质合金刀头，台虎钳钳口用洛氏硬度法检验。
库存钢材和锻件用布氏硬度法检验。
第五题下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么?σb抗拉强度它是指金属材料在拉断前所能承受的最大应力. σs屈服点它是指拉伸试样产生屈服时的应力。
σ2.0规定残余拉伸强度σ1-疲劳强度它是指金属材料在应力可经受无数次应力循环不发生疲劳断裂，此应力称为材料的疲劳强度。
σ应力它指试样单位横截面的拉力。
a K冲击韧度它是指金属材料断裂前吸收的变形能量的能力韧性。
HRC 洛氏硬度它是指将金刚石圆锥体施以100N的初始压力，使得压头与试样始终保持紧密接触，然后，向压头施加主载荷，保持数秒后卸除主载荷。
以残余压痕深度计算其硬度值。
HBS 布氏硬度它是指用钢球直径为10mm，载荷为3000N为压头测试出的金属的布氏硬度。
HBW 布氏硬度它是指以硬质合金球为压头的新型布氏度计。
第二章（p23）(1)什么是“过冷现象”?过冷度指什么？答：实际结晶温度低于理论结晶温度（平衡结晶温度），这种线性称为“过冷”;理论结晶温度与实际结晶温度之差，称为过冷度。
（2）金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响？细化晶粒的途径有哪些？答：金属的晶粒粗细对其力学性能有很大影响。
第三篇 金属塑性加工习体
第三篇金属塑性加工一、填空题1.金属的可锻性就金属的本身来说主要取决于金属的塑性和变形抗力。
2.冲模可分为简单冲模、__连续冲模___和复合冲模三种。
3.落料时，凹模刃口尺寸等于工件尺寸。
4.冲孔时，凸模刃口尺寸等于工件尺寸。
5.金属塑性变形的基本方式是热变形和冷变形。
6.模锻不能锻出通孔，中间一般会有冲孔连皮。
7.金属的塑性越好，变形抗力越小，则金属的可锻性越好。
8.对于形状较复杂的毛坯一般采用铸造加工方法。
9.冷变形后金属的强度增加，塑性降低。
10.锻压是_ _锻造___和____冲压____的总称。
11.按锻造的加工方式不同，锻造可分为自由锻、 _模锻___等类型12.自由锻造的基本工序主要有镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切断等，自由锻造按使用设备不同，又可分为手工锻造和机器锻造。
13.冲压的基本工序可分为两大类，一是分离工序，二是成型工序。
14.根据胎模的结构特点，胎模可分为扣模、筒模和合模等。
15.分离工序是指使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离的冲压工序，主要有切断、冲孔、落料、切口等。
16.改善金属可锻性的有效措施是提高金属变形时的温度。
17.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18.模锻件上垂直于锤击方向的表面必需具有斜度，以便于从模膛中取出锻件。
19.分模面最好是一个平面，以便于锻模的安装与调试，并防止锻造过程中上下锻模错动。
20.再结晶温度以上的塑性变形叫____热变形___。
21.再结晶温度以下的塑性变形叫____冷变形___。
22.锻造完成的螺钉比切削出来的螺钉质量__要好 ___。
23.冷挤压与热挤压相比，坯料氧化脱碳少，表面粗糙度值较低，产品尺寸精度较高。
24.拉深系数越小，表明拉深件直径越小，变形程度越大，坯料被拉入凹模越困难，易产生拉穿废品。
25.间隙的大小也影响模具的寿命，间隙过小，模具的寿命将降低。
26.板料冲压是金属在冲模间受外力作用而产生___分离或变形__的加工方法。
第三篇 金属的塑性加工
第二章 锻造
§2-1 锻造方法
自由锻
基本工序
使金属产生一定程 度的塑性变形，以 达到所需形状及尺 寸的工艺过程，完 成锻件的基本工艺 过程。
自由锻工序
辅助工序
精整工序
进行基本工序之 前的预变形工序。 在完成基本工艺 之后，用以提高 锻件尺寸及位置 精度的工序。
第二章 锻造
§2-1 自由锻 锻造方法
纤维组织 金属晶界上的夹杂物随晶粒沿变形最大方向被拉长得到的组织。
各 向 异 性
在平行于纤维组织的方向 上：材料的抗拉强度提高 在垂直于纤维组织的方向 上：材料的抗剪强度提高
锻件使用中应注意纤维方 向!
