第17讲变形抗力影响因素
13.4影响塑性和变形抗力的因素
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.
轧制过程中流变应力、轧制力、变形抗力
轧制过程中流变应力、轧制力、变形抗力下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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变形抗力的影响因素-化学成分和显微组织的影响
一、化学成分对变形抗力的影响
4、Cr 含铬钢，影响其变形抗力的是钢中的含碳量。 0.7％～1.0％的铬钢的变形抗力比相应含碳量的碳钢高5％
～10％。 GCr6～GCr15高碳铬钢，变形抗力稍高于碳钢。 高铬钢1Cr13～4Cr13，Cr17，Cr23等在高速下变形时，变
（1）Mn溶入铁素体引起固溶强化；
（2）Mn可以使钢材在轧后冷却时，得到比较细而且强度 较高的珠光体。
每增加0.1%Mn，热轧钢抗拉强度增加7.8~12.7MN/m2， 屈服强度增加7.8~9.8MN/m2。
一、化学成分对变形抗力的影响
3、硅 硅在碳钢中的含量≤0.5%。 每增加0.1%Si，热轧钢的抗拉强度增加7.8~8.8MN/m2，
形抗力大为提高。
一、化学成分对变形抗力的影响
5、镍 镍在钢中可使变形抗力稍有提高。 但对25NiA、30NiA等钢来讲，其变形抗力与碳钢相差不大
。当含镍量较高时，例如Ni25～Ni28钢，其变形抗力与碳 钢相比有很大的差别。
合金元素复合添加，显著提高变形抗力。
二、组织结构对变形抗力的影响
1、晶粒尺寸： 晶粒越细小，变形抗力越大。晶粒体积相同时，细长晶粒
比等轴晶粒结构的变形抗力要大；晶粒尺寸不均匀时，比 均匀晶粒结构的变形抗力大。 2、单相组织和多相组织 单相组织比多相组织的变形抗力要低； 3、夹杂物 使变形抗力升高。
谢谢大家！
一、化学成分对变形抗力的影响
1、C 引起晶格畸变，形成化合物提高钢的变
形抗力。 在较低的温度下，随着含碳量的增加变
形抗力升高；温度升高时影响减弱。 N与C类似。
不同变形温度和变形速度下含碳量对碳钢变形抗力的影响 （实线为静压缩，虚线为动压缩）
变形抗力概念与测定方法
变形抗力概念与测定方法
• 在试样的轴心处r＝0，则＝0。 • 的最大值出现在试样的表面处，即
16 M • 所产生的剪切变形为d 0：3
d0 f 2l0
变形抗力概念与测定方法
• 为了使应力状态趋向均匀，可取扭转试样为空心 的管状试样。此时，试样的壁厚越薄，应力状态 越均匀。此时剪切应力为：
变形抗力概念与测定方法
8.2.2 组织结构对变形抗力的影响
• 晶粒大小 • 结构变化 • 单相组织和多相组织
变形抗力概念与测定方法
晶粒大小 • 金属的变形抗力与其组织有密切关系，其中晶粒
大小是一个重要因素。 • 试验结果表明，晶粒越细小变形抗力越大。 • 也有人认为，当晶粒变小时，晶粒的表面积相对
变形抗力概念与测定方法
•铬 • 对含铬量为0.7～1.0％的铬钢来讲，影响其变形抗
力的不是铬，而是钢中的含碳量。这些钢的变形 抗力仅比其相应含碳量的碳钢高5～10％。 高碳 铬钢GCr6～GCrl5(含铬量0.45～1.65％)的变形抗 力虽稍高于碳钢，但影响变形抗力的主要因素也 是碳。高铬钢1Crl3～4Crl3、Crl7、Cr23等在高 速下变形时其变形抗力大为提高。
变的结果。当合金为多相组织时，第二相的性质、 大小、形状、数量与分布状况对变形抗力都有影 响。一般而言，硬而脆的第二相在基体相晶粒内 呈颗粒状弥散分布，合金的抗力就高。第二相越 细，分布越均匀，数量越多，则变形抗力越高。
变形抗力概念与测定方法
典型两相合金的两类显微组织 a－聚合型，b－弥散分布型
变形抗力概念与测定方法
变形抗力概念与测定方法
结构变化 • 金属与合金的性质取决于结构，即取决于原子间
的结合方式和原子在空间排布情况。当原子的排 列方式发生变化时，即发生了相变，则抗力也会 发生一定的变化。 • 组织状态不同，抗力值也有差异，如退火态与加 工态，抗力明显不同。
13.4影响塑性和变形抗力的因素
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.
