13.4影响塑性和变形抗力的因素
14 冲压技术(上) 模具设计与制造基础复习+答案
模具设计与制造基础复习+答案1.冷冲压工序分为（AD）两大类A分离工序B冲裁C拉深D塑性变形2.冲裁模的间隙应当(C) 模具导向件的间隙A小于B等于C大于D小雨等于3落料时，其刃口尺寸计算原则是先确定(A)A凹模刃口尺寸B凸模刃口尺寸C凸凹模刃口尺寸4.在连续模中，条料进给方向的定位有很多种方法，当进距较小，材料较薄，而生产效率高时，一般选用(C)定位较合理A档料销B导正销C侧刃D初始挡料销5.冲裁间隙对冲裁件的尺寸度有一定的影响，一般情况下，若采用间隙过大时，落料件尺寸(B)凹模尺寸A大于B小于C等于D大于等于6.对T形件，为提高材料的利用率应采用(C)A多样B直对排C斜队排7.为使冲裁过程的顺利进行，将梗塞在凹模内的冲件或废料顺冲方向从凹模孔中推出，所需要的力称为(A)A推料力B卸料力C顶件力8.冲裁件外形和内形有较高的位置精度要求，直采用(C)A导板模B级进模C复合模9.弯曲件在变形区的切向外侧部分(A)A受拉应力B受压应力C不受力10.弯曲过程中常常出现的现象(ACB)A回弹B变形区厚度减薄C偏移D变形区厚度增加11.相对弯曲半径r|t表示(B)A材料的弯曲变形极限B零件的弯曲变形程度C弯曲难易程度12.最小相对弯曲半径Rmin|t表示(A)A材料的弯曲变形极限B零件的弯曲变形程度C零件的结构工艺性好坏D弯曲难易程度13.为了避免弯裂，则弯曲线方向与材料纤维方向(A)A垂直B平行C重合14.影响拉深系数的因素较多，其中一(A)拉深数值可随之减少A材料的相对厚度(t/D)*100大B屈强比s/b大C凹模圆角半径小D板厚方向性系数y小15.在拉深过程中，决定材料是否起皱的因素是(BD)A材料的相对厚度(t/D) B材料的拉深变形程度C材料所受的径向拉应力. D材料所受的切向压应力16.下面3种弹性压料装置中，在拉深成型时，(C)的压料效果最好A弹簧式压料装置B橡胶式压料装置C气垫式压料装置17. 拉深时出现的危险截面是指(B)的断面A位于凹模圆角部位B位于凸模圆角部位C凸缘部位18.外凸凸缘翻边的极限变形程度主要受材料变形区(A)的限制A失稳起皱B硬化C开裂D韧性19.拉深后坯料的径向尺寸(A)，切向尺寸A增大，减小B增大，增大C减小，增大D减小，减小20.塑料按性能和用途来分类，可以分为通用塑料，工程塑料和(B)A模压塑料B增强塑料C结晶型塑料D浇铸塑料一. 单选题1.下列不是模具失效的原因是( )A磨损B氧化C崩刃D折断2.模具的压力中心就是冲压力( )的作用点A最大分力B最小分力C合力D冲压力3.为保证压力机和模具正常工作，模具的压力中心应与压力机的压力中心( )A重合B不重合C偏离D大小相同4.点的主应力状态图有( )A3种B6种C9种D12种5.曲柄压力机可分为曲柄压力机和偏心压力机，其中偏心压力机具有( )A压力在全行程中均衡B闭合高度可调，行程可调C闭合高度可调，行程不了调D具有过载保护6.能进行三个方向送料，操作方便的模架结构是( )A对角导柱模架B后侧导柱模架C中间导柱模架D四导柱导架7.导板模中，要保证凸，凹模正确配合，主要靠( )导向A导筒B导板C导柱，导套D导料销8复合模中间时具有落料凸模和冲孔凹模作用的零件称为( )A凹模B凸模C凸凹模D卸料模9.冲裁模的台阶式凸模安装部分(固定部分)与凸模固定板的孔的配合采用( )AH7/m6 BH7/s6 CH7/a6 DH7/r610.冲裁变形过程中的塑性变形阶段形成了( )A光亮带B毛刺C断裂带D圆角带11.落料时，其刃口尺寸计算原则是先确定( )A凹模刃口尺寸B凸模刃口尺寸C凸凹模尺寸公差D孔的尺寸12.冲裁模采用档料销是为了提高材料的( )A强度B塑性C利用率D硬度13.模具的合理间隙是靠( )刃口尺寸级公差来实现A凸模B凹模C凸模和凹模D凸凹模14.对T形件，为提高材料的利用率，应采用( )A多排B直队排C斜对D混合排15.冲裁多孔冲件时，为了降低冲裁力，应采用( )的方法来实现小设备冲裁大冲件A阶梯凸模冲裁B斜刃冲裁C加热冲裁D阶梯凹模冲裁16.为方便冲裁过程的顺利进行，将梗塞在凹模内的冲件或废料顺冲裁方向从凹模孔中推出，所需的力称为( )A推料力B斜料力C顶件力D冲裁力17.冲制一工件，冲裁力为F，采用刚性卸料、下出件方式，则总压力为( )A冲裁力＋卸料力B冲裁力＋推料力C冲裁力＋卸料力＋推料力D冲裁力＋顶件力18.凸模与凸模固定板之间采用( )配合，装配后将凸模端面与固定板一起磨平AH7/h6. BH7/r6 CH7m6 DM7/h619.侧刃与导正销共同使用时，侧刃的长度应( )步距A.≥B≤C＞D∠20.对步距要求高的级进模，采用的定位方法是( )A固定挡料销B侧刃＋导正销C固定挡料销＋始用挡料销D固定挡料销＋侧刃21.斜刃冲裁比平刃冲裁有优点的是( )A模具制造简单B冲件外形复杂C冲裁力小D冲裁力大22.精度高、形状复杂的冲件一般采用的凹模形式是（）直简式刃口 B. 锥筒试刃口 C. 斜刃口 D. 平刃口23. 在连续模中，侧刃的作用是（）侧面的压紧条料 B. 对卸料板导向C.控制条料送进时的导向D. 控制进距（送进时的距离）实现定位24. 冲裁模的间隙与模具导向件的间隙的关系是（）A. 小于B. 等于C. 大于D. 小于等于25. 在连续模中，条料进给方向的定位有多种方法，当进距较小，材料较薄，而生产效率高时，较合理的定位方式是（）A. 挡料销B. 导正销C. 侧刃D. 初始挡料销26. 为保证弯曲可靠进行时，二次弯曲间应采用（）热处理A. 淬火B. 回火C. 退火D. 正火27. 弯曲件（）形状时，无需考虑设计凸凹模的间隙A. π形B. V形C. U形D. 桶形28. 相对弯曲半径r/t表示（）A. 材料的弯曲变形极限B. 零件的弯曲变形程序C. 弯曲难易程度D. 零件的结构工艺好坏29. 弯曲件在变形区的切向外侧部分（）A. 受拉应力B. 受压应力C. 