实例：
当采用棒料直接经切削加工制造螺钉时，螺钉头 部与杆部的纤维被切断，不能连贯起来，受力时产生 的切应力顺着纤维方向，故螺钉的承载能力较弱(如图 示 )。 当采用同样棒料经局部镦粗方法制造螺钉时(如图 示)，纤维不被切断且连贯性好，纤维方向也较为有利， 故螺钉质量较好。
2.塑性加工主要方式:
锻造、冲压、轧制、挤压、拉拔等。 1）锻造：将金属坯料置于上下砧或锻模内，用
冲击力或压力使金属成型为各种型材和锻件等。
a）自由锻 b）模锻 c）胎模锻
胎模锻：自由锻设备上，采用不与上、下砧相连接的活动模
具成形锻件的方法。是介于自由锻和模锻之间的锻造工艺方法。
2）冲压 利用冲模将金属板料切离或变形为各种 冲压件。 冲压示意图如下：
三向拉应力— 塑性最差、变形抗力最大。
压应力使各种缺陷受到抑制，不易扩展， 故可提高金属的塑性。 在拉应力作用下，极易扩展，甚至破坏， 使金属失去塑性。
综上所述，金属的可锻性既取决于 金属的本质，又取决于加工条件。在压 力加工过程中，要力求创造最有利的加 工条件，提高塑性，降低变形抗力。
机械制造基础-塑性
锻压生产方式示意图金属塑性变形的实质•单晶体塑性变形当金属受外力作用时，外力可分为正应力和切应力，正应力使金属产生弹性变形或破断。
OR金属塑性变形的实质•单晶体的滑移–实验表明，晶体只有在切应力的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晶体的另一部分沿滑移面作整体滑动，图为单晶体在切应力作用下的滑移变形过程。
金属塑性变形的实质•位错运动引起塑性变形(实际的晶体结构)–单晶体的滑移是通过晶体内的位错运动来实现的，而不是沿滑移面所有的原子同时作刚性移动的结果，所以滑移所需要的切应力比理论值低很多。
因此，位错运动的结果，实现了整个晶体的塑性变形。
金属塑性变形的实质•多晶体的塑性变形(通常的金属)–多晶体的塑性变形是其单个晶粒塑性变形的综合。
其中每个晶粒的塑性变形，仍主要以滑移方式进行。
–由于构成多晶体的晶粒位向不同，还有晶界的阻碍，在其滑移、变形时，分先后次序逐批进行。
同时，还伴有晶间的滑移与转动。
F图3-3 多晶体塑性变形示意图塑性变形对金属组织和性能的影响冷加工纤维组织金属在外力作用下进行塑性变形时，金属内部的晶粒也由原来的等轴晶粒（见图a）变为沿加工方向拉长的晶粒，当变形度增加时，晶粒被显著拉长成纤维状，这种组织称为冷加工纤维组织(b) 。
(a)(b)塑性变形对金属组织和性能的影响利用金属的冷变形强化可提高金属的强度和硬度，这是工业生产中强化金属材料的一种重要手段。
但在压力加工生产中，冷变形强化给金属继续进行塑性变形带来困难，应加以消除。
在实际生产中，常采用加热的方法使金属发生再结晶，从而再次获得良好塑性。
这种工艺操作称为再结晶退火。
塑性变形对金属组织和性能的影响热变形加工可使金属中的气孔和疏松焊合，并可改善夹杂物、碳化物的形态、大小和分布，提高钢的强度、塑性及冲击韧度。
用温热变形得到的工件，其强度和尺寸精度比热变形高，而变形抗力比冷变形低。
金属塑性加工ppt
材料成形工艺
第三章 金属塑性成形
回顾
冲压工艺分类 冲裁变形过程 冲裁断面 冲裁间隙、对冲裁的影响 弯曲工艺 应力中性层、应变中性层 弯曲变形中出现的缺陷和解决办法 管材弯曲分类
DLPU
本节内容
• 3.3 板料冲压工艺 • 3.3.1 冲裁工艺 • 3.3.2 弯曲工艺 • 3.3.3 拉深工艺 • 3.3.4 胀形工艺 • 3.3.5 挤压工艺 • 3.3.6 辊轧工艺 • 3.3.7 超塑性成形
变形区璧厚的变化
DLPU