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.
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.
(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.
第17讲 变形抗力影响因素
Lesson Seventeen
库尔纳科夫温度定律
P t1 P t2 e
a (t2 t1 )
式中 Pt1——温度 t1时塑性变形抗力的特征值 (挤压压力、压入 时的硬度、拉伸时的强度极限、屈服极限、引起变形的应力 强度)； Pt2——温度t2时上述各塑性变形抗力的特征值； a——温度系数。
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Lesson Seventeen
锌在室温下带有中间停歇的拉伸结果
2014-7-30
11
Lesson Seventeen
在软化温度区间持续时间的长短对金属的软化程度 也有影响。随着温度的升高，消除硬化所需的时间 越短。并且温度越高，此缩短的程度就越大，这是 因为软化需要在一定的时间内进行。由此可以看出， 变形速度对金属的软化过程有很大的影响。随着变 形速度的减小，软化程度增大。因此，温度越高和 变形速度越小时，金属的软化程度就越大。
对纯金属a＝0.008；对单相系和多相系合金 a＝0.0085；对固溶体a＝0.008~0.012。 对镍和镍基合金以及其它耐热合金，温度系数应相应提高20~25%。
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Lesson Seventeen
变形速度
对于每种金属材料，在设定的温度条件下都有其自 己的特征变形速度。在小于特征变形速度数值的范 围内改变变形速度，对变形过程没有影响。如果变 形速度高于此特征速度，则很高变形速度会引起变 形抗力的升高，同时也会使所有的软化过程、物理 化学过程和需要时间来实现有强烈扩散性质的塑性 变形机构受到阻碍。 此外，在变形过程中由于变形速度的升高，会引起 变形物体的热venteen
8.2 影响变形抗力的主要因素
化学成份 组织结构 应力状态 变形温度 变形速度 变形程度 接触摩擦
变形抗力及测定方法和影响因素
镉与锌的真应力曲线
不发生物理－ 不发生物理－化学变化合金的 力学性能（M)与相对温度关系 力学性能（M)与相对温度关系
发生物理－ 发生物理－化学变化合金的力 学性能（M)与相对温度关系 学性能（M)与相对温度关系
塑性变形抗力随温度变化的定量关系式 库尔纳科பைடு நூலகம்温度定律） （库尔纳科夫温度定律）
Pt1 = Pt 2e a ( t2 −t1 )
4.6变形程度的影响 4.6变形程度的影响
变形程度↑ 晶格畸变↑ 阻碍滑移，变形抗力↑ 变形程度↑，晶格畸变↑，阻碍滑移，变形抗力↑。 通常变形程度在30%以下时，变形抗力增加显著。 通常变形程度在30%以下时，变形抗力增加显著。当变 30%以下时 形程度较大时，变形抗力增加变缓. 形程度较大时，变形抗力增加变缓. 冷加工：温度低于再结晶温度，产生加工硬化。 冷加工：温度低于再结晶温度，产生加工硬化。 热加工：若变形速度高，回复和再结晶来不及进行， 热加工：若变形速度高，回复和再结晶来不及进行， 也会加工硬化。 也会加工硬化。
4.5变形速度对塑性变形抗力的影响 4.5变形速度对塑性变形抗力的影响 影响因素：◆塑性变形过程
◆软化过程◆
热效应
1)每种金属在设定温度下都有其特征变形速度, 1)每种金属在设定温度下都有其特征变形速度, 特征变形速度:对变形过程没有影响； <特征变形速度:对变形过程没有影响； 特征变形速度:变形速度↑，变形抗力↑。 >特征变形速度:变形速度 ，变形抗力 。 2)变形速度 ，变形物体热效应 。 变形速度↑，变形物体热效应↑。 变形速度 3)原因 ①为完全实现塑性变形的时间不够。②为 原因:①为完全实现塑性变形的时间不够。 原因 实现软化过程的时间不够:变形产生硬化 变形产生硬化,回复和再 实现软化过程的时间不够 变形产生硬化 回复和再 结晶产生软化,硬化速率超过软化速率 硬化速率超过软化速率,使变形抗力 结晶产生软化 硬化速率超过软化速率 使变形抗力 升高. 升高
论述碳钢变形抗力、塑性的影响因素