不受力D. 受力不均匀30. 需要多次弯曲的弯曲件，弯曲的次序一般是（）A. 先弯曲内角，后弯曲外角B. 先弯曲外角，后弯曲内角C. 内角和外角一起弯曲D. 先弯内角外角都可以31. 弯曲角度Ø越小，回弹积累越大，回弹（）A. 越小B. 越大C. 不变D. 不一定32. 工件弯曲时应使弯曲线与纤维方向（）A. 平行B. 垂直C. 重合D. 成一定角度33. 弯曲件的最小相对弯曲半径是极限弯曲产生（）A. 变形B. 回弹C. 裂纹D. 起皱34. 弯曲带孔制件，必须使孔位于变形区（）A. 之内B. 之外C. 之上D. 之下35. 弯曲件在变形区内出现断面为扇形的是（）A. 宽板B. 窄板C. 薄板D. 厚板36. 材料的塑形好，则反映了弯曲冲件允许（）A. 回弹最大B. 变形程度大C. 相对弯曲半径大D. 回弹最小37. 为了提高弯曲极限变形程度，对于较厚材料的弯曲，常采用（）A. 清除毛刺后弯曲B. 热处理后弯曲C. 加热D. 先压平38. 除弯曲和拉深以外的成形工艺中，（）均属于伸长类变形，其主要质量问题是拉裂。
冲压工艺复习题
一．填空1．按工序的组合程度分，模具可以分为单工序模、复合模和级进模。
2．冲裁变形分离过程可分为弹性变形阶段、塑性变形阶段和断裂分离阶段三个阶段。
3．冲裁件断面可明显地分成四个特征区，即圆角、光亮带、断裂带和毛刺。
4．一般冲模精度较工件精度高2~3 级。
5．降低冲裁力的主要方法有阶梯凸模冲裁和斜刃冲裁。
6．模具的卸料方式可以分为弹压卸料和刚性卸料。
7．根据模具零件的作用可以将其分为五类上模与下模、导向装置、定位装置、卸料装置、出件装置和压装置。
8．按照落料凹模的安装位置，复合模可以分为正装和倒装两种形式。
9．冲裁过程中板材的变形区是以凸模和凹模刃口连线为中心的纺锤形形区域。
10．冲裁过程中落料件的外形尺寸等于凹模尺寸，冲孔件孔的尺寸等于凸模尺寸。
11．冲裁过程中，当凸模切入板料到达一定深度时，首先出现裂纹的部位是凹模侧壁靠近刃口处。
12．在不变薄拉深中，圆形毛坯的直径是按毛坯面积等于工件面积的原则来确定的。
13．冲裁时可能产生的冲压力包括冲裁力、卸料力、推件力和顶件力。
14．弯曲件毛坯的长度，是根据应变中性层在弯曲前后长度不变的原则来计算的。
15．弯曲时的主要质量问题有：回弹、拉裂、翘曲、截面畸变。
16．拉深时常见的的防皱措施是采用压边圈和凹模圆角或凸模圆角。
17．翻边可以分为内孔、外缘和变薄。
18．弯曲时，相对弯曲半径r/t越小回弹越大；弯曲角越大，回弹越小。
19、冷冲压生产常用的材料有黑色金属、有色金属、非金属材料。
20．从广义来说，利用冲模使材料相互之间分离的工序叫冲裁。
它包括冲孔、落料、切断、修边、等工序。
但一般来说，冲裁工艺主要是指冲孔和落料工序。
21.减小塌角、毛刺和翘曲的主要方法有：尽可能采用合理间隙的下限值保持模具刃口的锋利、合理选择塔边值、采用压料板和顶板等措施。
22.冲裁凸模和凹模之间的间隙，不仅对冲裁件的质量有极重要的影响，而且还影响模具寿命、冲裁力、卸料力和推件力等。
23.所选间隙值的大小，直接影响冲裁件的断面和尺寸精度。
第一章 冲压变形的基本原理 复习题答案
第一章冲压变形的基本原理复习题答案一、填空题1.塑性变形的物体体积保持不变，其表达式可写成ε1+ε2+ε3=0。
2.冷冲压生产常用的材料有黑色金属、有色金属、非金属材料。
3.物体在外力的作用下会产生变形，如果外力取消后，物体不能恢复到原来的形状和尺寸，这种变形称为塑性变形。
4.影响金属塑性的因素有金属的组织、变形温度、变形速度、变形的应力与应变状态、金属的尺寸因素。
5.在冲压工艺中，有时也采用加热冲压成形方法，加热的目的是提高塑性，降低变形抗力。
6.材料的冲压成形性能包括成形极限和成形质量两部分内容。
7.压应力的数目及数值愈大，拉应力数目及数值愈小，金属的塑性愈好。
8.在同号主应力图下引起的变形，所需的变形抗力之值较大，而在异号主应力图下引起的变形，所需的变形抗力之值就比较小。
9.在材料的应力状态中，压应力的成分愈多，拉应力的成分愈少，愈有利于材料塑性的发挥。
10.一般常用的金属材料在冷塑性变形时，随变形程度的增加，所有强度指标均增加，硬度也增加，塑性指标降低，这种现象称为加工硬化。
11.用间接试验方法得到的板料冲压性能指标有总伸长率、均匀伸长率、屈强比、硬化指数、板厚方向性系数γ和板平面方向性系数△γ。
12.在筒形件拉深中如果材料的板平面方向性系数△γ越大，则凸耳的高度越大。
13.硬化指数n值大，硬化效应就大，这对于伸长类变形来说就是有利的。
14.当作用于坯料变形区的拉应力的绝对值最大时，在这个方向上的变形一定是伸长变形，故称这种变形为伸长类变形。
15. 当作用于坯料变形区的压应力的绝对值最大时，在这个方向上的变形一定是压缩变形，故称这种变形为压缩类变形。
16. 材料对各种冲压加工方法的适应能力称为材料的冲压成形性能。
17. 材料的冲压性能好，就是说其便于冲压加工，一次冲压工序的极限变形程度和总的极限变形程度大，生产率高，容易得到高质量的冲压件，模具寿命长等。
18. 材料的屈服强度与抗拉强度的比值称为屈强比。
冲压工艺作业参考答案
作业参考答案一、1、什么是冲压加工？冲压成形加工与其他加工方法相比有何特点？答：冲压加工就是建立在材料塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料进行加工，以获得要求的零件的形状、尺寸及精度。
冲压成形加工与其他加工方法相比，具有以下的优点：少、无屑加工；零件精度较高；互换性好；材料利用率高；生产效率高；个人技术等级不高；产品成本低等。
冲压成形加工与其他加工方法相比，具有以下的缺点：模具要求高，制造复杂，周期长，制造费用昂贵；有噪声，不宜小批量生产等。
2、冷冲压有哪些基本工序，各是什么？答：冷冲压按性质分有分离工序和成形工序两类。