液压成形（Hydroforming）
a typical part that is being formed by hydroforming
DLPU
technique.The tube is pressurized while axially fed towards
拉深压边装置
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双动拉深
DLPU
1—顶料器 2—拉深凸模 3—压力机工作台 4—拉深垫 （弹簧、橡胶或气垫） 5—滑块 6—拉深凹模 7—压边圈 8—顶杆
拉深件毛坯尺寸的确定
基本原则： 1. 不考虑厚度的变化； 2. 体积不变 3. 以板料的中心线为准 （为了计算方便，常以边缘尺寸计算）
DLPU
DLPU
反向拉深
DLPU
本部分重点
• 拉深工艺的受力变形分析（圆筒件） • 拉深系数、拉深比（极限）的概念 • 拉深缺陷的起因及预防 • 拉深载荷的影响因素
DLPU
3.3.4 胀形工艺（Bulging drawing）
DLPU
• 胀形工艺的特点及分类 • 管材胀形
胀形工艺的特点及分类
DLPU
表。若产品的拉深系数m小于相应材料最小极限拉深系数m
第三篇金属压力加工
近代物理学证明，实际晶体内部存在大最缺陷。其中，以 位错（图3-2a对金属塑性变形的影响最为明显。由于位 错的存在，部分原子处于不稳定状态。在比理论值低得 多的切应力作用下，处于高能位的原子很容易从一个相 对平衡的位置上移动到另一个位置上（图3-2b），形成 位错运动。位错运动的结果，就实现了整个晶体的塑性 变形（图3-2c）。
4、多晶体的塑性变形：金属都是由大量微小晶粒组成的 多晶体。其塑性变形可以看成是由组成多晶体的许多单个 晶粒产生变形（称为晶内变形）的综合效果。 由于构成晶体的晶粒位向不同，还有晶界的阻碍，在其滑 移，变形时，分先后次序逐批进行。同时晶间的滑动和转 动（称为晶间变形）。如图，每个晶粒内部都存在许多滑 移面，因此整块金属的变形量可以比较大。低温时，多晶 体的晶间变形不可过大，否则将引起金属的破坏。
（2）拉拔 金属坯料被拉过拉拔模的模孔而变形的加工方法。
（3） 挤压 金属坯料在挤压模内被挤出模也而变形的加工方法。
（4） 锻造 金属坯料在抵铁或锻模模膛内变形而获得产品的方法。
（5）板料冲压 金属板料在冲模间受外力作用而产生分离或变形 的加工方法。
• 一般常用的金属型材、板材、管材和线材等原材料，大都是通过 轧制、挤压、拉拔等方法制成的。机械制造业中的许多毛坯或零 件，特别是承受重载荷的机件，如机床的主轴、重要齿轮、连杆、 炮管和枪管等，通常采用锻件作毛坯。板料冲压广泛用于汽车、 电器、仪表零件及日用品工业等方面。
2、变形速度的影响 变形速度即单位时间的变形程度。 （1）随着变形速度的增大，回复和再结晶不能及时克服 冷变形强化现象，金属则表现出塑性下降、变形抗力增大 （图3-9中a点以左），可锻性变差。
第三篇金属塑性加工
那种矿石能够通过直接熔炼提供含量这么高而且成分均匀的镍
2.石铁陨石，也叫陨铁石，这类陨石较少，其中 铁镍与硅酸盐
大致各占一半；
3.石陨石，也叫陨石，主要成分是硅酸盐，这种陨石的数目最多。
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一、金属的塑性成形(塑性加工)
① 细化晶粒； ② 压合了铸造缺陷； ③ 组织致密。 3）出现锻造流线,金属性能各向异性
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纤维组织