论述碳素钢变形抗力、塑性的影响因素摘要：从金属成形工艺的角度出发，我们总希望变形的金属和合金具有高的塑性和低的变形抗力。
随着生产的发展，出现了许多低塑性、高强度的新材料，需要采用相应的新工艺进行加工。
因此研究金属的塑性和变形抗力，是一个十分重要的问题。
本文的目的在于阐明塑性和变形抗力的概念，讨论各种因素对它们的影响。
关键词：合金碳钢塑性变形抗力前言碳钢是近代工业中使用最早、用量最大的基本材料。
世界各工业国家，在努力增加低合金高强度钢和合金钢产量的同时，也非常注意改进碳素钢质量，扩大品种和使用范围。
目前碳钢的产量在各国钢总产量中的比重，约保持在80%左右，它不仅广泛应用于建筑、桥梁、铁道、车辆、船舶和各种机械制造工业，而且在近代的石油化学工业、海洋开发等方面，也得到大量使用。
因此研究碳钢的影响因素，提高碳钢的质量有着重要的意义。
本文主要论述碳钢变形抗力、塑性的影响因素，通过对影响因素内因、外因的分析，从而保证碳钢的质量，提高碳钢的性能。
一．塑性<一>塑性的概念塑性：金属在外力作用下产生永久变形而不被破坏其完整性的能力塑性反映了材料产生塑性变形的能力；塑性不是一成不变的，同一种材料，在不同的变形条件下，会反映出不同的塑性。
<二>影响金属塑性的因素内因：化学成分、组织状态。
外因：变形温度、变形速度、应力状态。
1.内因<1>化学成分的影响在碳钢中，Fe和C是基本元素。
在合金钢中，除Fe和C外还含有合金元素，常见的合金元素有Si、Mn、Ni、W、Mo、V、Co、Ti等。
此外由于矿石的加工等方面的原因，在各类钢中还含有一些杂质，如P、S、N、H、O等。
一般的影响规律是随着碳和杂质含量的增加，金属的塑性降低。
碳碳对碳钢的性能影响最大，碳能固溶于铁形成铁素体和奥氏体，它们都具有良好的塑性和较低的变形抗力。
当碳的含量超过铁的溶碳能力时，多余的碳便与铁形成化合物Fe3C，即形成渗碳体。
金属的塑性与变形抗力资料
2.2金属的塑性与变形抗力金属的塑性的概念及测定方法金属塑之所以能进行压力加工主要是由于金属具有塑性这一特点。
所谓塑性，是指金属在外力作用下，能够稳定的产生不可恢复的永久变形而不破坏其完整性的能力。
金属塑性的大小用其在断裂前产生的最大变形程度来表示，一般通常称压力加工时金属塑性变形的限度，或“塑性极限”为塑性指标。
应当指出，不能把塑性和柔软性混淆起来。
不能认为金属比较软，在塑性加工过程中就不易破裂。
柔软性反映金属的软硬程度，它用变形抗力的大小来衡量，表示变形的难易，不能认为变形抗力小的金属塑性就好，或是变形抗力大的金属塑性就差。
金属的塑性不仅受金属内在的化学成分与组织结构的影响，也和外在的变性条件有密切的关系。
对于研究金属塑性的目的，在于选择合适的变形方法，确定合理的变形温度、速度条件以及采用的最大变形量，以便使低塑性难变形金属能顺利实现成形过程。
表示金属塑性变形性能的主要指标有：a、拉伸试验时的延伸率（δ％）与断面收缩率（％）；b、冲击试验时的冲击韧性аk；c、扭转试验的扭转周数n；d、锻造及轧制时刚出现裂纹瞬间的压下量；e、深冲试验时的压进深度，损坏前的弯折次数。
影响塑性的因素及提高塑性的途径1、化学成分的影响金属的塑性直接决定于它的化学成分。
纯金属的塑性最好，若其中另外含有一种或几种元素，其塑性将随各种元素的种类和含量而变化。
例如：（1）碳素钢中随碳含量的增加，塑性相应降低。
（2）磷磷引起钢的冷脆。
（3）硫、氧引起钢的热脆（或火红脆）。
（4）氮造成钢的实效脆性。
（5）氢在钢中造成白点。
（6）镍含量在5%以下时能改善钢在热加工时的强度和塑性，而含量超过9%就会降低钢热加工时的塑性。
（7）铬是铁素体形成元素，一定的含铬量下会出现铁素体过剩相，使材料塑性降低。
（8）钨、钼、钒都是碳化物形成元素，且碳化物极为稳定；能阻止奥氏体在加热时的晶粒长大，使钢对过热的敏感性变小。
图2-5 合金元素对铁素体伸长率和韧性的影响2、组织对塑性的影响钢的化学成分一定而组织不同时，塑性也有很大差别。
影响碳钢的变形抗力和塑性的因素分析
影响碳钢的变形抗力和塑性的因素分析影响碳钢的变形抗力和塑性的因素分析一、金属的塑性与变形抗力1.1金属之所以能进行压力加工主要是由于金属具有塑性这一特点。
所谓塑性，是指金属在外力作用下，能稳定地产生永久变形而不破坏其完整性的能力。
金属塑性的大小，可用金属在断裂前产生的最大变形程度来表示。
