塑性各向异性比值r和加工硬化指数n与金属薄板冲压性能的关系
金属板材n值r值解析
金属板材的n值和r值解析在冲压领域，我们需要关注金属板材的抗拉强度、屈服强度、延伸率、加工硬化指数、各向异性指数。
本文将详细解析加工硬化指数n和各项异性指数r。
一、加工硬化指数n加工硬化指数英文为hardening index，常用字母n指代。
该指数由真实应力和真实应变定义。
计算n值的方法常用两点法，即利用拉伸试验所得的拉伸曲线，将拉伸力和伸长位移换算成真实应力和真实应变，得到真实σ-ε曲线（如下图），假设该曲线符合指数规律，即：σ = Kε^n（σ—真实应力，ε—真实应变，n —硬化指数，K —强度系数），公式两边取对数得：lnσ=lnK+nlnε，通过两点法可求出K值和n值。
硬化指数n值代表钢板在塑性变形中的硬化能力, 反映了变形均匀度、成形极限和裂纹是否产生等。
n值越大，整个成形过程中的变形越均匀。
对板材成形极限曲线具有明显的影响，n值大材料的成形极限曲线高，n值小材料的成形极限曲线低。
板材的拉胀性能在很大程度上取决于材料的n值，n值高时，拉胀性能也好。
因此，硬化指数n值是评价板材成形性能的重要指标之一。
二、塑性应变比r塑性应变比英文为plastic strain ratio，常用字母r指代，又称各项异性指数。
该指数是板材拉伸试样在试验中宽度方向应变εb和厚度方向应变εt之比。
即：b0和t0分别是试样原始宽度和厚度，b和t分别是试样在某一变形时的宽度和厚度。
板材的力学性能在轧制方向和其他方向有较大差别，故一般取为3个方位试件试验数据的平均值，用r表示：r=(r0 +2r45+r90)/4。
r0、r45、r90分别为沿板材轧制方向、与轧制方向成45°和垂直于轧制方向试件的厚向异性系数。
r值愈大，板材抵抗失稳变薄的能力愈大，愈不容易发展厚向变形；r值愈小，板材抵抗失稳变薄的能力愈弱，厚向变形愈容易。
r=1表示板材不存在厚向异性。
通俗来讲r值高，变形过程中金属在长宽上的流动优先于厚度上的流动。
冷轧工艺对IF钢r值和n值的影响探究
冷轧工艺对IF钢r值和n值的影响探究发表时间：2019-03-20T13:51:06.623Z 来源：《科技新时代》2019年1期作者：丁会云[导读] IF钢又称为无间隙原子钢，其在实际应用的过程中具备较强的深冲性以及非时效性，主要应用在现代工业生产中，例如深冲杂罐等。
（中粤马口铁工业有限公司广东中山 528437）摘要：IF钢又称为无间隙原子钢，其在实际应用的过程中具备较强的深冲性以及非时效性，主要应用在现代工业生产中，例如深冲杂罐等。
基于此，本文将首先介绍冷轧工艺对IF钢r值和n值影响探究的实验设计，其次，分析冷轧工艺对IF钢r值的影响效果，最后研究冷轧工艺对IF钢n值的影响效果。
关键词：冷轧工艺；IF钢；实验设计引言：IF钢在传统生产的过程中，由于生产步骤较为复杂，因此耗费的成本较高，为了提升IF钢的实际加工效率以及加工质量，则针对IF钢的加工工业进行完善优化。
冷轧处理能够大大提升IF钢最终的加工性能，使其具备更强的深冲性，本文将对其进行重点研究。
1 冷轧工艺对IF钢r值和n值影响探究的实验设计塑性应变比r指单向拉伸变形时试样宽度方向的真实应变与厚度方向的真实应变之比。
当r>1时,材料在宽度方向收缩比厚度方向变薄更容易,拉伸毛坯的径向收缩不容易起皱,并且拉力也小,传力区不容易拉破。
