金属塑性_知识点汇总

金属塑性成形原理复习指南第一章绪论1、基本概念塑性:在外力作用下材料发生永久性变形，并保持其完整性的能力。

塑性变形: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永久变形成为塑性变形。

塑性成型:材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使其成形并获得一定的力学性能的加工方法。

2、塑性成形的特点1）其组织、性能都能得到改善和提高。

2）材料利用率高。

3）用塑性成形方法得到的工件可以达到较高的精度。

4）塑性成形方法具有很高的生产率。

3、塑性成形的典型工艺一次成形（轧制、拉拔、挤压）体积成形塑性成型分离成形（落料、冲孔）板料成形变形成形（拉深、翻边、张形）第二章金属塑性成形的物理基础1、冷塑性成形晶内：滑移和孪晶（滑移为主）滑移性能（面心>体心>密排六方）晶间：转动和滑动滑移的方向：原子密度最大的方向。

塑性变形的特点：① 各晶粒变形的不同时性；② 各晶粒变形的相互协调性；③ 晶粒与晶粒之间和晶粒内部与晶界附近区域之间变形的不均匀性。

合金使塑性下降。

2、热塑性成形软化方式可分为以下几种：动态回复，动态再结晶，静态回复，静态再结晶等。

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。

3、金属的塑性金属塑性表示方法：延伸率、断面收缩率、最大压缩率、扭转角（或扭转数）塑性指标实验：拉伸试验、镦粗试验、扭转试验、杯突试验。

非金属的影响：P冷脆性 S、O 热脆性 N 蓝脆性 H 氢脆应力状态的影响：三相应力状态塑性好。

超塑性工艺方法：细晶超塑性、相变超塑性第三章金属塑性成形的力学基础第一节应力分析1、塑性力学基本假设：连续性假设、匀质性假设、各向同性假设、初应力为零、体积力为零、体积不变假设。

2、 张量的性质1、存在不变量，张量的分量一定可以组成某些函数f (Tij ),这些函数的值不随坐标而变。

2、2阶对称张量存在三个主轴和三个主值；张量角标不同的分量都为零时的坐标轴方向为主轴，三个角标相同的分量为值。

3、主应力的概念：切应力为零的微分面的正应力4、应力状态的分类：应力状态的分类若σ1≠σ2≠σ3≠0——三向应力状态若σ1≠σ2≠0,σ3=0——二向应力状态。

若σ1≠0;σ2=σ3=0——单向应力状态。

若σ1≠σ2=σ3——圆柱应力状态（包括单向应力状态）。

⊥ σ1 的方向均为主方向。

若σ1=σ2=σ3——球应力（静水应力）状态。

τ≡0,各方向均为主方向。

5、主应力简图：受力物体内一点的应力状态，可用作用在应力单元体上的主应力来描述，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。

（9种）6、主切应力：切应力取极值的平面的切应力。

7、八面体应力：以受力物体内任意点的应力主轴为坐标轴，在无限靠近该点作等倾斜的微分面，其法线与三个主轴的夹角都相等，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八面体平面，八面体平面上的应力称八面体应力。

8、等效应力：1)等效应力是一个不变量；2)等效应力在数值上等于单向均匀拉伸(或压缩)时的拉伸(或压缩)应力σ1 ;3)等效应力并不代表某一实际平面上的应力，因而不能在某一特定的平面上表示出来；4)等效应力可以理解为代表一点应力状态中应力偏张量的综合作用。

9、张量的分解：应力偏张量引起物体产生变形；应力球张量引起物体产生体积变化。

10、平面应力状态的概念：若变形体内与某方向轴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态。

第二节 应变分析1、 对数应变的特点：准确性、可加性、可比性；2、 体积不变条件:0x y z εεε++=3、 主应变简图：用主应变的个数和符号来表示应变状态的简图称主应变状态图，简称为主应变简图或主应变图（3种）4、 注意： ij ε是应变增量d εij 对时间dt 的微商，不是εij 对时间的导数。

5、 平面应变：如果物体内所有质点都只在同一个坐标平面内发生变形，而在该平面的法线方向没有变形，其他方向的变形与该方向无关，这种变形称为平面变形或平面应变。

1211()()22zx y m σσσσσσ=+=+= 第三节 屈服准则材料模型：理想弹塑性材料、理想刚塑性材料、硬化刚塑性材料、硬化弹塑性材料Tresca 准则物理意义：当材料的最大切应力达到某一常数时，材料就屈服。

Mises 准则物理意义：当材料的单位体积形状改变的弹性位能(又称弹性形变能)达到某一常数时，材料就屈服。

Tresca ，Mises 准则的几何表达：Tresca ，Mises 准则的比较：（相同点、不同点）一致的点的应力特点圆柱应力状态；相差最大的点的应力特点是圆柱应力状态；第四节 本构方程1、弹性应力应变关系的特点：应力与应变完全成线性关系，即应力主轴与全量应变主轴重合;变形是可逆的，与应变历史无关，应力与应变之间存在单值关系;弹性变形时，应力球张量使物体产生体积的变化，泊松比v <0.5;2、塑性应力应变关系的特点：应力与应变之间的关系是非线性的，全量应变主轴与应力主轴不一定重合；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；塑性变形时可以认为体积不变，即应变球张量为零，泊松比v =0.5；对于应变硬化材科，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。

3、真实应力-应变曲线可分为三类：(1);(2);(3)Y Y Y εψ---∈4、测定应力-应变曲线的实验：拉伸实验、压缩实验、轧制实验5、在普朗特-路埃斯理论中λσσδσεd d E vd G d ij m ij ij ij '+-+'=2121， 各部分的意义。