分离工序包括落料、冲孔、剪切、切断、切槽、切边等几大类；成形工序包括拉深、胀形、翻边、扩口、缩口等工序。
3、什么是金属塑性变形？常见塑性指标有哪些？影响金属的塑性与变形抗力的主要因素有哪些？并作简要分析。
答：金属塑性变形就是指金属材料在外力的作用下产生不可恢复的永久变形（形状和尺寸产生永久改变）。
影响金属的塑性和变形抗力的主要因素有：（1）、化学成分和组织——化学成分：铁、碳、合金元素、杂质元素；组织：单向组织、多项组织，不同的组织，金属的塑性和变形抗力会有很大差异。
（2）、变形温度——温度升高，原子热运动加剧，热振动加剧（热塑性），晶界强度下降。
（3）、变形速度——速度大，塑性变形来不及扩展，没有足够的时间回复、再结晶，塑性降低变形抗力增加。
但速度大时热效应显著，变形体有温度效应对塑性增加有利。
二、1、什么是加工硬化现象？它对冲压工艺有何影响？答：随着冷变形程度的增加，金属材料所有强度和硬度指标都有所提高，但塑形、韧性有所下降。
其可制止局部集中变形的进一步发展，具有扩展变形区、使变形区均匀化和增大极限变形程度的作用。
2、冲裁变形过程分为哪几个阶段？裂纹在哪个阶段产生？首先在什么位置产生？答：冲裁变形过程分为弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂分离阶段。
裂纹出现在断裂分离阶段。
冲压试题库及答案和复习
冲压试题库及答案和复习文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]冲压工艺与冲模设计试题复习第一章概述一、填空、解释、选择类型题:1、冷冲压工艺方法大致分为分离工序、成型工序.2、分离工序分落料，冲孔和切割等。
成型工序分弯曲、拉深、翻边、翻孔、胀形等。
3冷冲压生产过程的主要特征是依靠冲模和冲压设备完成。
便于实现自动化，效率高。
第二章冷冲压变形基础1.影响金属塑性和变形抗力的因素1，金属组织2.变形温度3. 变形速度4.尺寸因素2.塑性条件决定受力物体内质点由弹性状态向塑性状态过度的条件3.加工硬化随变形程度增加，所有强度指标均增加，硬度也增加，同时塑性指标下降的现象4.冲压件的质量指标主要是尺寸精度，厚度变化，表面质量及成形后的物理力学性能。
5.影响工件表面质量的主要因素是原材料的表面状态，晶粒大小，冲压时材料占模2的情况以及对工件的表面擦伤6.反载软化现象是反向加载时材料的屈服应力效拉伸时的屈服应力有所降低，出现所谓反载软化现象7.冷冲压常用材料有：黑色金属，有色金属，非金属材料8板料力学性能与冲压成形性能效为重要的有那几项p21第三章冲裁一、填空、解释、选择类型题1、冲裁是利用模具使板料产生分离的工序。
从板料沿封闭曲线相互分离，封闭曲线以内的部分作为冲裁件时，称落料，封闭曲线以外的部分作为冲裁件时，称冲孔。
2、冲裁变形过程三个阶段是从弹、塑性变形开始的，以断裂告终。
3、冲裁变形过程使工件断面明显地分成四个特征区：塌角，光面，毛面，和毛刺。
4. 影响冲裁件质量的诸多因素中，间隙是主要的因素。
5.分析冲裁件的工艺，主要从冲裁件的结构工艺性，冲裁件的精度和断面粗糙度三方面进行分析6、凸、凹模刃口的制造公差要按工件的尺寸要求来决定7、冲裁凸、凹模的常以磨钝、与崩刃的形式失效。
8、排样三种方法有废料排样、少废料排样、无废料排样。
9. 凸、凹模刃口分开加工法为了保证间隙值应满足的条件|δp|＋|δd|≤Zmax－Zmin10.搭边的作用是补偿定位误差和剪板误差，还可以使条料有一定的刚度，便于送进11.降低冲裁力的方法有材料加热冲裁、阶梯凸模、斜刃冲裁12. 冲裁时所产生的总压力包括冲裁力，卸料力，顶件或推件力13. 冲模加工方法不同，刃口尺寸的计算方法基本分为两类1凸，凹模分别加工法2凸，凹模配作法14.模具压力中心应该通过压力机滑块的中心线。
冲压工艺与模具设计章节自测题原题(修改)
第一章冲压变形的基本原理一. 填空题1、塑性变形的物体体积保持，其表达式可写成。
2、冲压工艺中采用加热成形方法，以增加材料能达到变形程度的要求。
3、压应力的数目及数值愈，拉应力数目及数值愈，金属的塑性。
4、在材料的应力状态中，压应力的成分，拉应力的成分，愈有利于材料塑性的发挥。
5、一般常用的金属材料在冷塑性变形时，随变形程度的增加，所有强度指标均，硬度也，塑性指标，这种现象称为加工硬化。
6、硬化指数n 值大，硬化效应就大，这对于变形来说就是有利的。
7、当作用于坯料变形区的拉应力的绝对值最大时，在这个方向上的变形一定是，故称这种变形为变形。
8、材料对各种冲压加工方法的适应能力称为材料的。
9、材料的冲压性能好，就是说其便于冲压加工，一次冲压工序的和大，生产率高，容易得到高质量的冲压件，模具寿命长等。
二、判断题（正确的打√，错误的打×）1、变形抗力小的软金属，其塑性一定好。
（）2、物体的塑性仅仅取决于物体的种类，与变形方式和变形条件无关。
（）3、物体某个方向上为正应力时，该方向的应变一定是正应变。
（）4、材料的塑性是物质一种不变的性质。
（）5、当坯料受三向拉应力作用，而且时，在最大拉应力方向上的变形一定是伸长变形，在最小拉应力方向上的变形一定是压缩变形。
（）三、问答题1、影响金属塑性和变形抗力的因素有哪些？影响金属塑性的因素有如下几个方面：2、请说明屈服条件的含义，并写出其条件公式。
3、什么是材料的机械性能？材料的机械性能主要有哪些？4、什么是板厚方向性系数？它对冲压工艺有何影响？5、什么是板平面各向异性指数Δ r ？它对冲压工艺有何影响？第二章冲裁工艺及冲裁模设计一、填空题1、从广义来说，利用冲模使材料叫冲裁。
它包括、、、、等工序但一般来说，冲裁工艺主要是指和工序。
2、冲裁根据变形机理的不同，可分为和。
3、冲裁变形过程大致可分为、、三个阶段。
4、冲裁件的切断面由、、、四个部分组成。
5、冲裁毛刺是在刃口附近的側面上材料出现时形成的。
塑性变形产生的影响因素