应变硬化指数n是金属薄板在塑性变形过程中,形变强化能力的一种量度，在冲压成形中n值是一个极为重要的参数指标, n值大不仅能提高材料局部应变能力，而且能使应变分布趋于均匀化,提高材料成形时的总体成形极限。
在以拉伸为主的材料成形时, n值小的材料由于变形不均匀,变形的部位不能迅速硬化,易产生裂纹。
以冲压为主的材料成形时, n值大的材料应变均化能力强,危险断面的承载能力高。
为了能够进一步提高IF钢的加工质量，为下游客户提供更适合深冲、更优良的产品，我们对冷轧工艺的影响效果进行分析。
在探究IF 钢冷轧工艺对r,n值影响实验的过程中，根据以下步骤进行；将热轧板的厚度为2.5mmmm 的IF钢作为实验材料（实验材料成分见表1）：表1实验材料的成分（%）对此实验材料分别进行两组实验，一组冷轧工艺为一次冷轧实验和一次退火实验，另一组是进行两次冷轧实验和两次退火实验，并将两组实验的结果进行对比。
板料冲压性能(五金件)
板料冲压性能及测试--成形性能分类板料的成形性能分为广义和狭义两个内容，它们的关系是：狭义成形性能反映冲压加工中材料不发生破裂（或缩颈）所能达到的最大变形程度，故也叫抗破裂性。
冲压成形性能试验如下：板料冲压性能及测试--力学性能参数在材料的力学性能参数中，屈服强度ζs 、屈服比ζs/ζb、伸长率δ等强度指标与塑性指标，可用来表示材料的基本成形性能。
金属材料的力学性能包括强度、硬度、塑性、韧性、耐磨性和缺口敏感性等。
他们主要取决于材料的化学成分、组织结构、冶金质量、参与应力及表面和内部缺陷等内在因素，但在外在因素如载荷类型、应力状态、温度、环境介质等对材料的力学性能影响也很大。
在生产中普遍应用的、最基本的常规力学性能试验有拉伸、硬度、压缩、弯曲、剪切、冲击、扭转及高温持久强度、蠕变、松弛试验等。
板料冲压性能及测试--加工硬化指数硬化指数n（n值）是评定板料伸长类成形性能的一个重要参数。
n 值大，则拉伸失稳时的极限应变大。
这对于胀形、扩孔、内凹曲线翻边等伸长类成形来说，可以在一次成形中获得较大的极限变形程度。
n值对复杂形状零件的成形也有影响，在以胀形为主的成形工艺中，n值大的板料，成形性能好。
n值可以根据拉伸试验结果所得的硬化曲线，利用关系式ζ=cεn 来求得。
也可以利用阶梯形试件（图1），拉伸至缩颈或断裂后，由下面的公式计算得到：图1 阶梯形试样b0=12.70 bⅠ0=12.83 bⅡ0=13.97式中εⅠ、εⅡ—测量初始宽度为bⅠ0和bⅡ0工作部分的伸长应变。
板料冲压性能及测试--厚向异性系数厚向异性系数r（也叫塑性应变比r，简称r值）是评定板料压缩类成形性能的一个重要参数。
r值是板料试件单向拉伸试验中宽度应变εb与厚度应变εt之比，即r=εb /εt板料r值的大小，反映板平面方向与厚度方向应变能力的差异。
r=1时，为各向同性；r≠1时，为各向异性。
当r＞1，说明板平面方向较厚度方向更容易变形，或者说板料不易变薄。
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。
冲压材料性能要求
时甚至出现拉裂。
②表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹
等。一切表面缺陷都将存留在成品工件表面，裂
纹性缺陷在弯曲、拉深、成形等过程可能向深广
扩展，造成废品。
（二）冲压常用材料
冲压最常用的材料是金属板料，有时也用非
