《金属塑性成型原理》(俞汉清主编)课后习题及答案
金属塑性成形力学课后答案
金属塑性成形力学课后答案【篇一:金属塑性成形原理习题】述提高金属塑性变形的主要途径有哪些?(1)提高材料成分和组织的均匀性(2)合理选择变形温度和应变速率(3)合理选择变形方式(4)减小变形的不均匀性2. 简答滑移和孪生变形的区别相同点:都是通过位错运动来实现, 都是切应变不同点:孪生使一部分晶体发生了均匀切变,而滑移只集中在一些滑移面上进行;孪生的晶体变形部分的位向发生了改变,而滑移后晶体各部分位向未改变。
3. 塑性成型时的润滑方法有哪些?(1) 特种流体润滑法。
(2) 表面磷化-皂化处理。
(3) 表面镀软金属。
4. 塑性变形时应力应变关系的特点?在塑性变形时,应力与应变之间的关系有如下特点(1)应力与应变之间的关系是非线性的,因此,全量应变主轴和应力主轴不一定重合。
(2)塑性变形时,可以认为体积不变,即应变球张量为零,泊松比??0.5。
、(3)对于应变硬化材料,卸载后再重新加载时的屈服应力就是卸载时的屈服应力,比初始屈服应力要高。
(4)塑性变形是不可逆的,与应变历史有关,即应力-应变关系不再保持单值关系。
5. levy-mises理论的基本假设是什么?(1)材料是刚塑性材料,级弹性应变增量为零,塑性应变增量就是总的应变增量。
(2)材料符合米塞斯屈服准则。
(3)每一加载瞬时,应力主轴和应变增量主轴重合。
(4)塑性变形上体积不变。
6. 细化晶粒的主要途径有哪些?(1)在原材料冶炼时加入一些合金元素及最终采用铝、钛等作脱氧剂。
(2)采用适当的变形程度和变形温度。
(3)采用锻后正火等相变重结晶的方法。
7. 试从变形机理上解释冷加工和超塑性变形的特点。
冷塑性变形的主要机理:滑移和孪生。
金属塑性变形的特点:不同时性、相互协调性和不均匀性。
由于塑性变形而使晶粒具有择优取向的组织,称为变形织构。
随着变形程度的增加,金属的强度、硬度增加,而塑性韧性降低,这种现象称为加工硬化。
超塑性变形机理主要是晶界滑移和原子扩散(扩散蠕变)。
《金属塑性加工原理》课程习题
锤头 v0
工
件
W
正视图
题 9-10 图
工 件 锤头 俯视图
7-6 试用工程法导出润滑砧面平锤压缩圆盘时的平均单位压力公式。
7-7 不变薄拉深将 t0=0. 8mm 的纯铝圆片生产内径φ10mm、深 12mm 的筒形件, 问圆片的直径应为多少?若拉深时的压力边 Q=200MPa,f1=f2=0.1, rd=5mm, =1.
2mm,平均变形抗力
MPa,试问拉深至 h=8mm 时的拉深力为多少?
题 8-8 附 图 (H/h=3)
题 8-9 附图
8-9 用滑移线场理论计算圆棒横越向锻造时,当 W/h=0.181 和材料的 k=150Mpa 时,圆棒中心处的应力值σx、σy 为多少?
8-10 正八边形的断的型棒,进行横向锻造时,有两种可能的滑移线场(见附图), 试问哪种是可行的,试分析之。
题 8-10 附图
1-25 某轧钢厂在三机架连轧机列上生产 h×b×l=1.92×500×100,000mm 的 A3 带钢产品(见图 1-14),第 1、3 机架上的压下率为 20%,第 2 机架上为 25%, 若整个轧制过程中带材的宽度 b 保持不变,试求带钢在该连轧机列上的总压下量 及每机架前后带钢的尺寸为多少?
《金属塑性成形原理》课程习题
第一章 应力分析与应变分析
1-1 塑性加工的外力有哪些类型? 1-2 内力的物理本质是什么?诱发内力的因素有哪些? 1-3 何谓应力、全应力、正应力与切应力?塑性力学上应力的正、负号是如何规 定的? 1-4 何谓应力特征方程、应力不变量? 1-5 何谓主切应力、八面体应力和等效应力?它们在塑性加工上有何意义? 1-6 何谓应力张量和张量分解方程?它有何意义? 1-7 应力不变量(含应力偏张量不变量)有何物理意义? 1-8 塑性变形的力学方程有哪几种?其力学意义和作用如何? 1-9 锻造、轧制、挤压和拉拔的主力学图属何种类型? 1-10 变形与位移有何关系?何谓全量应变、增量应变?它们有何联系和区别? 1-11 简述塑性变形体积不变条件的力学意义。
(完整版)《金属塑性成形原理》习题答案
《金属塑性成形原理》习题答案一、填空题1•衡量金属或合金的塑性变形能力的数量指标有伸长率和断面收缩率。
2. 所谓金属的再结晶是指冷变形金属加热到更高的温度后,在原来变形的金属中会重新形成新的无畸变的等轴晶,直至完全取代金属的冷变形组织的过程。
3. 金属热塑性变形机理主要有:晶内滑移、晶内孪生、晶界滑移和扩散蠕变等。
4•请将以下应力张量分解为应力球张量和应力偏张量5.对应变张量L: b ^」,请写出其八面体线变盹与八面体切应变兀的表达式。
旳土£ 厂勺『+ (勺一珀徒一%『十6(总+凡+怎)6.1864年法国工程师屈雷斯加(H.Tresca )根据库伦在土力学中研究成果, 并从他自已所做的金属挤压试验,提出材料的屈服与最大切应力有关,如果T =盂呼-益=C采用数学的方式,屈雷斯加屈服条件可表述为^ 2。
7. 金属塑性成形过程中影响摩擦系数的因素有很多,归结起来主要有金属的种类和化学成分、工具的表面状态、接触面上的单位压力、变形温度、变形速度等几方面的因素。
8. 变形体处于塑性平面应变状态时,在塑性流动平面上滑移线上任一点的切线方向即为该点的最大切应力方向。
对于理想刚塑性材料处于平面应变状态下,塑性区内各点的应力状态不同其实质只是平均应力不同,而各点处9. 在众多的静可容应力场和动可容速度场中,必然有一个应力场和与之对应的速度场,它们满足全部的静可容和动可容条件,此唯一的应力场和速度场,称之为真实应力场和真实速度场,由此导出的载荷,即为真实载荷,它是唯一的。
10. 设平面二角形单兀内部任意点的位移米用如下的线性多项式来表示:良〔工”卩)二位]+<3》工+说劉认&小令+吋+口訝,则单元内任一点外的应变可表示为11、金属塑性成形有如下特点:_____ 、________ 、_____ 、___________12、按照成形的特点,一般将塑性成形分为_______ 和________ 两大类,按照成形时工件的温度还可以分为___________ 、________ 和_________ 三类。
塑性成形理论课后答案(俞汉青)