式中Y为金属的静载变形抗力,它与化学成分、温度、变形过程等有关。低碳钢的变形抗力低，高合金钢的变形抗力高；低温时变形抗力高，高温时变形抗力低； 塑性变形
再结晶和回复
经过冷变形的金属，如加热到一定温度并保持一定的时间，原子的激活能增加到足够的活动力时，便会出现新的晶核，并成长为新的晶粒，这种现象称为再结晶。经过再结晶处理后，冷变形引起的晶粒畸变以及由此引起的加工硬化、残余应力等都会完全消除。 再结晶温度 通常以经一小时保温完成再结晶的温度为金属的再结晶温度。各种金属的再结晶温度，按绝对温度(K)计大约相当于该金属熔点的40～50％。 低碳钢的再结晶温度约460℃。当变形程度较小时,在再结晶过程中，尤其是当温度偏高时，再结晶的晶粒特别粗大。因此如要晶粒细小，金属材料在再结晶处理前会有较大的变形量。 再结晶温度对金属材料的塑性加工非常重要。在再结晶温度以上进行的塑性加工和变形称为热加工和热变形；在再结晶温度以下进行的塑性加工和变形称为冷加工和冷变形。热变形时，金属材料在变形过程中不断地发生再结晶，不引起加工硬化，假如缓慢地冷却，也不出现内应力。 回复 冷变形后的金属，当加热到稍低于再结晶温度时，通过原子的扩散会减少晶体的缺陷，降低晶体的畸变能，从而减小内应力；但是不出现新的晶粒，金属仍保留加工硬化和各向异性，这就是金属的回复。这样的热处理称为去应力退火。
内应力
塑性变形在金属体内的分布是不均匀的，所以外力去除后，各部分的弹性恢复也不会完全一样，这就使金属体内各部分之间产生相互平衡的内应力，即残余应力。残余应力降低零件的尺寸稳定性，增大应力腐蚀的倾向。
塑性变形产生的影响因素
塑性变形的影响因数金属在室温下的塑性变形，对金属的组织和性能影响很大，常会出现加工硬化、内应力和各向异性等现象。
加工硬化塑性变形引起位错增殖，位错密度增加，不同方向的位错发塑性变形力学原理生交割，位错的运动受到阻碍，使金属产生加工硬化。
加工硬化能提高金属的硬度、强度和变形抗力，同时降低塑性，使以后的冷态变形困难。
内应力塑性变形在金属体内的分布是不均匀的，所以外力去除后，各部分的弹性恢复也不会完全一样，这就使金属体内各部分之间产生相互平衡的内应力，即残余应力。
残余应力降低零件的尺寸稳定性，增大应力腐蚀的倾向。
各向异性金属经冷态塑性变形后，晶粒内部出现滑移带或孪晶带。
各晶粒还沿变形方向伸长和扭曲。
当变形量很大(如70％或更大)而且是沿着一个方向时，晶粒内原子排列的位向趋向一致，同时金属内部存在的夹杂物也被沿变形方向拉长形成纤维组织，使金属产生各向异性。
沿变形方向的强度、塑性和韧性都比横向的高。
当金属在热态下变形，由于发生了再结晶，晶粒的取向会不同程度地偏离变形方向，但夹杂物拉长形成的纤维方向不变，金属仍有各向异性。
再结晶和回复经过冷变形的金属，如加热到一定温度并保持一定的时间，原子的激活能增加到足够的活动力时，便会出现新的晶核，并成长为新的晶粒，这种现象称为再结晶。
经过再结晶处理后，冷变形引起的晶粒畸变以及由此引起的加工硬化、残余应力等都会完全消除。
再结晶温度通常以经一小时保温完成再结晶的温度为金属的再结晶温度。
各种金属的再结晶温度，按绝对温度(K)计大约相当于该金属熔点的40～50％。
低碳钢的再结晶温度约460℃。
当变形程度较小时,在再结晶过程中，尤其是当温度偏高时，再结晶的晶粒特别粗大。
塑性成型原理 塑性影响因素-外部因素
影响金属塑性的外部因素通过改变应力状态提高源自属塑性包覆钢板后的塑性成型
塑性成型示意图
影响金属塑性的外部因素
静水压力对提高金属塑性的良好影响
均质流体作用于一个物体上的压力； 这是一种全方位的力，并均匀地施向物体表面的各个部位
1. 拉伸应力会促进晶间变形、加速晶界的破坏，三向压 应力使晶间变形困难
2. 三向压应力有利于愈合塑性变形中晶内、晶间的各种 损伤
无氧铜 Qsn6.5-0.4
超硬铝合金
晶粒粗大化 金属间化合物
析出物 第二相
影响金属塑性的外部因素
2.应变速率
塑性成形设 备工作速度
水压机 1-10cm/s 机械压力机 30-100cm/s 通用锻锤 500-900cm/s
✓a-b: 加工硬化>软化 热效应
应变速率对塑性影响的示意图
✓c-d: 加工硬化<软化 热效应
➢ 影响塑性的内部因素
➢影响金属塑性的外部因素
➢ 提高金属塑性的主要途径
影响金属塑性的外部因素 1．变形温度
碳钢的塑性随温度变化图
影响金属塑性的外部因素
金属塑性 增高区
1区（100-200℃ ）---原子热振动能力 2区（700-800℃ ）---回复和再结晶 3区（950-1250 ℃）---均匀一致奥氏体
3. 消除杂质、液态相或组织缺陷的不良影响 4. 减轻不均匀变形而引起的附加拉应力
有没有不足之处？
影响金属塑性的外部因素 4．应变状态（变形状态）
轧制和挤压那个更能发挥金属的塑性能力？
主应变图对金属中缺陷形态的影响
影响金属塑性的外部因素 5．不连续变形的影响（变形程度） 6．尺寸因素的影响 7．其他（介质、气氛等）
分析影响金属塑性变形的主要因素
分析影响金属塑性变形的主要因素(一）影响金属塑性变形的主要因素影响金属塑性变形的主要因素有两个方面，其一是变形金属本身的晶格类型，化学成份和组织状态等内在因素；其二是变形时的外部条件，如变形温度、变形速度和变形的力学状态等。
因此，只要有合适的内、外部条件，就有可能改变金属的塑性行为1.化学成份和组织对塑性变形的影响化学成份和组织对塑性和变形抗力的影响非常明显也很复杂。
下面以钢为例来说明。
①化学成份的影响在碳钢中，铁和碳是基本元素。
在合金钢中，除了铁和碳外还包含有硅、锰、铬、镍、钨等。
在各类钢中还含有些杂质，如磷、硫、氨、氢、氧等。
碳对钢的性能影响最大。
碳能固溶到铁里形成铁素体和奥氏体固溶体，它们都具有良好的塑性和低的变形抗力。
当碳的含量超过铁的溶碳能力，多余的碳便与铁形成具有很高的硬度，而塑性几乎为零的渗碳体。
对基体的塑性变形起阻碍作用，降低塑性，抗力提高。