金属板料，金属板料分黑色金属和有色金属两种。
黑色金属板料按性质可分为：
1)普通碳素钢钢板 如Q195、Q235等。
（3）冷挤压模材料的要求
要求模具工作零件具有高的强度和硬度、
高的耐磨性，为避免冲击折断，还要求具
有一定的韧性。由于挤压时会产生较大的 升温，所以还应具有一定的耐热疲劳性和 热硬性。
（二）冲压模具材料的种类及特性
1、碳素工具钢 2、低合金工具钢 3、高碳高铬工具钢 4、高碳中铬工具钢 5、高速钢 6、基体钢 7、硬质合金和钢结硬质合金
30 3 35 20 40 25
7
— 200 100 —
三、冲压模具
（一）冲压模具工作零件材料的要求
冲压模具工作时要承受冲击、振动、摩擦、
高压和拉伸、弯扭等负荷，甚至在较高的
温度下工作（如冷挤压），工作条件复杂， 易发生磨损、疲劳、断裂、变形等现象。
1、冲裁模材料的要求
对于薄板冲裁模具的工作零件用材要求
数个零件。
或成组冲压之后
（1）落料和冲孔 落料和冲孔是使坯料按封闭轮廓分离。统 称为冲裁。
①冲裁时材料 分离过程可 分为三个阶段：
弹性变形阶段 塑性变形阶段
断裂分离阶段
②普通冲裁件的断面特征
1）塌角带 2）光亮带 3）断裂带 4）毛刺区
③特征与材料（板料材料）塑性的关系 断面质量受冲裁条件的不同而不同，如刃口间隙，
冲压件通用技术条件
冲压件通用技术条件1、技术要求1.1 原材料1.1.1 冲压件使用的原材料，需符合GB710-65《优质碳素结构钢薄钢板技术条件》、GB2517-81《一般结构用热连轧钢板和钢带》、GB2521-81《冷轧电工钢带》等有关金属材料标准的规定，并符合对材料的供货状态或其他方面的要求。
1.1.2 冲压件的原材料有质量说明书，它保证材料符合规定的技术要求。
当无质量说明书或因其他原因，冲压件生产厂可按需要选择原材料进行复验。
复验的主要项目和内容：1.1.2.1 外观检查：检验材料表面缺陷、污痕、外廓尺寸、形状和厚度以及表面粗糙度。
1.1.2.2 化学分析、金相检验：分析材料中化学元素的含量：判定材料晶粒度级别和均匀程度；评定材料中游离渗碳体、带状组织和非金属夹杂物的级别；检查材料缩孔、疏松等缺陷。
1.1.2.3 机械性能检验:检验材料的抗拉强度σb、屈服强度σs、屈服比σs/σb延伸率δ、断面收缩率ψ及洛氏硬度HRB等。
1.1.2.4 成形性能试验：对材料进行弯曲试验、杯突试验，测定材料的加工硬化指数n值和塑性应变比г值等。
关于钢板成形性能试验方法，可按薄钢板成形性能和试验方法的规定进行。
1.1.2.5 其他性能要求测定：对材料的电磁性能和对镀层、涂层的附着能力等的测定。
1.1.3 各类冲压件对材料的要求：在一般情况下，不同结构类型的冲压件对材料机械性能的要求见下表。
对于有复杂变形工序的冲压件，则对材料有更多的要求，如对加工硬化指数n值、塑性应变比г值和凸耳参数Δг值的要求等。
一般冲压件对材料的要求1.2.形状和尺寸冲压件的形状和尺寸需符合冲压件图样和技术文件的规定。
冲压件的形状和尺寸应注意到工艺限制，设计时需遵循JB4378-87《金属冷冲压件结构要素》的规定准则。
冲压件的形状和尺寸公差需符合JB4381-87《冲压剪切下料件公差》和JB4379-87《金属冷冲压件公差》的规定。
1.3 表面质量除冲切面外，冲压件表面状况要求与所用的板料一致。
冲压工艺--板料的冲压成形性能与成形极限
t0
Dp