铸锭在借助塑性变形进行压力加工时，基体金属的晶 粒形状和沿晶界分布的杂质都发生了变形，它们沿着变形 最大的方向被拉长，呈纤维状，这种结构——纤维组织。
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陨石是来自地球之外的“客人”。含石量大的陨星称为陨石，含铁 量大的陨星称为陨铁。
根据陨石本身所含的化学成分的不同，大致可分为三种类型：
1.铁陨石，也叫陨铁，它的主要成分是铁和镍； 铁的含量一般
在98%以上,镍的含量在4%~20%之间,所以很容易鉴别.因为地球上没有体的塑性变形主要是滑移和孪晶
滑移 —— 在切应力 的作用下，晶体产生剪切变形，即发生晶 格歪扭。晶体的一部分与另一部分沿着一定的晶面产生相对滑 动，从而产生塑形变形。
单晶体在切应力的作用下的变形
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不利：进一步的塑性变形带来困难
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ch2-3金属的塑性加工
3 合金的塑性变形
合金的组成相为固溶体，溶质原子会造成晶格畸变， 增加滑移抗力，产生固溶强化。
图2-48 位错周围的溶质原子 溶质原子常常分布在位错附近，降低位错附近的晶格畸变，使位
错易动性减小，变形抗力增加，强度升高。
3 合金的塑性变形
合金的组织由固溶体和弥散分布的金属化合物（或称 第二相）组成时，第二相硬质点成为位错移动的障碍 物。
产生加工硬化的原因：
一方面金属发生塑性变形时，位错密度增加，位错间的交互 作用增强，相互缠结，造成位错运动阻力的增大，引起塑性变 形抗力提高。 另一方面由于亚晶界的增多，使强度得以提高。
加工硬化的工程应用：
在生产中可通过冷轧、冷拔提高钢板或钢丝的强度。
加工硬化具有极重要的实际意义：
① 首先，是一种非常重要的强化手段； ② 其次，有利于金属进行均匀变形； ③ 第三，可保证金属零件和构件的工作安全性。
滑移的特点：
② 滑移是晶体内部位错在切应力作用下运动的结果 滑移的本质：位错的运动
即：滑移通过位错的运动实现，滑移的过程就是位 错运动的过程。
图2-43 位错运动造成滑移
滑移的特点：
③ 滑移量为原子间距的整数倍
由于位错每移出晶体一次即造成一个原子间距 的变形量，因此晶体发生的总变形量一定是这 个方向上原子间距的整数倍。
晶粒大小对塑性变形有明显影响
金属晶粒越细，晶界越多，变形抗力越大，金属的强度就越大。 晶粒越细，金属的变形越分散，减少了应力集中，推迟裂纹的形 成和发展，使金属在断裂之前可以发生较大的塑性变形，因此使金 属的塑性提高。 由于细晶粒金属的强度较高，塑性较好，所以断裂时需要消耗较 大的功，韧性也较好。
① 晶粒变细，形成纤维组织（流线）
金属工艺学作业参考答案
金属工艺学作业参考答案1. 金属工艺学作业参考答案第一篇第1章1、什么是应力,什么是应变,2. 答:应力:单位面积上所受的力。
第一篇应变:单位长度上的变形量。
3. 缩颈是如何产生的,4. 缩颈发生在拉伸曲线上哪个线段,如果没有出现缩颈现象，是否表示该试样没发生塑性变形,5. 答:拉伸试验中，当载荷增大到b点后，试件上某部分开始变细，这就是“缩颈”，发生在bk阶段。
如果没有出现缩颈现象，不表示没有发生塑性变形，因为当拉力超过s点后，已经发生了塑性变形。
6. 4、布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点,下列材料或者零件通常采用哪种方法检查其硬度,7. 答:布氏硬度法测试的数值比较稳定，准确度较洛氏高，缺点，痕迹较大，不适于测成品比较薄的工件。