可见含碳量越高，碳钢的塑性成形性能就越差。
合金元素加入钢中，不仅改变了钢的使用性能，而且改变了钢的塑性成形性能，其主要的表现为：塑性降低，变形抗力提高。
这是由于合金元素溶入固溶体(α—Fe和γ－Fe)，使铁原子的晶体点阵发生不同程度的畸变；合金元素与钢中的碳形成硬而脆的碳化物(碳化铬、碳化钨等)；合金元素改变钢中相的组成，造成组织的多相性等，都造成钢的抗力提高，塑性降低。
杂质元素对钢的塑性变形一般都有不利的影响。
磷溶入铁素体后，使钢的强度、硬度显著增加，塑性、韧性明显降低。
在低温时，造成钢的冷脆性。
硫在钢中几乎不溶解，与铁形成塑性低的易溶共晶体FeS，热加工时出现热脆开裂现象。
钢中溶氢，会引起氢脆现象，使钢的塑性大大降低。
②组织的影响钢在规定的化学成份内，由于组织的不同，塑性和变形抗力亦会有很大的差别。
单相组织比多相组织塑性好，抗力低。
多相组织由于各相性能不同，使得变形不均匀，同时基本相往往被另一相机械地分割，故塑性降低，变形抗力提高。
晶粒的细化有利提高金属的塑性，但同时也提高了变形抗力。
影响金属塑性成形的因素及条件
《材料成形技术基础》—影响金属塑性成形的因素及条件一、影响金属塑性变形的内在因素（一）化学成分纯金属的塑性成形性较合金的好。
钢的含碳量对钢的塑性成形性影响很大，对于碳质量分数小于0.15%的低碳钢，主要以铁素体为主（含珠光体量很少），其塑性较好。
随着碳质量分数的增加，钢中的珠光体量也逐渐增多，甚至出现硬而脆的网状渗碳体，使钢的塑性下降，塑性成形性也越来越差。
合金元素会形成合金碳化物，形成硬化相，使钢的塑性变形抗力增大，塑性下降，通常合金元素含量越高，钢的塑性成形性能也越差。
杂质元素磷会使钢出现冷脆性，硫使钢出现热脆性，降低钢的塑性成形性能。
（二）金属组织纯金属及单相固溶体的合金塑性成形性能较好；钢中有碳化物和多相组织时，塑性成形性能变差；具有均匀细小等轴晶粒的金属，其塑性成形性能比晶粒粗大的柱状晶粒好；网状二次渗碳体，钢的塑性将大大下降。
二、影响金属塑性变形的加工条件（一）变形温度温度升高，塑性提高，塑性成形性能得到改善。
变形温度升高到再结晶温度以上时，加工硬化不断被再结晶软化消除，金属的塑性成形性能进一步提高。
过热：加热温度过高，会使晶粒急剧长大，导致金属塑性减小，塑性成形性能下降，这种现象称为“过热”。
过烧：如果加热温度接近熔点，会使晶界氧化甚至熔化，导致金属的塑性变形能力完全消失，这种现象称为“过烧”，坯料如果过烧将报废。
（二）变形速度变形速度：单位时间内变形程度的大小。
变形速度的增大，金属在冷变形时的冷变形强化趋于严重；当变形速度很大时，热能来不及散发，会使变形金属的温度升高，这种现象称为“热效应”，它有利于金属的塑性提高，变形抗力下降，塑性变形能力变好。
图2-5所示是变形速度与塑性的关系。
问题：在锻压加工塑性较差的合金钢或大截面锻件时，都应采用较小的变形速度，若变形速度过快会出现变形不均匀，造成局部变形过大而产生裂纹。
图2-5 变形速度与塑性的关系（三）应力状态实践证明，在三向应力状态下，压应力的数目越多，则其塑性越好；拉应力的数目越多，则其塑性越差。
冲压问答题
1、对冲压所用材料有哪些要求？①良好的冲压性能②良好的表面质量③符合国际规定的厚度公差。
2、影响金属塑性和变形抗力有哪些因素？①变形温度②应变速率③应力、应变状态④尺寸因素3、加工硬化对塑性加工有什么影响？加工硬化使材料的所有强度、硬度指标增加，同时塑性指标降低。
由于材料变形抗力增大，塑性下降，使需要大变形量的冲压件无法一次成形，增加了退火工序。
但在单道冲压成形工序中，加工硬化可以促使变形扩展，避免过大的局部集中变形，有利于提高变形的均匀性，从而增大成形极限。
4、冲压件的质量包含哪些内容？尺寸精度、形状精度、厚度变化、表面质量以及成形后材料的物理力学性能5、确定冲裁凸、凹模刃口尺寸的基本原则是什么？①落料时，先确定凹模刃口尺寸,其大小应接近于或等于制件落料部分的最小极限尺寸，以保证凹模磨损至一定尺寸范围内，也能冲出合格制件。
凸模刃口的相应基本尺寸应比凹模刃口基本尺寸小一个最小合理间隙。
②冲孔时，先确定凸模刃口尺寸,其大小应接近于或等于制件所冲孔部分的最大极限尺寸，以保证凸模磨损至一定尺寸范围内，也能冲出合格制件。
凹模刃口的基本尺寸应比凸模刃口对应的基本尺寸大一个最小合理间隙。
6、配合加工法的基本方法是什么？先按设计尺寸制出一个基准件（凸模或凹模），然后根据基准件的实际尺寸再按最小合理间隙配制另一件。
7、什么叫搭边？搭边的作用是什么？搭边值的大小与哪些因素有关？①排样时制件与制件之间、制件与毛坯侧边之间多余的料。
②补偿定位误差，使条料在送进时有一定刚度，以保证送料的顺利进行，从而提高制件的质量。
保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。
搭边太大，浪费材料；太小，会降低工件断面质量，影响工件的平整度，有时还会出现毛刺或搭边被拉进凸模与凹模的间隙里，造成冲模刃口严重磨损。
影响模具寿命。
③板材厚度、材料种类、制件形状的复杂程度、冲模结构的送料形式8、试比较连续模与复合模的结构特点？9、设计镶拼凸、凹模的原则是什么？力求改善加工工艺性，减少钳工工作量，提高模具加工精度；便于装配和维修；满足冲压工艺，提高冲压件质量。
金属工艺学课程习题（综合）
⾦属⼯艺学课程习题（综合）习题《⾦属⼯艺学》部分第1章铸造填空题：1、铸造⽅法从总体上可分为普通铸造和特种铸造两⼤类，普通铸造是指砂型铸造⽅法，不同于砂型铸造的其他铸造⽅法统称为特种铸造，常⽤的特种铸造⽅法有：（）、（）、（）、（）、（）等。
2、凝固过程中所造成的体积缩减如得不到液态⾦属的补充，将产⽣（）或（）。
3、对砂型铸件进⾏结构设计时，必须考虑合⾦的（）和铸造（）对铸件结构提出的要求。
4、（）是铸造合⾦本⾝的物理性质，是铸件许多缺陷（）产⽣的基本原因。