一般通常称压力加工时金属塑性变形的限度，或“塑性极限”为塑性指标。
应当指出，不能把塑性和柔软性混淆起来。
不能认为金属比较软，在塑性加工过程中就不易破裂。
柔软性反映金属的软硬程度，它用变形抗力的大小来衡量，表示变形的难易。
不要认为变形抗力小的金属塑性就好，或是变形抗力大的金属塑性就差。
例如：室温下奥氏体不锈钢的塑性很好，能经受很大的变形而不破坏，但它的变形抗力却非常大；工业纯铁的变形抗力很低，柔软性很好，对于过热和过烧的金属与合金来说，其塑性很小，甚至完全失去塑性变形的能力，而变形抗力也很小；也有些金属塑性很高而变形抗力又小，如室温下的铅等。
金属的塑性不仅受金属内在的化学成分与组织结构的影响，也和外在的变形条件有密切关系。
同一金属或合金，由于变形条件不同，可能表现有不同的塑性，甚至由塑性物体变为脆性物体，或由脆性物体转变为塑性物体。
例如受单位拉伸的大理石是脆性物体，但在较强的平均应力下压缩时，却能产生明显的塑性变形而不破坏。
对金属与合金塑性的研究，是压力加工理论与实践的重要课题之一。
研究的目的在于选择合适的变形方法，确定合理的变形温度、速度条件以及采用的最大变形量，以便使低塑性难变形的金属与合金能顺利实现成型过程。
1.2金属塑性的测定方法由于变形力条件对金属的塑性有很大影响，所以目前还没有一种实验方法能测出可表示所有压力加工方式下金属塑性的指标。
为了正确选择变形温度、速度条件和最大变形量，必须测定金属在不同条件下允许的极限变形量—塑性指标。
每种实验方法测定的塑性指标，虽然只能表明金属在该变形过程中所具有的塑性，但也不应否定一般测定方法的应用价值，因为这些实验可以得到相对的和可比较的塑性指标。
5金属的塑性与变形抗力-新解析
3 、 铸造组织的影响
铸坯的塑性低、性能不均匀。 造成原因： （1）铸态材料的密度较低，因为在接近铸锭的头部 和轴心部分，分布有宏观和微观的孔隙，沸腾钢钢锭 有皮下气泡。 （2）用一般方法熔炼的钢锭，经常发现有害杂 质（如硫、磷等）的很大偏析，特别是在铸锭的头部 和轴心部分。
（3）对于大钢锭，枝晶偏析会有较大的发展。
（5）经过热加工后的金属比铸态金属的塑性高
2 、 化学成分的影响
（1）铁、硫、锰
化学纯铁具有很高的塑性，工业纯铁在9000C左 右时，塑性突然下降。 硫是钢中有害杂质，易产生“红脆”现象
锰可提高钢的塑性，但锰钢对过热的敏感性强， 在加热过程中晶粒容易粗大，使钢的塑性降低。
各种硫化物和共晶体熔点
（2）碳
试验时，将圆柱形试样的—端固定，另一端扭转， 用破断前扭转的转数（n）表示塑性的大小。
图5-1 W18Cr4V高速钢破断前扭转转数与试验温度的关系
3）冲击弯曲试验。
冲击韧性值aK 不完全是一种塑性指标，它是弯曲 变形抗力和试样弯曲挠度的综合指标。
（2）模拟试验法
1）顶锻试验：也称镦粗试验
是将圆柱形试样在压力机或落锤上镦粗，把试样 侧面出现第—条可见裂纹时的变形量，作为塑性指标 即 H h 100% H 式中 H ——试样的原始高度，mm。
五、 提高塑性的途径
提高塑性的主要途径有以下几个方面： （1）控制金属的化学成份，改善组织结构。 （2）采用合适的变形温度-速度制度。 （3）选用三向压应力较强的变形过程。 （4）尽量造成均匀的变形过程。 （5）避免加热和加工时周围介质的不良影响。
5.3 变形抗力
一、 变形抗力概念
所谓变形抗力，是指金属地抗塑性变形的能力。
金属塑性变形抗力计算的意义及方法
金属塑性变形抗力计算的意义及方法摘要：变形抗力作为材料的一种特性，反映了热变形过程中显微组织变化情况，因此，如果金属塑性变形中的变形抗力能够准确地测量出来，那么伴随变形过程的显微组织变化，就能够通过变形抗力的变化而预报出来。
从而能够在变形后不进行性能测试的情况下，预测工件的力学性能。
本文着重介绍金属塑性变形抗力及其计算的意义及方法。
关键词：塑性变形抗力；变形抗力；计算方法；意义金属材料的变形抗力是指金属在一定的变形条件下进行塑性变形时，在单位横截面积上抵抗此变形的能力。
变形抗力是表征金属和合金压力加工性能的一个基本量。
变形抗力的研究起步很早，由于实验条件有限，20世纪40年代以前属于研究的萌芽阶段，20世纪40年代以后随着热模拟技术的应用对变形抗力的研究才有了很大的进步。