洛氏硬度测试简便、迅捷、压痕小、不损伤零件，可用于成品，厚薄零件都可以用。
特点是数值，重复性差，需在不同部位测量，取平均值。
8. 库存钢材——用布氏硬度法测量硬质合金刀口——用洛氏硬度法测量9. 锻件——用布氏硬度法测量台虎钳钳口——用洛氏硬度法测量 10. 5、下列各符号所表示的力学性能指标名称和含义名称是什么, 11. δ—抗拉强度δs—屈服强度δ—设有明显塑性变形现象的金属b0.2材料的屈服点δ—疲劳强度δ—伸长率 a—冲击韧性 HRC—,-1洛氏硬度 HBS—淬火刚球为压头的布氏硬度 HBW—硬质合金为压头的布氏硬度12. 第2章13. 什么是“过冷现象”,过冷度指什么,14. 答:液态合金的实际结晶温度低于理论结晶温度的这种现象称为“过冷”;理论结晶温度与实际结晶温度之差称为“过冷度”。
15. 2(金属晶粒粗细对其力学性能有什么影响,细化晶粒的途径有哪些, 16. 答:金属晶粒越细，强度，硬度越高，塑性和韧性越好，细化晶粒的主要途径，在结晶时，提高冷却速度，或加入变质剂增加结晶晶核，固态时，可采用正火或塑性加工使晶粒破碎达到细化晶粒的目的。
17. 什么是同素异晶转变,室温和1100?时的纯铁晶格有何不同, 18. 答:固态金属的晶格随温度的改变而改变，称同素异晶转变。
金属塑性加工
第三篇金属塑性加工
1、金属塑性加工包括：锻
造、冲压、挤压、轧制、
拉拔。
2、塑性变形：当外力增大
到使金属的内应力超过
该金属的屈服点后，而
产生一部分永久变形，
称为塑性变形。
3、金属塑性变形的实质是
滑移
4、金属在常温下经过塑性
变形，内部组织发生变
化：（1）晶粒沿最大变
形的方向伸长2）晶格
与晶粒均发生扭曲，产
生内应力3)晶粒间产生
碎晶
5、金属本质受1）化学成
分影响2）金属组织影
响
6、压应力的数目越多，则
金属的塑性越好，拉应
力数目越多，则金属的
塑性越差。
7、自由锻工序分为基本工
序、辅助工序和精整工
序三大类
8、基本工序包括：镦粗、
拔长、冲孔、扭转、错
移、切割
9、锻件图是根据零件图绘
制的，还考虑途块加工
余量和锻造公差，分模
面、模段斜率，横锻圆
角半径，连皮厚度。
10、冲压产生的基本
工序有分离工序和变形
工序两大类
11、冲横的工作中心
必然有磨损，落料尺寸
回随凹模刃口的磨损而
增大。
而冲孔件尺寸则
随凹模刃口的磨损而增大，而冲孔件尺寸则随凸模的磨损而减小。
为了保证冲裁件的尺寸要求，并提高模具的使用寿命，落料时，凹模刃口尺寸应靠近落料公差范围内的最小尺寸，冲孔时选取凸模刃口的尺寸靠近孔德公差范围内的最大尺寸。
材料成型工艺学3第三篇 金属塑性加工
金属的力学性能的变化：
变形程度增大时, 金属的强度及硬度升高, 而塑 性和韧性下降。
原因：由于滑移面上的碎晶块和附近晶格的强烈 扭曲, 增大了滑移阻力, 使继续滑移难于进行所致。
几个现象：
▲ 加工硬化
（冷变形强化）： 随变形程度增大, 强度和硬度上升而塑性下降的现象。
▲回复：使原子得以回复正常排列, 消除了晶格扭曲, 致使
纤维组织的稳定性很高, 不能用热处理方法加以消 除。只有经过锻压使金属变形, 才能改变其方向和形状。
为了获得具有最好力 学性能的零件, 在设计和 制造零件时, 都应使零件 在工作中产生的最大正应 力方向与纤维方向重合, 最大切应力方向与纤维方 向垂直。并使纤维分布与 零件的轮廓相符合, 尽量 使纤维组织不被切断。
弹复：
金属塑性变形基本规律：
体积不变定律： 金属塑变后的体积与变形前的体积相等。