5、浇注位置是指造型时（）在铸型中所处的位置，它影响铸件的质量。
6、铸造应⼒按产⽣的原因不同，主要可分为（）和（）两种。
7、铸件上各部分壁厚相差较⼤，冷却到室温，厚壁部分的残余应⼒为（）应⼒，⽽薄壁部分的残余应⼒为（）应⼒。
8、任何⼀种液态⾦属注⼊铸型以后，从浇注温度冷却⾄室温都要经过三个联系的收缩阶段，即（）、（）和（）。
9、在低压铸造、压⼒铸造和离⼼铸造时，因⼈为加⼤了充型压⼒，故（）较强。
提⾼浇铸温度是改善合⾦（）的重要措施。
10、铸件浇铸位置的选择必须正确，如重要加⼯⾯、⼤平⾯和薄壁部分在浇铸时应尽量（），⽽厚⼤部位应尽量（），以便安放冒⼝进⾏（）。
单项选择题：1、下列合⾦流动性最好的是：（）①普通灰铸铁；②球墨铸铁；③可锻铸铁；④蠕墨铸铁。
2、摩托车活塞应具有良好的耐热性、热膨胀系数⼩，导热性好、耐磨、耐蚀、重量轻等性能。
在下列材料中，⼀般选⽤：（）①铸造黄铜；②合⾦结构钢；③铸造铝硅合⾦；④铸造碳钢。
3、在下列铸造合⾦中，⾃由收缩率最⼩的是：（）①铸钢；②灰铸铁；③铸造铝合⾦；④⽩⼝铸铁4、图⽰圆锥齿轮铸件，齿⾯质量要求较⾼。
材料HT350，⼩批⽣产。
最佳浇5①采⽤在热节处加明、暗冒⼝或冷铁以实现顺序凝固②尽量使铸件壁厚均匀以实现同时凝固③提⾼浇注温度④采⽤颗粒⼤⽽均匀的原砂以改善填充条件多项选择题：1、液态合⾦浇注温度冷却到室温所经历的收缩阶段有：（）①⾼温收缩；②液态收缩；③凝固收缩④低温收缩；⑤固态收缩2、挖沙或假箱造型时候，分型⾯：（）①⼀定是曲⾯；②⼀定是圆锥⾯；③可以是平；④⼀定是平⾯；⑤可以是曲⾯3、影响液态合⾦充型能⼒的主要因素是：（）①合⾦的结晶特性；②浇注温度；③合⾦的收缩率；④铸造⼯艺凝固原则；⑤铸件壁厚和铸型条件4、影响液态合⾦充型能⼒的主要因素是：（）①合⾦的结晶特性；②浇注温度；③合⾦的收缩率；④铸造⼯艺凝固原则；⑤铸件壁厚和铸型条件5、产⽣缩孔、缩松的基本原因：（）①液态收缩；②固态收缩；③凝固收缩；④线收缩；⑤等温收缩结构改错题：1、如下图所⽰，浇铸位置是否合理？若不合理请改为合理。
机制专业学生模具练习题库答案
机制专业学生练习题库答案上：金属模具设计与制造部分一、填空题1．冷冲压生产常用的材料有__黑色金属__ 、__有色金属__ 、__非金属材料__ 。
2．物体在外力的作用下会产生变形，如果外力取消后，__物体不能恢复到原来的形状和尺寸__ 这种变形称为塑性变形。
3．在冲压工艺中，有时也采用加热成形方法，加热的目的是__提高塑性__，增加材料在一次成型中所能达到的变形程度；__降低变形抗力__提高工件的成形准确度。
4．冲压工艺中采用加热成形方法，以增加材料__塑性__ 能达到变形程度的要求。
5．材料的冲压成形性能包括__成形极限__和__成形质量__两部分内容。
6．在__同号主应力图__下引起的变形，所需的变形抗力之值较大，而在__异号主应力图__ 下引起的变形，所需的变形抗力之值就比较小。
7．一般常用的金属材料在冷塑性变形时，随变形程度的增加，所有强度指标均__增加__ ，硬度也__增加__ ，塑性指标__降低__ ，这种现象称为加工硬化。
8．材料对各种冲压加工方法的适应能力称为材料的__冲压成形性能__ 。
9．材料的冲压性能好，就是说其便于冲压加工，一次冲压工序的__极限变形程度__ 和__总的极限变形程度__ 大，生产率高，容易得到高质量的冲压件，模具寿命长等。
10．从广义来说，利用冲模使材料__相互之间分离的工序__叫冲裁。
它包括__冲孔__、__落料__ 、__切断__ 、__修边__等工序。
但一般来说，冲裁工艺主要是指__冲孔__ 和__落料__ 工序。
11．冲裁变形过程大致可分为__弹性变形__ 、__塑性变形__ 、__断裂分离__三个阶段。
12．冲裁凸模和凹模之间的__间隙__ ，不仅对冲裁件的质量有极重要的影响，而且还影响模具__寿命__、__冲裁力__ 、__卸料力__ 和推件力等。
13．影响冲裁件毛刺增大的原因是__凸凹模刃口钝__ 、__凸凹模间隙__ 大。
14．冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的__实际尺寸与基本尺寸__的差值，差值__越小__，则精度__越高__。
北京科技大学《金属材料成型加工》21题答案
北京科技⼤学《⾦属材料成型加⼯》21题答案《⾦属材料成型加⼯》21题答案1.钢铁材料及塑性加⼯⽅法的分类答：钢铁材料分类：1、长型（条）材：型钢和线材（重轨、轻轨、⼤型、中型、⼩型、优型、冷弯型钢、线材）；2、扁平材：钢板和带钢（特厚板、中厚板、薄板、钢带、硅钢⽚）；3、管材：⽆缝管和焊管（⽆缝钢管、焊接钢管）；4、特殊断⾯钢材（周期断⾯、异形断⾯等）。
塑性加⼯⽅法的分类：（1）按施⼒类型分类1、直接受压：压⼒施加于⼯件，如锻压、挤压和轧制；2、间接受压：施加的⼒常为张⼒，但通过⼯具和⼯件的反作⽤⾯产⽣的间接压⼒可以达到相当的数值，如拔丝、拔管和板深拉；3、模拉伸：在张⼒作⽤下，⾦属板被反卷成下⾯的模⼦形状，如拉延；4、弯曲：施加的是弯矩，如钢板冷弯成型；5、剪切：施加剪切使钢板成型，如冲裁、剪切。
（2）按是否完全消除加⼯硬化分类1、热加⼯：产⽣软化，钢铁材料塑性加⼯的第⼀步；2、冷加⼯：常同退⽕相结合，以消除加⼯硬化，构成加⼯硬化—退⽕软化的交替循环操作。
冷加⼯常⽤于成品加⼯业。
钢材塑性加⼯成型⽅法：1、轧制：钢材⽣产的主要⽅法，钢锭、钢坯通过旋转的轧辊产⽣塑性变形。
2、锻压(块状物)：把⼯件放在成对⼯具之间，由冲击或静压使⼯件⾼度缩短⽽得到预期的形状。
3、挤压(坯锭)：把坯料放在挤压桶内，使之从⼀定形状和尺⼨的孔中挤出，获得制品。
4、拔制(坯锭)：拔制是将被加⼯⾦属由拉⼒通过各种形状的锥形模孔，改变它的断⾯，以获得尺⼨精确、表⾯光洁的加⼯⽅法。
5、深冲(板材)：钢板通过上下模具冲击或挤压成特殊形状。