第一章1-10. 已知一点的应力状态10100015520⨯⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=ij σMPa ,试求该应力空间中122=+-z y x 的斜截面上的正应力n σ和切应力n τ为多少?解:若平面方程为Ax+By+Cz+D=0,则方向余弦为:222CB A A ++=l ,222CB A B ++=m ,222CB AC n ++=因此:312)(-211222=++=l ,322)(-212-222-=++=m ;322)(-212n 222=++= S x =σx l +τxy m +τxz n=3100325031200=⨯-⨯S y =τxy l +σy m +τzy n = 3350321503150=⨯+⨯S z =τxz l +τyz m +σz n=320032100-=⨯-11191000323200323350313100S S S -=-=⨯-⨯-⨯=++=n m l z y x σ125003200335031002222222=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=++=z y x S S S S4.1391000125002=⎪⎭⎫⎝⎛-=τ1-11已知OXYZ 坐标系中,物体内某点的坐标为(4,3,-12),其应力张量为:⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=1030205040100 ij σ,求出主应力,应力偏量及球张量,八面体应力。
解:=1J z y x σσσ++=100+50-10=140=2J 222xy xz yz y x z x z y τττσσσσσσ---++=100×50+50×(-10)+100×(-10)-402-(-20)2-302=600=3J 321σσσ=2222xy z xz y yz x xz yz xy z y x τστστστττσσσ---+ =-192000019200060014023=-+-σσσσ1=122.2,σ2=31.7,σ3=49.5 σm=140/3=46.7;7.5630203.3403.53⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=' ij σ ;7.460007.4607.46m ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=i σσ8=σm =46.71.39)()()(312132322218=-+-+-±=σσσσσστ 1-12设物体内的应力场为3126x c xy x +-=σ,2223xy c y -=σ,y x c y c xy 2332--=τ,0===zx yz z ττσ,试求系数c 1,c 2,c 3。
金属塑性成形原理习题及答案(精编文档).doc
【最新整理,下载后即可编辑】《金属塑性成形原理》习题(2)答案一、填空题1. 设平面三角形单元内部任意点的位移采用如下的线性多项式来表示:,则单元内任一点外的应变可表示为=。
2. 塑性是指: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。
3. 金属单晶体变形的两种主要方式有:滑移和孪生。
4. 等效应力表达式:。
5.一点的代数值最大的__ 主应力__ 的指向称为第一主方向,由第一主方向顺时针转所得滑移线即为线。
6. 平面变形问题中与变形平面垂直方向的应力σ z = 。
7.塑性成形中的三种摩擦状态分别是:干摩擦、边界摩擦、流体摩擦。
8.对数应变的特点是具有真实性、可靠性和可加性。
9.就大多数金属而言,其总的趋势是,随着温度的升高,塑性提高。
10.钢冷挤压前,需要对坯料表面进行磷化皂化润滑处理。
11.为了提高润滑剂的润滑、耐磨、防腐等性能常在润滑油中加入的少量活性物质的总称叫添加剂。
12.材料在一定的条件下,其拉伸变形的延伸率超过100%的现象叫超塑性。
13.韧性金属材料屈服时,密席斯(Mises)准则较符合实际的。
14.硫元素的存在使得碳钢易于产生热脆。
15.塑性变形时不产生硬化的材料叫做理想塑性材料。
16.应力状态中的压应力,能充分发挥材料的塑性。
17.平面应变时,其平均正应力m 等于中间主应力2。
18.钢材中磷使钢的强度、硬度提高,塑性、韧性降低。
19.材料经过连续两次拉伸变形,第一次的真实应变为1=0.1,第二次的真实应变为2=0.25,则总的真实应变 =0.35 。
20.塑性指标的常用测量方法拉伸试验法与压缩试验法。
21.弹性变形机理原子间距的变化;塑性变形机理位错运动为主。
二、下列各小题均有多个答案,选择最适合的一个填于横线上1.塑性变形时,工具表面的粗糙度对摩擦系数的影响 A 工件表面的粗糙度对摩擦系数的影响。
A、大于;B、等于;C、小于;2.塑性变形时不产生硬化的材料叫做 A 。
金属塑性成形力学课后答案
金属塑性成形力学课后答案【篇一:金属塑性成形原理习题】述提高金属塑性变形的主要途径有哪些?(1)提高材料成分和组织的均匀性(2)合理选择变形温度和应变速率(3)合理选择变形方式(4)减小变形的不均匀性2. 简答滑移和孪生变形的区别相同点:都是通过位错运动来实现, 都是切应变不同点:孪生使一部分晶体发生了均匀切变,而滑移只集中在一些滑移面上进行;孪生的晶体变形部分的位向发生了改变,而滑移后晶体各部分位向未改变。
3. 塑性成型时的润滑方法有哪些?(1) 特种流体润滑法。
(2) 表面磷化-皂化处理。
(3) 表面镀软金属。
4. 塑性变形时应力应变关系的特点?在塑性变形时,应力与应变之间的关系有如下特点(1)应力与应变之间的关系是非线性的,因此,全量应变主轴和应力主轴不一定重合。
(2)塑性变形时,可以认为体积不变,即应变球张量为零,泊松比??0.5。
、(3)对于应变硬化材料,卸载后再重新加载时的屈服应力就是卸载时的屈服应力,比初始屈服应力要高。
(4)塑性变形是不可逆的,与应变历史有关,即应力-应变关系不再保持单值关系。
5. levy-mises理论的基本假设是什么?(1)材料是刚塑性材料,级弹性应变增量为零,塑性应变增量就是总的应变增量。
(2)材料符合米塞斯屈服准则。
(3)每一加载瞬时,应力主轴和应变增量主轴重合。