最小阻力定律： 塑性变形时金属各质点首先向阻力最小的方向移动。
变法 形线 功方 小向
§2 塑性变形对金属的组织和性能的影响
金属在常温下经过塑性变形后， 内部组织变化:
① 晶粒沿最大变形的方向伸长； ② 晶格与晶粒均发生扭曲；产生内应力； ③ 晶粒间产生碎晶。
变形速度↑↑→ 热效应现象↑→ 塑性 ↑ 、变形抗力↓ → 可锻性↑
3. 应力状态的影响
实践证明：
● 三个方向的应力中, 压应力的数目越多, 则金属的塑性 越好
● 拉应力的数目越多, 则金属的塑性越差 ● 同号应力状态下引起的变形抗力大于异号应力状态下的
变形抗力
第二章 锻 造
锻造：利用冲击力或压力使金属在抵铁间或锻模中 变形, 从而获得所需形状和尺寸的锻件, 这类 工艺方法称为锻造。
金属工艺学 第三篇,金属塑性加工
图2-11 锻件余量及余块 1—余块 2—锻件余量
分模面选择比较
第三篇，金属塑性加工（3－30）
3、模锻斜度 内壁斜度>外壁斜度 4、模锻园角半径 5、冲孔连皮： 由于模锻无法锻出通孔，需在锻孔 中留出冲孔连皮，再通过冲孔工序 将冲孔连皮切去。
第三篇，金属塑性加工（3－30）
二、坯料重量和尺寸的确定 G坯料=G锻件+G烧损+G料头 坯料的尺寸根据坯料重量和几何形状确 定。还应考虑锻造比
第三篇，金属塑性加工（3－1）
概述 一 定义：利用金属在外力作用下产生塑性变形，获得具有一定形 状、尺寸和力学性能的毛坯和零件的生产方法，称为金属 压力加工，又称金属塑性加工。 1 必要条件：（1）外力（外因） （2）塑性变形能力（内因） 2 成型实质：固态流动成型 3 目的： 获得具有一定形状、尺寸和力学性能的毛坯和零件 二 特点及应用（相对铸造而言） 1 压力加工的零件机械性能高 2 材料利用率高 3 不易获得形状复杂的锻件
6
3
பைடு நூலகம்
修整
心棒 平锤
修整温度可略低于 800℃
第三篇，金属塑性加工（3－20）
第二节 模锻 一、定义：金属坯料在冲击力或压力的作用下， 在锻模模腔内变形的工艺 二、特点及应用 1，锻件精度高，表面质量好，可做出复杂形状 2，生产率高，劳动强度小，对工人技术要求不高 3，机加工余量小，材料利用率高 4，变形抗力大，设备吨位大 5，生产准备周期长，工艺灵活性差 应用：主要用于中小型锻件的大批量生产（700件以上）
金属工艺学—3金属塑性加工
自由锻、模锻、板料冲压、轧制、挤压、拉拔
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15
金属工艺学
第三篇 金属塑性加工
第一节 金属塑性变形的实质
1.单晶体的塑性变形
1）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另一部分沿一定 的晶面（称滑移面）和晶向（称滑移方向）发生相对滑动。
14
金属工艺学
第三篇 金属塑性加工
上次课内容的回顾
铸件壁厚的设计：
（1） 铸件壁厚应均匀、避免厚大截面
（2）铸件壁的连接： 1 ．铸件的结构圆角
2 ．避免锐角连接 3 ．厚壁与薄壁间的联接要逐步过渡 4 ．减缓筋、辐收缩的阻碍
特种铸造
型砂应具备的性能：强度、透气性、耐火性、退让性
常用的压力加工生产方式：
τ
τ
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τ
τ
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金属工艺学
第三篇 金属塑性加工
但实际金属的滑移是靠位错的移动来实现的。