1 变形抗力的测定方法简单应力状态下，应力状态在变形物体内均匀分布1.1 拉伸试验法：/pl P F ε= ()0ln /l l ε=1.2 压缩试验法：/pc P F ε= ()0ln /h h ε=1.3 扭转试验法： 圆柱体试样4032Mr d τπ=⋅ 空心管试样02M F d τ=平2 影响变形抗力的主要因素2.1金属的化学成分及组织对塑性变形抗力的影响2.1.1化学成分对塑性变形抗力的影响对于各种纯金属，原子间结合力大的，滑移阻力大，变形抗力也大。
同一种金属，纯度愈高，变形抗力愈小。
合金元素的存在及其在基体中存在的形式对变形抗力有显著影响。
原因：1）溶入固溶体，基体金属点阵畸变增加；2）形成化合物；3）形成第二相组织，使变形抗力增加。
2.1.2组织对塑性变形抗力的影响1）基体金属原子间结合力大，变形抗力大。
单相组织合金含量越高，S σ越大。
原因：晶格畸变。
单相组织变形抗力大于多相组织。
硬而脆第二相在基体相晶粒内呈颗粒状弥散质点均匀分布，则S σ高。
2）第二相越细、分布越均匀、数量越多，则S σ越高。
质点阻碍滑移。
3）晶粒直径越大，变形抗力越大。
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变形温度
Lesson Seventபைடு நூலகம்en
▪ 在讨论温度对变形抗力的影响时必须注意到由于温 度的升高所引起的软化效应和其它变形机构的参与 作用。
▪ 从绝对零度到熔点Tm，可分为三个温度区间： 从0～0.3 Tm为完全硬化区间 从0.3 Tm～0.7 Tm为部分软化区间 从0.7 Tm～1.0 Tm为完全软化区间
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Lesson Seventeen
不同温度下钢的拉伸曲线
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Lesson Seventeen
镉与锌的真应力曲线
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Lesson Seventeen
▪ 总的来看，对于从0到1的相对温度区间的整个间隔内都没有 物理－化学变化的合金，其硬度、强度极限、屈服极限、变 形抗力等的对数值随温度的变化呈线性关系。
▪ 在图示中压应力状态越强，变形抗力越大。挤压时 为三向压应力状态图示，而拉拔时为单向拉伸和两 向压缩的应力状态图示，所以挤压时金属的变形抗 力就大于拉伸时的变形抗力。
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Lesson Seventeen
▪ 金属的变形抗力在很大程度上取决于静水压力。对 许多金属和合金来说，当静水压力从0增加到 5000MPa时，其变形抗力可增加一倍。
▪ 温度升高后，剪切机构和甚至是晶块间机构都会大 大改变其特性。它们的变化是：随着温度的升高， 伴随上述机构发生的力学现象变得不显著，并开始 清楚地显示出滑移的扩散特性。
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Lesson Seventeen
硬化随温度的升高而降低的总效应决定于： ▪ 回复和再结晶的软化作用； ▪ 随着温度的升高，新塑性机构的参与作用 ▪ 剪切机构(基本塑性机构)特性的变化。
金属塑性变形理论
Theory of metal plastic deformation
第十七讲 Lesson Seventeen
张贵杰
Zhang Guijie
Tel：0315-2592155 E-Mail： zhguijie@
河北理工大学金属材料与加工工程系 Department of Metal Material and Process Engineering
8.2 影响变形抗力的主要因素
▪ 化学成份
▪ 组织结构 ▪ 应力状态 ▪ 变形温度 ▪ 变形速度
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▪ 变形程度 ▪ 接触摩擦 ▪ ……
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应力状态
Lesson Seventeen
▪ 在塑性加工过程中，变形物体所承受的应力状态对 其变形抗力有很大的影响。