(4)塑性变形上体积不变。
6. 细化晶粒的主要途径有哪些?(1)在原材料冶炼时加入一些合金元素及最终采用铝、钛等作脱氧剂。
(2)采用适当的变形程度和变形温度。
(3)采用锻后正火等相变重结晶的方法。
7. 试从变形机理上解释冷加工和超塑性变形的特点。
冷塑性变形的主要机理:滑移和孪生。
金属塑性变形的特点:不同时性、相互协调性和不均匀性。
由于塑性变形而使晶粒具有择优取向的组织,称为变形织构。
随着变形程度的增加,金属的强度、硬度增加,而塑性韧性降低,这种现象称为加工硬化。
超塑性变形机理主要是晶界滑移和原子扩散(扩散蠕变)。
金属塑性成型原理部分课后习题答案__俞汉清主编
第三章2.叙述下列术语的定义或含义:①张量:由若干个当坐标系改变时满足转换关系的分量所组成的集合称为张量;②应力张量:表示点应力状态的九个分量构成一个二阶张量,称为应力张量; .ζηη.x xy xz③应力张量不变量:已知一点的应力状态④主应力:在某一斜微分面上的全应力S和正应力ζ重合,而切应力η=0,这种切应力为零的微分面称为主平面,主平面上的正应力叫做主应力;⑤主切应力:切应力达到极值的平面称为主切应力平面,其面上作用的切应力称为主切应力⑥最大切应力:三个主切应力中绝对值最大的一个,也就是一点所有方位切面上切应力最大的,叫做最大切应力ηmax⑦主应力简图:只用主应力的个数及符号来描述一点应力状态的简图称为主应力图:⑧八面体应力:在主轴坐标系空间八个象限中的等倾微分面构成一个正八面体,正八面体的每个平面称为八面体平面,八面体平面上的应力称为八面体应力;⑨等效应力:取八面体切应力绝对值的3倍所得之参量称为等效应力⑩平面应力状态:变形体内与某方向垂直的平面上无应力存在,并所有应力分量与该方向轴无关,则这种应力状态即为平面应力状。
实例:薄壁扭转、薄壁容器承受内压、板料成型的一些工序等,由于厚度方向应力相对很小而可以忽略,一般作平面应力状态来处理11)平面应变状态:如果物体内所有质点在同一坐标平面内发生变形,而在该平面的法线方向没有变形,这种变形称为平面变形,对应的应力状态为平面应变状态。
实例:轧制板、带材,平面变形挤压和拉拔等。
12)轴对称应力状态:当旋转体承受的外力为对称于旋转轴的分布力而且没有轴向力时,则物体内的质点就处于轴对称应力状态。
实例:圆柱体平砧均匀镦粗、锥孔模均匀挤压和拉拔(有径向正应力等于周向正应力)。
3.张量有哪些基本性质?①存在张量不变量②张量可以叠加和分解③张量可分对称张量和非对称张量④二阶对称张量存在三个主轴和三个主值4.试说明应力偏张量和应力球张量的物理意义。
应力偏张量只能产生形状变化,而不能使物体产生体积变化,材料的塑性变形是由应力偏张量引起的;应力球张量不能使物体产生形状变化(塑性变形),而只能使物体产生体积变化。
金属塑性成形理论课后答案
第一章1-10. 已知一点的应力状态10100015520⨯⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=ΛΛΛij σMPa ,试求该应力空间中122=+-z y x 的斜截面上的正应力n σ和切应力n τ为多少?解:若平面方程为Ax+By+Cz+D=0,则方向余弦为:222CB A A ++=l ,222CB A B ++=m ,222CB AC n ++=因此:312)(-211222=++=l ,322)(-212-222-=++=m ;322)(-212n 222=++= S x =σx l +τxy m +τxz n=3100325031200=⨯-⨯S y =τxy l +σy m +τzy n = 3350321503150=⨯+⨯S z =τxz l +τyz m +σz n=320032100-=⨯-11191000323200323350313100S S S -=-=⨯-⨯-⨯=++=n m l z y x σ125003200335031002222222=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=++=z y x S S S S4.1391000125002=⎪⎭⎫⎝⎛-=τ1-11已知OXYZ 坐标系中,物体内某点的坐标为(4,3,-12),其应力张量为:⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=1030205040100ΛΛΛij σ,求出主应力,应力偏量及球张量,八面体应力。
解:=1J z y x σσσ++=100+50-10=140=2J 222xy xz yz y x z x z y τττσσσσσσ---++=100×50+50×(-10)+100×(-10)-402-(-20)2-302=600=3J 321σσσ=2222xy z xz y yz x xz yz xy z y x τστστστττσσσ---+ =-192000019200060014023=-+-σσσσ1=122.2,σ2=31.7,σ3=49.5 σm=140/3=46.7;7.5630203.3403.53⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--='ΛΛΛij σ ;7.460007.4607.46m ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ΛΛΛi σ σ8=σm =46.71.39)()()(312132322218=-+-+-±=σσσσσστ 1-12设物体内的应力场为3126x c xy x +-=σ,2223xy c y -=σ,y x c y c xy 2332--=τ,0===zx yz z ττσ,试求系数c 1,c 2,c 3。
最新《金属塑性成形原理》习题答案
《金属塑性成形原理》习题答案一、填空题1. 衡量金属或合金的塑性变形能力的数量指标有伸长率和断面收缩率。
2. 所谓金属的再结晶是指冷变形金属加热到更高的温度后,在原来变形的金属中会重新形成新的无畸变的等轴晶,直至完全取代金属的冷变形组织的过程。
3. 金属热塑性变形机理主要有:晶内滑移、晶内孪生、晶界滑移和扩散蠕变等。
4. 请将以下应力张量分解为应力球张量和应力偏张量=+5. 对应变张量,请写出其八面体线变与八面体切应变的表达式。