第五节 摩擦与润滑1、金属塑性加工时摩擦的特点：P147；2、摩擦的分类：干摩擦、边界摩擦、流体摩擦；3、摩擦机理：表面凸凹学说、分子吸附学说、粘着理论。

4、摩擦的表达式：库仑定理和常摩擦4、常用的润滑剂：P155；5、塑性成形特殊润滑方法：P157其他1、滑移线场的概念：滑移线的概念、α、β滑移线、直线滑移线场、简单滑移线场。

2、动可容速度场：3、静可容应力场：计算题1、 斜微分面上的应力及特殊微分面的应力（主应力、主切应力、八面体应力）2、 平衡微分方程3、 小变形几何方程4、 屈服准则5、 本构方程6、 主应力法（共5个每个8分）塑性变形：材料在一定外力作用下，利用其塑性而使其成型并获得一定力学性能的加工方法。

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。

滑移：晶体在力的作用下，晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于晶体的另一部分发生相对移动或切变。

滑移面：滑移中，晶体沿着相对滑动的晶面。

滑移方向：滑移中，晶体沿着相对滑动的晶向。

孪生：晶体在切应力作用下，晶体一部分沿着一定的晶面和一定的晶向发生均匀切变。

张量：由若干个当坐标改变时，满足转换关系的分量所组成的集合。

晶粒度：金属材料晶粒大小的程度。

变形织构：在塑性变形时，当变形量很大，多晶体中原为任意取向的各个晶粒，会逐渐调整其取向而彼此趋于一致。

这种由于塑性变形的结果而使晶粒具有择优取向的组织。

动态再结晶：在热塑性变形过程中发生的再结晶。

主应力：切应力为0的微分面上的正应力。

主方向：主应力方向，主平面法线方向。

主应力空间：由三个主方向组成的空间主切应力：切应力达到极值的平面上作用得切应力。

主切应力平面：切应力达到极值的平面。

主平面:应力空间中，可以找到三个互相垂直的面，其上均只有正应力，无切应力，此面就称为主平面。

平面应力状态：变形体内与某方向轴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的应力状态。

平面应变状态：物体内所有质点都只在同一个坐平面内发生变形，而该平面的法线方向没有变形的变形状态。

理想刚塑性材料：研究塑性变形时，既不考虑弹性变形，又不考虑变形过程中的加工硬化的材料。

理想弹塑性材料：塑性变形时，需考虑塑性变形之前的弹性变形，而不考虑硬化的材料。

弹塑性硬化材料：塑性变形时，既要考虑塑性变形前的弹性变形，又要考虑加工硬化的材料。

刚塑性硬化材料：研究塑性变形时，不考虑塑性变形之前的弹性变形，需考虑变形过程中的加工硬化的材料。

屈服轨迹：两相应力状态下屈服准则的表达式在主应力坐标平面上的几何图形，一条封闭的曲线。

屈服表面：屈服准则的数学表达式在主应力空间中的几何图形是一个封闭的空间曲面称为屈服表面。

应变增量：以物体在变形过程中某瞬时的形状尺寸为原始状态，在此基础上发生的无限小应变。

全量应变：反映张量在某一变形过程或变形过程中的某个阶段结束时的应变。

比例加载：在加载过程中，所有的外力一开始就按同一比例加载。

干摩擦：当变形金属与工具之间的接触表面上不存在任何外来的介质，即直接接触时所产生的摩擦。

流体摩擦：当变形金属与工具表面之间的润滑剂层较厚，两者表面完全被润滑剂隔开，这种状态下的摩擦称为。

磷化：塑性成形时润滑前在坯料表面上用化学方法制成一层磷酸盐或草酸盐薄膜，呈多孔吸附润滑剂。

皂化：将磷化处理后的坯料进行润滑处理方法，常用硬脂酸钠或肥皂等故称~。

动态回复:动态回复是在热塑性变形过程中发生的回复。

发生在层错能较高的金属中。

超塑性：金属材料与合金具有超常的均匀塑性变形的能力，其延伸率高达百分之几百，甚至百分之几千的现象纤维组织：若变形程度很大，则晶粒呈现为一片如纤维状的条纹，称为纤维组织。

1.塑性加工的优点及金属在外力作用下变形的阶段。

组织、性能好；材料利用率高；尺寸精度高；生产效率高。

弹性变形；塑性变形；断裂。

2.塑性力学的基本假设。

张量及其不变量的基本性质。

连续性假设；匀质性假设；各向同性假设；初应力为零假设；体积不变假设。

存在张量不变量；张量可以叠加和分解；张量可分对称张量、非对称张量、反对陈张量；二阶对称张量存在三个主轴和三个主值（如取主轴为坐标轴，则两个小角标不同的分量都将是0，只留下两个下角标相同的分量称为主值）。

3.金属塑性变形的主要机理（单晶体、多晶体）。

滑移和孪生两种塑性变形机理的主要区别。

晶内变形包括滑移和孪生（单）；晶间变形是晶粒之间的相对滑动和转动（多）。

①变形方式:孪生是使一部分晶体整体发生均匀的切变；而滑移则集中在一些滑移面上。

②变形后的位向孪生使一个晶体的两部分沿一个公共晶面构成了镜面对称关系；而滑移则不改变晶体的位向。

③原子位移距离不同。

孪生时，孪晶带中的原子沿孪生方向的位移量为原子间距的的分数值；而滑移为原子间距的整数倍。

④孪生变形困难，一般先滑移，滑移困难后，发生孪生，二者交替进行。

4.金属超塑性概念，超塑性的种类。

影响材料超塑性的因素。

金属和合金具有超长变形能力且有大伸长率，无颈缩，低流动应力，易成型的特点。

细晶超塑性，相变超塑性。