实际晶体内部存在大量缺陷。其中，以位错对金属塑性 变形的影响最为明显。由于位错的存在，部分原子处于不稳定 状态。在比理论值低得多的切应力作用下，处于高能位的原子 很容易从一个相对平衡的位置上移动到另一个位置上，形成位 错运动。位错运动的结果，就实现了整个晶体的塑性变形。
第二节 塑性变形对金属组织和性能的影响
1. 金属在常温下经塑性变形后，内部组织将发生变化：
①晶粒沿变形最大方向伸长； ②晶格与晶粒均发生畸变； ③晶粒间产生碎晶。
2. 加工硬化：随着变形程度的增加， 其强度和硬度不断提高，塑性和韧性 不断下降。
原因：滑移面附近的晶粒碎晶块，晶格扭曲畸变，增大 滑移阻力，使滑移难以进行。
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第三篇金属塑性加工作业
一、概念
1.模锻斜度：为了使锻件易于从模膛中取出，锻件与膜堂侧壁接触部分需带一定斜度此斜度
2锻造：在加压设备及（模）具的作用下，使坯料，铸锭产生局部或全部的塑性变形，以获得一定几何尺寸，形状和质量的锻件的加工方法。
3.金属压力加工：利用外力使金属产生塑性变形,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称为金属压力加工.
二、填空题
1.拉伸时，容易产生_____拉裂________、起皱_______等缺陷。
2.弯曲变形时，弯曲模角度小于成品件角度。
弯曲圆角半径过小时，工件易产生__ ____弯裂________。
3.拉伸系数越大工件变形程度越___小__ ____。
4.金属的可锻性取决于金属的____本质________和____加工条件________。
5.利用金属的冷变形强化可提高金属的_____硬度_______和____强度________。
6.纤维组织的稳定性很高，不能用_____热处理_______方法加以消除。
只有经过_塑性加工____使金属变形，才能改变其___方向_________和形状。
7.纯金属的可锻性比合金＿＿＿＿好＿＿＿＿；碳钢的含碳量越高，可锻性越＿差＿＿＿＿＿＿＿。
8.金属的塑性变形会导致其（强度硬度）提高，（塑性韧性）下降，这种现象称为加工硬化。
9.不同化学成分的金属其可锻性不同。
一般地说，纯金属的可锻性比合金的可锻性（好）。
金属内部组织不同其可锻性也有很大差别。
纯金属及固溶体（如奥氏体）的可锻性（好）。
10．为了使金属容易充满模膛和减少工序，模锻件外形应力求_简单____、___平直___和______对称______。
11．金属经塑性变形产生的加工硬化，随着温度的升高，出现回复过程，加工硬化现象得到了部分消除。
当温度升高到金属熔点绝对温度的（0.4 ）倍时，金属原子获得更多的热能，则开始以某些碎晶或杂质为核心结晶成新的晶粒，从而消除了全部加工硬化现象，这个过程称为（再结晶）。
12．为了简化零件的形状和结构、便于锻造而增加的一部分金属，称为（余块）。
三、判断题(对的在（）内画○，错的在（）内画ⅹ）
1.分离工序是使坯料的一部分与另一部分相互分离的工序。
落料冲下的部分为废料，而周边是工件（√）2．落料件的排样有两种类型，无搭边排样和有搭边排样。
有搭边排样是用落料件形状的一个边作为另一个落料件边缘。
这种排样材料利用率高。
（×）无搭边排样
3.弯曲件的形状应尽量对称，弯曲半径不能小于材料允许的最小弯曲半径并应考虑到材料纤维方向，以免成形过程中弯裂。
（√）
4.模膛根据作用的不同，可分为制坯模膛和模锻模膛两种。
（√）
5.三个方向的应力中，拉应力的数目越多，则金属的塑性越好；压应力的数目越多，则金属的塑性越差。