=;=。
6.1864 年法国工程师屈雷斯加(H.Tresca )根据库伦在土力学中研究成果,并从他自已所做的金属挤压试验,提出材料的屈服与最大切应力有关,如果采用数学的方式,屈雷斯加屈服条件可表述为。
7. 金属塑性成形过程中影响摩擦系数的因素有很多,归结起来主要有金属的种类和化学成分、工具的表面状态、接触面上的单位压力、变形温度、变形速度等几方面的因素。
8. 变形体处于塑性平面应变状态时,在塑性流动平面上滑移线上任一点的切线方向即为该点的最大切应力方向。
对于理想刚塑性材料处于平面应变状态下,塑性区内各点的应力状态不同其实质只是平均应力不同,而各点处的最大切应力为材料常数。
9. 在众多的静可容应力场和动可容速度场中,必然有一个应力场和与之对应的速度场,它们满足全部的静可容和动可容条件,此唯一的应力场和速度场,称之为真实应力场和真实速度场,由此导出的载荷,即为真实载荷,它是唯一的。
10. 设平面三角形单元内部任意点的位移采用如下的线性多项式来表示:,则单元内任一点外的应变可表示为=。
11、金属塑性成形有如下特点:、、、。
12、按照成形的特点,一般将塑性成形分为和两大类,按照成形时工件的温度还可以分为、和三类。
13、金属的超塑性分为和两大类。
14、晶内变形的主要方式和单晶体一样分为和。
其中变形是主要的,而变形是次要的,一般仅起调节作用。
15、冷变形金属加热到更高的温度后,在原来变形的金属中会重新形成新的无畸变的等轴晶,直至完全取代金属的冷变形组织,这个过程称为金属的。
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第一章 绪论1. 什么是金属的塑性?什么是塑性成型?塑性成型有何特点?2. 试述塑性成型的一般分类。
3. 本课程的任务是什么?第二章 金属塑性变形的物理基础1. 简述滑移系和孪生两种塑性变形机理的主要区别。
2. 设有一简单立方结构的双晶体,如图2-75所示,如果该金属的滑移系是{100}<100>,试问在应力作用下该双晶体中哪个晶体首先发生滑移?为什么?图 2-753. 试分析多晶体塑性变形的特点。
4. 试分析晶粒大小对金属的塑形和变形抗力的影响。
5. 什么是加工硬化?产生加工硬化的原因是什么?加工硬化对塑形加工生产有何利弊?6. 什么是动态回复?为什么说动态回复是热塑形变形的主要软化机制?7. 什么是动态再结晶?影响动态再结晶的主要因素有哪些?8. 什么是扩散性蠕变?为什么在高温和低速条件下这种塑性变形机理所起的作用越大? 9. 钢锭经过热加工变形后其组织和性能发生什么变化? 10. 冷变形金属和热变形金属的纤维组织有何不同?11. 与常规的塑形变形相比,超塑性变形具有哪些主要特征? 12. 什么是细晶超塑形?什么是相变超塑形? 13. 超塑性变形力学方程mK Yε=中,m 的物理意义是什么?14. 什么是晶界滑动和扩散蠕变联合机理(A-V 机理)?试用该机理解释一些超塑形变形现象。
15. 什么是塑性?什么是塑性指标?为什么说塑性指标只具有相对意义? 16. 举例说明杂质元素和合金元素对钢的塑形的影响。
17. 试分析单相与多相组织、锻造组织与铸造组织对金属塑性的影响。
18. 变形温度对金属塑性的影响基本元素规律是什么?19. 什么是温度效应?冷变形和热变形时变形速度对塑形的影响有何不同? 20. 试结合生产实例说明应力状态对金属塑形的影响。
第三章 金属塑性变形的力学基础1. 如何完整地表示受力物体内任一点的应力状态?原因何在(用文字叙述)?2. 叙述下列术语的定义或含义:张量;应力张量;应力张量不变量;主应力;主切应力;最大切应力;主应力简图;八面体应力;等效应力;平面应力状态;平面应变状态;轴对称应力状态。
金属塑性成形原理课后答案
金属塑性成形原理课后答案金属塑性成形是指金属在一定条件下,通过外力作用,使其形状发生改变而不破坏其内部结构的一种加工方法。
金属材料在塑性变形过程中,其晶粒会发生滑移、再结晶等变化,从而使金属材料产生塑性变形。
金属塑性成形原理是金属材料在外力作用下的变形规律,了解金属塑性成形原理对于加工工程师来说是非常重要的。
首先,金属塑性成形的原理是基于金属材料的晶体结构和变形机理。
金属材料的晶体结构决定了其塑性变形的特性,比如晶粒的大小、形状、排列方式等。
而金属材料的变形机理则是指金属材料在外力作用下,晶粒发生滑移、再结晶等变化的规律。
通过了解金属材料的晶体结构和变形机理,我们可以更好地掌握金属塑性成形的原理。
其次,金属塑性成形的原理还与金属材料的力学性能密切相关。
金属材料的力学性能包括强度、硬度、韧性、塑性等指标,这些指标决定了金属材料在外力作用下的变形能力。
不同的金属材料具有不同的力学性能,因此在进行金属塑性成形时,需要根据金属材料的力学性能选择合适的加工方法和工艺参数。
另外,金属塑性成形的原理还与加工工艺和设备密切相关。
不同的金属材料和不同的零件形状需要采用不同的加工工艺和设备来实现塑性成形。
比如锻造、拉伸、压铸、滚压等加工工艺都是金属塑性成形的常见方法,而锻造机、拉伸机、压铸机、滚压机等设备则是实现金属塑性成形的工具。
最后,金属塑性成形的原理还与加工工程师的经验和技能密切相关。
加工工程师需要具备丰富的金属材料知识、加工工艺知识和设备操作技能,才能够准确地把握金属塑性成形的原理,并且根据实际情况进行加工操作。
总之,金属塑性成形原理是一个复杂而又深刻的学科,它涉及到金属材料的晶体结构、力学性能、加工工艺和设备以及加工工程师的经验和技能等多个方面。
只有深入理解金属塑性成形的原理,才能够在实际生产中取得良好的加工效果。
希望通过学习金属塑性成形原理,大家能够对金属加工有更深入的了解,提高加工技术水平,为相关行业的发展做出更大的贡献。
金属塑性成形原理俞汉清答案
金属塑性成形原理俞汉清答案金属塑性成形原理——俞汉清解析金属塑性成形是制造工业中不可或缺的一部分,其涉及到制造和加工不同类型的物品,例如机器零件、汽车零件、航空、建筑结构等。
在金属塑性成形过程中,金属材料会被加工成所需形状。
这一过程可以通过多种方法实现,但所有这些方法都取决于金属的塑性成形原理。
本文将为您介绍金属塑性成形的原理,以及知名的材料科学家、加拿大工程院院士俞汉清的见解。
什么是金属塑性成形?金属塑性成形是指在施加压力或其他形式的外力作用下,金属材料发生形变以适应所需的形状或尺寸的制造过程。