6、钣⾦加⼯：弯曲或剪裁、冲压加⼯成各种形状。
7、组合加⼯：将轧轧制、焊接、铸造、切削等组合。
2.简述三种宽展类型的特征，并说明如何控制宽展量的⼤⼩。
答：三种宽展类型：1、⾃由宽展：坯料在轧制过程中，被压下的⾦属体积其⾦属质点横向移动时具有向垂直于轧制⽅向的两侧⾃由移动的可能性，此时⾦属流动除受到轧辊接触摩擦的影响外，不受其它任何的阻碍和限制，如孔型侧壁，⽴辊等，结果明确的表现出轧件宽度尺⼨的增加，这种情况称为⾃由宽展。
弹性与塑性及变形抗力影响因素
冲压工艺与模具设计弹性与塑性及变形抗力影响因素1.1金属塑性变形的基本概念1.1.1弹性变形与塑性的变形方式弹性变形：外力作用取消后，金属变形即可消失并能完全恢复原来形状，这种可恢复的变形称为弹性变形。
塑性变形：金属外力作用下产生不可恢复的永久变形称为塑性变形。
冲压成形是为了让金属得到一种设计想要的形状，因此冲压过程主要是得到塑性变形。
问题1. 塑性变形过程会不会有弹性变形产生呢？1.1.2塑性变形的基本方式1、晶内变形（单个晶体内的变形）滑移孪生有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）2. 晶间变形（多个晶体间的变形）晶粒间的滑动、转动1.1.3 金属的塑性与变形抗力 1.塑性及塑性指标 塑性：指金属在外力的作用下，能稳定的发挥塑性变形而不破坏其完整性的能力。
塑性指标：衡量金属在一定条件下塑性高低的数量指标。
常用的塑性指标有 延伸率 断面收缩率2.变形抗力 金属产生塑性变形的力为变形力，金属抵抗变形的力称为变形抗力。
问题： 金属塑性的好坏与变形抗力的大小是一回事吗？%100L L L 00K ⨯-=δ%10000⨯-=A A A K ψ1.1.4影响金属的塑性与变形抗力的主要因素1.化学成份和组织对塑性和变形抗力的影响成份影响；组织影响(单相、多相；晶粒大小）；2.变形温度对塑性和变形抗力的影响温度升高，晶粒发生回复和再结晶；温度升高出现新的滑移系；随着温度的升高，塑性增加，但并不是简单的直线上升，在有些温度区间由于晶粒边界的变化或相变而出现脆性3.变形速度对塑性和变形抗力的影响变形速度加大驱动更多的位错；没来得及回复和结晶；温度效应可以降低变形抗力有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）谢谢观看。
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7,其它元素:主要是降低钢的塑性,提高变形抗力
合金元素对铁素体伸长率和韧性的影响
(二)组织状态对金属塑性的影响
晶格类型的影响 面心立方——12个滑移系,同一滑移面上3个滑移方向, 塑性最好,如铝,铜和镍等. 体心立方——12个滑移系,同一滑移面上2个滑移方向, 塑性较好,如钒,钨,钼等. 密排六方——3个滑移系,塑性最差,如镁,锌,钙等. 晶粒度的影响 晶粒度越小,越均匀,塑性越高.
第四节影响塑性和变形抗力的因素
一,塑性,塑性指标和塑性图 塑性:金属在外力作用下发生永久变形而不破坏其完整性的 能力. 1,塑性反映了材料产生塑性变形的能力; 2,塑性不是固定不变的,同一种材料,在不同的变形条件 下,会表现出不同的塑性. 3,影响金属塑性的因素主要有两方面: 1)内因:金属本身的晶格类型,化学成分和金相组织等; 2)外因:变形时外部条件,如变形温度和受力状况等.
A0 ,Ak
塑性指标还可以用镦粗实验和扭转试验测定. 镦粗试验(试样的高度为直径的1.5倍)中,以出现 第一条裂纹时的变形程度为塑性指标:
εc
,
H0 Hk = H0
×
100%
试样原始高度和表面出现第一条裂纹 时的高度
注:只有相同的指标才能相互比较
原始样
出现裂纹后的试样
镦粗试验
塑性图: 在不同的变形速度下,以不同温度下的各 种塑性指标( , , , ,ak等)为纵坐标, 以温度为横坐标绘制成的函数曲线.
碳钢的塑性随温度的变化曲线
(四)应变速率对塑性的影响
一方面,随变形速率的增大,金属的塑性降低:没有足 够的时间进行回复或再结晶,软化过程进行得不充分. 另一方面,随着变形速率的增加,在一定程度上使金属 的温度升高,温度效应显著,从而提高金属的塑性.但 对于有脆性转变的金属,则应变速率的增加可能引起塑 性的下降.
碳钢塑性图
二,对塑性的影响因素
内部因素:化学成分 组织结构 外部因素:变形温度 应变速度 应力状态
(一)化学成分和合金成分对金属塑性的影响
金属的塑性随其纯度的提高而增加,如纯铝99.96%伸长 率为45%,98%伸长率为30 % 产生脆化现象,使冷热变形都非常困难.如碳钢中: P——冷脆 S——热脆 N——时效脆性 H——氢脆 杂质的存在状态,分布情况和形状不同,对塑性的影响 也不同;如:Pb,S,Sn等 不溶于金属 ————— 降低金属塑性 溶于金属 ————— 塑性变化不大
下面以碳钢为例,分析碳及杂质元素(P, S, N, H, o)对塑性的影响
1,碳 碳对碳钢性能的影响最大 1)碳能固溶于铁,形成铁素体和奥氏体,它们具有良好 的塑性. 2)当铁中的碳含量超过其溶碳能力时,多余的碳便以渗 碳体Fe3C形式出现,它具有很高的硬度,而塑性几乎为 零. 含碳量越高,渗碳体的数量越多,金属的塑性也越差.
塑性指标:
为衡量金属塑性的高低而确定的数量上的指标, 一般以金属材料开始发生破坏时的塑性变形量来表 示. 常用的塑性指标: 拉伸试验伸长率δ(%) δ= 断面收缩率Ψ(%)
A0 Ak Ψ = A0
L 0, k L
100% 100
×
100%
为试样的原始标准间距和试样断裂后标距间长度; 为试样的原始横截面积和试样断裂处的最小横截面积.
(二)组织结构的影响
结构变化: 组织状态不同,变形抗力不同; 组织结构的变化(相变),变形抗力也发生变化. 晶粒大小: 晶粒越细,同一体积内的晶界越多,变形抗力就高(室 温晶界强度高于晶内).