▪ 例如，挤压时的变形抗力要比轧制时大；在孔型中 轧制时要比在平轧辊上轧制时大；模锻时要比在平 锤头间锻造时大等等。这些都表明，应力状态对变 形抗力有较明显的影响。
Hebei Polytechnic University, Tangshan 063009
Lesson Seventeen
第八章 金属的塑性变形抗力
主要内容
Main Content
▪ 变形抗力的概念及测定方法 ▪ 影响变形抗力的主要因素 ▪ 变形抗力的计算
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Lesson Seventeen
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Lesson Seventeen
拉伸金属和合金时径向压力的影响
材料
热处理
强度极限，MPa
断裂时的断面收缩率，％
无径向压力 有径向压力 无径向压力 有径向压力
钢
600℃退火
209
铍青铜
800℃在水中淬火
470
镁
360℃退火
219
MA2镁合金
在供应状态下
234
217
71.5
84.3
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Lesson Seventeen
▪ 在 构0(剪.3切Tm机温构度)、以晶下块，间塑机性构变、形孪的生基机本构机和构晶是粒滑间移的机 脆化机构。当温度高于0.3 Tm时，非晶机构开始变 得明显，然后溶解沉淀机构和晶粒边界上的粘性流 动机构等参与作用。同时，像晶粒间脆化机构和孪 生机构等机构便会消除或几乎消除。
571
43.8
50.6
254
7.5
21.4
331
32.0
28.0
Al-Cu-Mg-Zn合金 470℃在水中淬火
382
铸造AД5铝合金 525℃淬火并人工时效
166
461
17.2
23.9
203
1.9
6.3
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Lesson Seventeen
静水压力的影响通常可在下述情况表现比较明显：
▪ 对纯金属当温度高于(0.25~0.3) Tm时在变形金属内 产生回复，高于0.4 Tm时有再结晶出现。
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Lesson Seventeen
锌在室温下带有中间停歇的拉伸结果
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Lesson Seventeen
▪ 在软化温度区间持续时间的长短对金属的软化程度 也有影响。随着温度的升高，消除硬化所需的时间 越短。并且温度越高，此缩短的程度就越大，这是 因为软化需要在一定的时间内进行。由此可以看出， 变形速度对金属的软化过程有很大的影响。随着变 形速度的减小，软化程度增大。因此，温度越高和 变形速度越小时，金属的软化程度就越大。
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Lesson Seventeen
▪ 关于静水压力对变形抗力产生影响原因尚需进一步 研究。
▪ 有人认为，变形速度对变形抗力的影响越大时，静 水压力对变形抗力的影响也越大。由于静水压力的 作用，可使金属内的空位减少，使塑性形变因难。 特别是当变形速度较大，实现塑性变形的时间不够 时更是如此。空位的数量越大，静水压力对变形抗 力的影响也超大。
▪ 金属合金中的已有组织或在塑性变形过程中发生的 组织转变有脆性倾向。这时，静水压力可以使金属 变得致密，消除可能产生的完整性的破坏，从而既 提高了金属的塑性，又提高了金属的变形抗力。通 常，金属越倾向于脆性状态，静水压力的影响越显 著。
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Lesson Seventeen
▪ 金属合金的流变行为与粘－塑性体的行为相一致。 对粘性体来讲，变形速度和静水压力对其变形抗力 有明显的影响。对粘－塑体来讲也同样是这样。并 且粘性性质越明显，这种影响就越大。在一定的温 度－速度条件下(特别是在温度接近熔点且变形速度 不大时)，金属合金的流动行为与粘－塑性体的流变 行为相一致。此时，变形速度和静水压力对金属合 金便产生相应的影响。