塑性变形通常在金属的晶体内发生,晶体的分子间空间增大并实现离散。
这种分子间空间的变化加剧了金属的抗拉强度,降低了其硬度。
在塑性变形的过程中,金属的内部结构发生了改变,但其分子至基本保持原状。
俞汉清对塑性变形的看法——周期塑性变形俞汉清是加拿大工程院院士,也是加拿大卡尔加里大学教授,他在研究中发现了金属塑性成形的一项新原理:周期塑性变形。
这项成果正在应用于美国国家研究委员会的项目中,可以解决机器零件寿命短的问题。
在周期塑性变形的框架下,俞汉清采用与其他研究不同的控制方法,通过施加周期性的电压脉冲来控制单晶的变形。
针对单晶,他引入了一种新的力学模型来模拟其行为,使金属材料在短时间内受到仅有几微秒的电脉冲,不断进行周期性变形。
周期性的变形能使金属产生微观位错结构,在机器零件寿命中消除位错结构可以延长器件的使用寿命。
俞汉清还开发了一种视觉层次分析方法,通过对不同位错结构的渲染来区分其类型。
这个新的测量方法可以定量评估材料的位错结构,并可作为进一步选择制造零件材料的标准。
金属的塑性成形方式金属塑性成形有几种常用的方式,每种方式都是为了满足特定的加工需求。
1. 拉伸成形拉伸成形是金属制品生产中最常用的一种方式。
在拉伸成形中,金属钢板、棒材等会被用力拉伸,使其产生塑性变形。
这种方法可以用于生产带有圆形截面的管、棍材;扁铁、方管等扁平零件。
金属塑性成形原理课后答案
金属塑性成形原理课后答案金属塑性成形原理是金属加工领域中的重要理论,对于理解金属加工过程和提高生产效率具有重要意义。
在学习了金属塑性成形原理课程后,我们需要对所学知识进行巩固和深化,以便更好地应用于实际生产中。
下面是一些金属塑性成形原理课后答案,希望能够帮助大家更好地理解和掌握这一重要知识。
1. 金属塑性成形的基本原理是什么?金属塑性成形是利用金属材料在一定温度和应力条件下的塑性变形特性,通过施加外力使金属材料产生塑性变形,从而获得所需形状和尺寸的加工方法。
其基本原理是利用金属材料的塑性变形特性,通过施加外力使金属材料发生塑性变形,从而实现加工目的。
2. 金属材料的塑性变形特性有哪些?金属材料的塑性变形特性包括屈服点、流动应变、硬化指数等。
其中,屈服点是金属材料在受到一定应力作用下开始产生塑性变形的临界点,流动应变是金属材料在屈服点之后产生塑性变形的应变量,硬化指数则是描述金属材料在塑性变形过程中硬化速率的参数。
3. 金属塑性成形的主要方法有哪些?金属塑性成形的主要方法包括锻造、拉伸、挤压、冲压等。
其中,锻造是利用冲击力或压力使金属材料产生塑性变形,拉伸是利用拉力使金属材料产生塑性变形,挤压是利用挤压力使金属材料产生塑性变形,冲压则是利用冲击力使金属材料产生塑性变形。
4. 金属塑性成形的影响因素有哪些?金属塑性成形的影响因素包括温度、应力、变形速率等。
其中,温度是影响金属材料塑性变形特性的重要因素,应力是施加在金属材料上的力,变形速率则是金属材料在塑性变形过程中的变形速度。
5. 金属塑性成形的应用范围有哪些?金属塑性成形广泛应用于汽车制造、航空航天、机械制造等领域。
通过金属塑性成形,可以获得各种形状和尺寸的零部件,满足不同行业的需求,提高生产效率,降低生产成本。
通过对金属塑性成形原理的学习和理解,我们可以更好地掌握金属加工的基本原理和方法,为实际生产提供理论支持和指导。
希望大家在学习金属塑性成形原理的过程中能够加深对相关知识的理解,提高金属加工的技术水平,为行业发展做出贡献。
塑性成形理论课后答案(俞汉青)
第一章1-12设物体内的应力场为3126x c xy x +-=σ,2223xy c y -=σ,y x c y c xy 2332--=τ,0===zx yz z ττσ,试求系数c 1,c 2,c 3。
解:由应力平衡方程的:0zy x 0xy 3c xy 2c z y x 0x c y 3c x 3c 6y z y x zzy zx 23y z y y x 2322212zxy x x =∂∂+∂∂+∂∂=--=∂∂+∂∂+∂∂=--+-=∂∂+∂∂+∂∂στττστττσ即:()()0x c -3cy 3c 623122=++-(1) 03c 2c 23=-- (2)有(1)可知:因为x 与y 为任意实数且为平方,要使(1)为零,必须使其系数项为零,因此,-6-3c 2=0 (3) 3c 1-c 3=0 (4) 联立(2)、(3)和(4)式得: 即:c 1=1,c 2=-2,c 3=31-13. 已知受力物体内一点应力张量为:,MPa 03750875005805005⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=ij σ求外法线方向余弦为l=m=21,n=21的斜截面上的全应力、主应力和剪应力。
解:S x =σx l +τxy m +τxz n=24050218021502150+=⨯+⨯+⨯S y =τxy l +σy m +τzy n = 25.372521752150-=⨯-⨯S z =τxz l +τyz m +σz n=2155.22130********-=⨯-⨯-⨯ S=111.7J1=20 J2=16025J3=-806250σ3-20σ2-16025σ+806250=0方程具有三个不相等的实根! σ1=-138.2, σ2=99.6,σ3=58.61-14. 在直角坐标系中,已知物体内某点的应力张量为a)⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=01001-001010-001ij σMPa ;b)⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=010*********ij σ MPa ;c)⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=6001-025-10-5-01-ij σ MPa1)画出该点的应力单元体;2)求出该点的应力不变量,主应力和主方向、主剪应力、最大剪应力、八面体应力、等效应力、应力偏张量及球张量。
金属塑性成型原理部分课后习题答案俞汉清主编
金属塑性成型原理部分课后习题答案俞汉清主编
1.材料在塑性变形时,其力学参数与变形温度有何关系?