单相组织和多相组织: 单相组织合金元素含量越高,晶格畸变越严重, 变形抗力越大.单相组织比多相组织的变形抗力小. 多相组织中第二相的性质,形状,大小,数量和 分布状况对变形抗力都有影响. 硬而脆的第二相在基体相晶粒内呈颗粒状弥散分 布时,合金的变形抗力就高; 第二相越细,分布越均匀,数量越多,变形抗力 就越大.
(三)变形温度的影响
几乎所有的金属和合金,变形抗力都随温度的升 高而降低; 但是当金属和合金随着温度的变化而发生物理-化 学变化和相变时,会出现相反的情况,如钢在加热过 程中发生的蓝脆和热脆现象.
(四)变形程度的影响
随变形程度的增加,会产生加工硬化,使继续变 形发生困难,因而变形抗力增加. 当变形程度较高时,促进了回复与再结晶过程的 发生与发展,变形抗力的增加变得比较缓慢.
相组成的影响 单相组织塑性好;多相组织塑性差.(晶界,晶内; 硬相,软相) 铸造组织的影响 铸造组织具有粗大的柱状晶粒,具有偏析,夹杂, 气泡,疏松等缺陷,因而塑性较差.
(三)变形温度对金属塑性的影响
对大多数金属而言,总的趋势是随着温度升高,塑性增加. 1)发生回复与再结晶,消除了加工硬化; 2)原子动能增加,位错活动加剧,出现新的滑移系,改善 晶粒之间变形的协调性. 3)晶间滑移作用增强:晶界切变抗力降低;晶界滑移引起 的微裂纹被消除. 4)金属的组织,结构的变化:多相——单相;晶格的结构 改变,如钛:室温hcp——bcc ,
注:塑性和变形抗力是两个不同的概念 塑性 —— 反映材料塑性变形的能力 变形抗力 —— 反映塑性变形的难易程度 塑性好不一定变形抗力低,反之亦然.
变形抗力的影响因素
(一)化学成分的影响 金属纯度越高,变形抗力越小. 合金元素的原子与基体原子间相互作用的特性,原子 体积的大小以及合金原子在基体中的分布等.(基体 点阵畸变) 杂质的含量,杂质的性质及其在基体中的分布特性.
应力状态不同对塑性的影响也不同: 主应力图中压应力个数越多,数值越大,则金属的塑性 越高; 拉应力个数越多,数值越大,则金属的塑性就越低. 这是由于拉应力促进晶间变形,加速晶界破坏,而压应 力阻止或减小晶间变形; 另外,三向压应力有利于抑制或消除晶体中由于塑性变 形而引起的各种微观破坏,而拉应力则相反,它使各种破 坏发展,扩大.
(五)变形速度的影响 一般情况下,随着变形速度的增加,变形抗 力提高(特别热变形).
一方面,变形速度提高,单位时间内的发热率增加, 使变形抗力降低. 另一方面,变形速度提高也缩短了变形时间,使位错 运动的发展时间不足(滑移来不及进行) ,促使变形抗 力增加.
()应力状态的影响
应力状态不同,变形抗力不同.如挤压时金属处于三 向压应力状态,拉拔时金属处于一向受拉二向受压的应 力状态.挤压时的变形抗力远比拉拔时变形抗力大.
晶界处 单质或化合物
杂质元素之间相互作用对金属的塑性产生影响; 硫 +Fe —— FeS(熔点1190℃ ),热脆 +Mn —— MnS (熔点1600℃ ),塑性提高. 合金元素特性,数量,元素之间的相互作用及分布等对金属 的塑性产生影响. 碳:形成单相固溶体(fcc)——铁素体和奥氏体——有较好 的塑性; 形成脆性过剩相——渗碳体——塑性降低. 铬,钨,钼,钛,钒:形成硬而脆的碳化物——塑性下降. 钛,钒:形成高度弥散的碳化物细小颗粒——对塑性影响 不大. 注:对冷加工用钢而言,含碳量应尽量低.
见下图
碳 含 量 对 碳 钢 力 学 性 能 的 影 响
2,磷 钢中有害杂质,在钢中有很大的溶解度,易溶 于铁素体,使钢的塑性降低,在低温时更为严重, 这种现象称为冷脆性. 此外,磷具有极大的偏析倾向,能促使奥氏体晶 粒长大. 3,硫 钢中有害物质,主要与铁形成FeS,与其它元 素形成硫化物. 硫化物及其共晶体( Fe-FeS ),通常分布于晶 界上,在钢的锻造温度范围内会发生变形开裂,即 "热脆"现象. 在钢中加入适量锰,生成MnS,硫化锰及其共 晶体的熔点高于钢的锻,轧温度,不会产生热脆性, 从而消除硫的危害.
提高应变速率可以降低摩擦系数,从而降低金属的流动阻 力,改善金属的充填性. 提高应变速率可以减少热成形时的热量损失,减少毛坯温 度下降和温度分布的不均匀性,这对于具有薄壁,高筋等形 状复杂的工件成形是有利的.
(五)应力状态对塑性的影响
主应力图: 自变形体中某点取一立方微单元体,用箭头表示作用 在该单元体主应力,称为主应力图,主应力图只表示出 应力的个数和方向,并不表示应力的大小. 主应力图有九种 : 单向主应力图: 二向主应力图: 三向主应力图:
在加热的某些温度区间,由于相态或晶界状态的 变化而出现脆性区,使金属的塑性降低.
蓝脆区:中温(200-400℃)区,由于氧化物,氮化物以 沉淀形式在晶界,滑移面上析出; 热脆区:高温(800-950℃)区,珠光体转变为奥氏体, 使得铁素体和奥氏体共存,另外,晶界处可能析出FeSFeO低熔点的共晶体; 高温脆区:加热温度超过1250℃后,由于过热,过烧, 晶粒粗大,晶界出现氧化物和低熔物质的局部熔化
变形抗力: 金属在发生塑性变形时,产生抵抗变形的能力,称为 变形抗力,一般用接触面上平均单位面积变形力表示 变形抗力大小 取决于材料在一定变形条件下的真实应力,还取决于 塑性加工时的应力状态,接触摩擦状态和变形体的尺寸 因素等. 注:只有在单向应力状态下,材料的变形抗力才等于材料 在该变形条件下的真实应力.
4,氮 在钢中主要以氮化物Fe4N形式存在.当含量较小 时,对钢的塑性影响较小;当含量增加时,钢的塑性 下降. 当含氮量较高的钢从高温快冷至低温时,α铁被 过饱和,随后以Fe4N形式析出,使钢的塑性,韧性大 大下降,这种现象称为时效脆性. 5,氢 钢中溶氢,会使钢的塑性,韧性下降,造成所谓 "氢脆" (白点) . 6,氧 在钢中溶解度很小,主要以氧化物的形式出现, 降低钢的塑性.与其它夹杂物形成共晶体,分布于晶 界处,造成钢的热脆性.
拉拔和挤压时不同的应力状态和变形抗力
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