（×）拉应力越多，塑性差
6.金属塑性变形的实质是晶体内部产生滑移的结果。
（√）
7．纤维组织使金属在性能上具有方向性。
纤维组织越明显，金属在纵向上塑性和韧性提高，横向上塑性和韧性降低。
（√）
8．自由锻生产可以比模锻生产节约金属材料，减少切削加工工作量。
（×）模锻比自由锻更节约9．纤维组织使金属材料在性能上具有各向同性。
纤维组织越明显，金属在纵向上塑性和韧性降低，而在横向上塑性和韧性提高。
（×）同7
10．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，使金属的温度升高，这种现象称为热效应。
（√）
11.金属在其再结晶温度以上的塑性变形称为冷变形（×）热变形12．摩擦压力机的滑块行程不固定，并具有一定的冲击作用，因而可实现轻打、重打，可在一个模膛内进行多次锻打。
（√）
13.碳钢的锻造性随其含碳量的增加而提高，合金钢的锻造性高于相同含碳量的碳钢。
（√）
14.冲裁件断面质量主要与凸、凹模间隙、刃口锋利程度有关。
同时也受模具结构、材料性能及板厚等因素的影响。
（√）
15．落料件的排样有两种类型，无搭边排样和有搭边排样。
有搭边排样是用落料件形状的一个边作为另一个落料件边缘。
这种排样材料利用率高。
（×）
四、选择题
1.凡具有一定塑性的金属才能用压力加工方法成形，得到所需要的产品。
如（B ）就不能采用压力加工方法成形。
a 低碳钢；
b 灰铸铁；c铝合金； d 铜合金。
2.模样越高，起模斜度取值越( B )。
内壁斜度比外壁斜度大。
a.大；
b.小
3．板料在冲压弯曲时，弯曲圆弧的弯曲方向应与板料的纤维方向( A )。
a.垂直 b .斜交 c.一致
4. 冲压拉伸时，拉伸系数总是( B )。
a.=0 b .<1 c. =1 d .>1
5.自由锻件的加工余量比模锻件( C )。
a.稍小 b .小很多 c.大 d .相等
6.模锻件质量一般( C )。
a.<10kg b .>100kg c.<150kg d .>1000kg
五简答题
1．自由锻的基本工序主要有哪些？
答：基本工序：他是指金属坯料实现主要的变形要求，达到或基本达到锻件所需形状和尺寸的工序。
包括：墩粗，拔长，冲孔，扭转，错移，切割
辅助工序：是指进行基本工序以后的预变形工序。
竞争工序：在完成基本工序之后，用以提高锻件尺寸及位置精度的工序。
2．金属在常温下经过塑性变形后，内部组织将发生哪些变化？
答：1），晶粒沿最大变形的方向伸长；
2），晶格与晶粒均发生扭曲，产生内应力；
3），晶粒间产生碎晶。
3．模锻件上为什么要有模锻斜度和圆角？在锻模设计中为什么要设置飞边和冲孔连皮？
答：为了使锻件易于从模膛中取出，锻件与模膛侧壁接触部分需带一定斜度。
圆角结构可以使金属容易充满模膛，提高锻模的使用寿命，同时，增大锻件的强度。
由于模锻无法直接锻出透孔，需要在该处留有较薄的金属，称为冲孔连皮。
4．金属塑性成形的基本生产方式有哪些？并加以说明。
答：锻造：在加压设备及工具的作用下，使坯料、铸锭产生局部或全部的塑性变形，以获得一定几何尺寸、形和质量的锻件的加工方法。
冲压：使板料经分离或成型而得到制品的工艺统称。
挤压：坯料在封闭模腔内受三向不均匀压应力作用下，从模具的孔口或缝隙挤出，使之横截面积减小，成为所需制品的工艺统称。
轧制：金属材料（或非金属材料）在旋转轧锟的压力作用下，产生连续塑性变形，获得所需求得截面形状并改变其性能的方法。
拉拔：坯料在牵引力的作用下通过模孔拉出，使之产生塑性变形，而得到截面小，长度增加制品的工艺。