答案:材料在塑性变形的过程中,变形温度越高,其力学参数越低,材料的塑性变形能力越强。
2.请比较拉伸变形和压缩变形之间的区别?
答案:拉伸变形是材料受力而生产的伸长变形;压缩变形是材料受力而生产的压缩变形。
拉伸变形使材料产生“延展”和“弹性变形”;压缩变形使材料产生“收缩”和“塑性变形”。
3.铝的塑性变形机制是什么?
答案:铝的塑性变形机制是晶格构型滑移和晶界扩散。
晶格构型滑移是晶格结构内构型滑移,晶界扩散是晶界内扩散。
4.热变形中口径程度的影响是什么?
答案:热变形中口径程度的影响主要是口径程度大小决定了材料的热变形程度,口径越大,热变形程度越大,口径越小,热变形程度越小。
5.请比较模具塑性变形和非模具塑性变形的不同?
答案:模具塑性变形是把物体放在模具内,经过加热或加压等操作,使物体达到所需的形状;非模具塑性变形是不需要模具,只需加热,加压等操作,即可达到所需形状。
金属塑性成形原理习题集
《金属塑性成形原理》习题集运新兵编模具培训中心二OO九年四月第一章 金属的塑性和塑性变形1.什么是金属的塑性什么是变形抗力2.简述变形速度、变形温度、应力状态对金属塑性和变形抗力的影响。
如何提高金属的塑性3.什么是附加应力 附加应力分几类试分析在凸形轧辊间轧制矩形板坯时产生的附加应力4.什么是最小阻力定律最小阻力定律对分析塑性成形时的金属流动有何意义5.塑性成形时,影响金属变形和流动的因素有哪些各产生什么影响6.为什么说塑性成形时金属的变形都是不均匀的不均匀变形会产生什么后果7.什么是残余应力残余应力有哪几类会产生什么后果如何消除工件中的残余应力8.摩擦在金属塑性成形中有哪些消极和积极的作用塑性成形中的摩擦有什么特点9.塑性成形中的摩擦机理是什么10. 塑性成形时接触面上的摩擦条件有哪几种各适用于什么情况11. 塑性成形中对润滑剂有何要求12. 塑性成形中常用的液体润滑剂和固体润滑剂各有哪些石墨和二硫化钼 如何起润滑作用第二章 应力应变分析1.什么是求和约定张量有哪些基本性质2.什么是点的应力状态表示点的应力状态有哪些方法3.什么是应力张量、应力球张量、应力偏张量和应力张量不变量4.什么是主应力、主剪应力、八面体应力5.什么是等效应力有何物理意义6.什么是平面应力状态、平面应变的应力状态7.什么是点的应变状态如何表示点的应变状态8.什么是应变球张量、应变偏张量和应变张量不变量9.什么是主应变、主剪应变、八面体应变和等效应变10. 说明应变偏张量和应变球张量的物理意义11. 塑性变形时应变张量和应变偏张量有和关系其原因何在12. 平面应变状态和轴对称状态各有什么特点13. 已知物体中一点的应力分量为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=30758075050805050ij σ,试求方向余弦为21==m l ,21=n 的斜面上的全应力、正应力和剪应力。
14. 已知物体中一点的应力分量为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=10010010010010ij σ,求其主应力、主剪应力、八面体应力、应力球张量及应力偏张量。
《金属塑性成型原理》(俞汉清主编)课后习题及答案
第一章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;塑性变形----当作用在物体上的外力取消后,物体的变形不能完全恢复而产生的残余变形;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。
可分为一次成型和二次加工。
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。
《金属塑性成形原理》习题(含答案)(2)答案
《金属塑性成形原理》习题(2)答案一、填空题1. 设平面三角形单元内部任意点的位移采用如下的线性多项式来表示:。
所得滑移线即为7.塑性成形中的三种摩擦状态分别是:干摩擦、边界摩擦、流体摩擦。
8.对数应变的特点是具有真实性、可靠性和可加性。
9.就大多数金属而言,其总的趋势是,随着温度的升高,塑性提高。
10.钢冷挤压前,需要对坯料表面进行磷化皂化润滑处理。
11.为了提高润滑剂的润滑、耐磨、防腐等性能常在润滑油中加入的少量活性物质的总称叫 添加剂 。
12.材料在一定的条件下,其拉伸变形的延伸率超过 100% 的现象叫超塑性。
13.韧性金属材料屈服时, 密席斯(Mises ) 准则较符合实际的。
14.硫元素的存在使得碳钢易于产生 热脆 。
15.塑性变形时不产生硬化的材料叫做 理想塑性材料 。
16.应力状态中的 压 应力,能充分发挥材料的塑性。
171819实应变为ε2=0.25201所示。
假设板厚为t , 圆板坯为理想刚塑性材料,材料的真实应力为S ,不计接触面上的摩擦 ,且忽略凹模口处的弯曲效应 , 试用主应力法证明图示瞬间的拉深力为:02ln d R S t d P βπ=(a)拉深示意图图1方程为:sin02rrd t drtθσθ=rdr)(rθσ+σθσ是压应力,故13,rθσσσσ==-,得近似塑性条件为:βσ=σ+σ=σ-σθr31联解得:Crlnr+σβ-=σ-式中的000lnrR R C Rσσσσβσ---===为的积分中值,=S。
当时,,得。
最后得拉深力为2lndRStdPβπ=2.如图2所示,设有一半无限体,侧面作用有均布压应力,试用主应力法求单位流动压力p。
图2解:( 1 ),为摩擦因子,为材料屈服时的最大切应力值,、均取绝对值。
( 2 )采用绝对值表达的简化屈服方程如下:( 3 )从而( 4 )将( 2 )( 3 )( 4 )式联立求解,得:( 5 )在边界上,,由( 3 )式,知式得:最后得:( 7 )3.图3所示的圆柱体镦粗,其半径为r e,高度为h,圆柱体受轴向压应力σZ,而镦粗变形接触表面上的摩擦力τ=0.2S(S为流动应力),σze为锻件外端(r=r e)处的垂直应力。
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第一章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;塑性变形----当作用在物体上的外力取消后,物体的变形不能完全恢复而产生的残余变形;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。
可分为一次成型和二次加工。
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3.试分析多晶体塑性变形的特点。
1)各晶粒变形的不同时性。
不同时性是由多晶体的各个晶粒位向不同引起的。
2)各晶粒变形的相互协调性。
晶粒之间的连续性决定,还要求每个晶粒进行多系滑移;每个晶粒至少要求有 5个独立的滑移系启动才能保证。
3)晶粒与晶粒之间和晶粒内部与晶界附近区域之间的变形的不均匀性。
Add:4)滑移的传递,必须激发相邻晶粒的位错源。
5)多晶体的变形抗力比单晶体大,变形更不均匀。
6)塑性变形时,导致一些物理,化学性能的变化。
7)时间性。
hcp系的多晶体金属与单晶体比较,前者具有明显的晶界阻滞效应和极高的加工硬化率,而在立方晶系金属中,多晶和单晶试样的应力—应变曲线就没有那么大的差别。
4.试分析晶粒大小对金属塑性和变形抗力的影响。
①晶粒越细,变形抗力越大。
晶粒的大小决定位错塞积群应力场到晶内位错源的距离,而这个距离又影响位错的数目n。
晶粒越大,这个距离就越大,位错开动的时间就越长,n也就越大。
n越大,应力场就越强,滑移就越容易从一个晶粒转移到另一个晶粒。
②晶粒越细小,金属的塑性就越好。
a.一定体积,晶粒越细,晶粒数目越多,塑性变形时位向有利的晶粒也越多,变形能较均匀的分散到各个晶粒上;b.从每个晶粒的应力分布来看,细晶粒是晶界的影响区域相对加大,使得晶粒心部的应变与晶界处的应变差异减小。
这种不均匀性减小了,内应力的分布较均匀,因而金属断裂前能承受的塑性变形量就更大。
5.什么叫加工硬化?产生加工硬化的原因是什么?加工硬化对塑性加工生产有何利弊?加工硬化----随着金属变形程度的增加,其强度、硬度增加,而塑性、韧性降低的现象。
加工硬化的成因与位错的交互作用有关。
随着塑性变形的进行,位错密度不断增加,位错反应和相互交割加剧,结果产生固定割阶、位错缠结等障碍,以致形成胞状亚结构,使位错难以越过这些障碍而被限制在一定范围内运动。
这样,要是金属继续变形,就需要不断增加外力,才能克服位错间强大的交互作用力。
加工硬化对塑性加工生产的利弊:有利的一面:可作为一种强化金属的手段,一些不能用热处理方法强化的金属材料,可应用加工硬化的方法来强化,以提高金属的承载能力。
如大型发电机上的护环零件(多用高锰奥氏体无磁钢锻制)。
不利的一面:①由于加工硬化后,金属的屈服强度提高,要求进行塑性加工的设备能力增加;②由于塑性的下降,使得金属继续塑性变形困难,所以不得不增加中间退火工艺,从而降低了生产率,提高了生产成本。
6.什么是动态回复?为什么说动态回复是热塑性变形的主要软化机制?动态回复是在热塑性变形过程中发生的回复(自发地向自由能低的方向转变的过程)。
动态回复是热塑性变形的主要软化机制,是因为:①动态回复是高层错能金属热变形过程中唯一的软化机制。
动态回复是主要是通过位错的攀移、交滑移等实现的。
对于层错能高的金属,变形时扩展位错的宽度窄,集束容易,位错的交滑移和攀移容易进行,位错容易在滑移面间转移,而使异号位错相互抵消,结果使位错密度下降,畸变能降低,不足以达到动态结晶所需的能量水平。
因为这类金属在热塑性变形过程中,即使变形程度很大,变形温度远高于静态再结晶温度,也只发生动态回复,而不发生动态再结晶。
②在低层错能的金属热变形过程中,动态回复虽然不充分,但也随时在进行,畸变能也随时在释放,因而只有当变形程度远远高于静态回复所需要的临界变形程度时,畸变能差才能积累到再结晶所需的水平,动态再结晶才能启动,否则也只能发生动态回复。
Add:动态再结晶容易发生在层错能较低的金属,且当热加工变形量很大时。
这是因为层错能低,其扩展位错宽度就大,集束成特征位错困难,不易进行位错的交滑移和攀移;而已知动态回复主要是通过位错的交滑移和攀移来完成的,这就意味着这类材料动态回复的速率和程度都很低(应该说不足),材料中的一些局部区域会积累足够高的位错密度差(畸变能差),且由于动态回复的不充分,所形成的胞状亚组织的尺寸小、边界不规整,胞壁还有较多的位错缠结,这种不完整的亚组织正好有利于再结晶形核,所有这些都有利于动态再结晶的发生。
需要更大的变形量上面已经提到了。
7.什么是动态再结晶?影响动态再结晶的主要因素有哪些?动态再结晶是在热塑性变形过程中发生的再结晶。
动态再结晶和静态再结晶基本一样,也会是通过形核与长大来完成,其机理也是大角度晶界(或亚晶界)想高位错密度区域的迁移。
动态再结晶的能力除了与金属的层错能高低(层错能越低,热加工变形量很大时,容易出现动态再结晶)有关外,还与晶界的迁移难易有关。
金属越存,发生动态再结晶的能力越强。
当溶质原子固溶于金属基体中时,会严重阻碍晶界的迁移、从而减慢动态再结晶的德速率。
弥散的第二相粒子能阻碍晶界的移动,所以会遏制动态再结晶的进行。
9.钢锭经过热加工变形后其组织和性能发生了什么变化?(参见 P27-31)①改善晶粒组织②锻合内部缺陷③破碎并改善碳化物和非金属夹杂物在钢中的分布④形成纤维组织⑤改善偏析10.冷变形金属和热变形金属的纤维组织有何不同?冷变形中的纤维组织:轧制变形时,原来等轴的晶粒沿延伸方向伸长。
若变形程度很大,则晶粒呈现为一片纤维状的条纹,称为纤维组织。
当金属中有夹杂或第二相是,则它们会沿变形方向拉成细带状(对塑性杂质而言)或粉碎成链状(对脆性杂质而言),这时在光学显微镜下会很难分辨出晶粒和杂质。
在热塑性变形过程中,随着变形程度的增大,钢锭内部粗大的树枝状晶逐渐沿主变形方向伸长,与此同时,晶间富集的杂质和非金属夹杂物的走向也逐渐与主变形方向一致,其中脆性夹杂物(如氧化物,氮化物和部分硅酸盐等)被破碎呈链状分布;而苏醒夹杂物(如硫化物和多数硅酸盐等)则被拉长呈条状、线状或薄片状。
于是在磨面腐蚀的试样上便可以看到顺主变形方向上一条条断断续续的细线,称为“流线”,具有流线的组织就称为“纤维组织”。
在热塑性加工中,由于再结晶的结果,被拉长的晶粒变成细小的等轴晶,而纤维组织却被很稳定的保留下来直至室温。
所以与冷变形时由于晶粒被拉长而形成的纤维组织是不同的。
12.什么是细晶超塑性?什么是相变超塑性?①细晶超塑性它是在一定的恒温下,在应变速率和晶粒度都满足要求的条件下所呈现的超塑性。
具体地说,材料的晶粒必须超细化和等轴化,并在在成形期间保持稳定。
②相变超塑性要求具有相变或同素异构转变。
在一定的外力作用下,使金属或合金在相变温度附近反复加热和冷却,经过一定的循环次数后,就可以获得很大的伸长率。
相变超塑性的主要控制因素是温度幅度和温度循环率。
15.什么是塑性?什么是塑性指标?为什么说塑性指标只具有相对意义?塑性是指金属在外力作用下,能稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力,它是金属的一种重要的加工性能。
塑性指标,是为了衡量金属材料塑性的好坏而采用的某些试验测得的数量上的指标。
常用的试验方法有拉伸试验、压缩试验和扭转试验。
由于各种试验方法都是相对于其特定的受力状态和变形条件的,由此所测定的塑性指标(或成形性能指标),仅具有相对的和比较的意义。
它们说明,在某种受力状况和变形条件下,哪种金属的塑性高,哪种金属的塑性低;或者对于同一种金属,在那种变形条件下塑性高,而在哪种变形条件下塑性低。
16.举例说明杂质元素和合金元素对钢的塑性的影响。
(P41-44)①碳:固溶于铁时形成铁素体和奥氏体,具有良好的塑性。
多余的碳与铁形成渗碳体(Fe 3C),大大降低塑性;②磷:一般来说,磷是钢中的有害杂质,它在铁中有相当大的溶解度,使钢的强度、硬度提高,而塑性、韧性降低,在冷变形时影响更为严重,此称为冷脆性。
③硫:形成共晶体时熔点降得很低(例如 FeS的熔点为 1190℃,而 Fe-FeS的熔点为 985℃)。
这些硫化物和共晶体,通常分布在晶界上,会引起热脆性。
④氮:当其质量分数较小(0.002%~0.015%)时,对钢的塑性无明显的影响;但随着氮化物的质量分数的增加,钢的塑性降降低,导致钢变脆。
如氮在α铁中的溶解度在高温和低温时相差很大,当含氮量较高的钢从高温快速冷却到低温时,α铁被过饱和,随后在室温或稍高温度下,氮逐渐以 Fe 4N形式析出,使钢的塑性、韧性大为降低,这种现象称为时效脆性。
若在 300℃左右加工时,则会出现所谓“兰脆”现象。
⑤氢:氢脆和白点。
⑥氧:形成氧化物,还会和其他夹杂物(如 FeS)易熔共晶体(FeS-FeO,熔点为910℃)分布于晶界处,造成钢的热脆性。
合金元素的影响:①形成固溶体;②形成硬而脆的碳化物;……17.试分析单相与多相组织、细晶与粗晶组织、锻造组织与铸造组织对金属塑性的影响。
①相组成的影响:单相组织(纯金属或固溶体)比多相组织塑性好。
多相组织由于各相性能不同,变形难易程度不同,导致变形和内应力的不均匀分布,因而塑性降低。