备注
0.5以下 10.~20 2ri≈0.2Dp 0.5~2.0 30~50 D0≥2.5Dp 2.0以上 50~100
3杯形件拉深试验（Swift试验）
Swift试验是以求极限拉深比LDR作为评定板材拉 深性能的试验方法。 试验所用装置与试验标准分别见图和表。
Swinft试验装置（1-冲头 2-压边圈 3-凹 模 4-试件）
六、板料的冲压成形性能与成形极限
板料基本性能与冲压成形性能的关系 衡量薄板性能的优劣，过去一般以薄板的基本 性能指标来评价，但是随着汽车、家电工业的发展， 对薄板成形性能的要求日益苛刻，从而使成形性指 标的测定越来越受到人们的重视和广泛研究。薄板 成形性（sheet metal formability），根据 BG/T15825.1-1995的定义，就是指金属薄板对 于冲压成形的适应能力。
具有最佳成形性能的材料应具有如下特点： 均匀分布应变； 承受平面内压缩应力而无起皱现象； 可以达到较高应变而无颈缩和断裂； 承受平面内剪切应力而无断裂； 零件由凹模出来后保持其形状 保持表面光洁，阻止表面损伤。
薄板本身固有的基本特性值与其成形性能之间具有一 定的相关性见下表。对于冷轧冲压钢板，往往希望具有 低的屈服强度、低的屈强比、高的n、r值。
坯料受到双向拉应力作用而实现胀形变形。 在胀形中当试件出现裂缝时，冲头的压入深度称为胀形深度或 Erichsen试验深度，简计为IE值。IE值作为评定板材胀形成 形能力的一个材料特性值。实际上，胀形是典型的拉伸类成形 工序，故IE值也是评定拉伸类冲压成形性能的一个材料特性值。 很明显，IE值越大，胀形性能越好。
2) 杯突试验（ERICHSEN TEST） 杯突试验是历史较为悠久、操作简便、在目前仍然广泛采用 的工艺试验方法，主要用来评定薄板材料的深冲性能，一般适 用于厚度等于或小于2mm，必要时也可试验厚度为2~4mm 的板材和带材，1914年是由德国的A.E.Erichsen做了专用的 试验设备，所以也叫Erichsen试验。其试验装置如图。 试验时，先将平板坯料试件放在凹模平面上，用压边圈压住试 件外圈，然后，用球形冲头将试件压入凹模。由于坯料外径比 凹模孔径大很多，所以，其外环不发生切向压缩变形，而与冲 头接触的试件中间部分。
N值和R值
塑性应变比
塑性应变比即r值，是评价金属薄板深冲性能的最重要参数。
它反映金属薄板在某平面内承受拉力或压力时，抵抗变薄或变厚的能力。
它与多晶材料中结晶择优取向有关。
塑性应变比r定义为将金属薄板试样单轴拉伸到产生均匀塑性变形时，试样标距内，宽度方向的真实应变与厚度方向的真实应变之比。
其定义式为：r=εa/εb，式中εa=㏑(a1/a0)、εb=㏑(b1/b0)，其中b0、a0为试样原始宽度、厚度；b1、a1为拉伸后试样尺寸。
金属薄板存在各向异性，不同取样方向上r值不同，通常所用塑性应变比为金属薄板平面上0°、45°、和90°三个方向所测r值的加权平均值。
平均塑性应变比r按下式计算：r平均=(r0+2r45+r90)/4。
为方便叙述，通常用r表示平均塑性应变比。
当r值小于1时，说明材料厚度方向上容易变形减薄、致裂，冲压性能不好。
当r值大于1时，说明材料冲压成型过程中长度和宽度方向上容易变形，能抵抗厚度方向上变薄，而厚度减薄是冲压过程中发生断裂的原因，故r值越大越有利于深冲性能
硬化指数
硬化指数n是表明材料冷变形硬化的重要参数，对板料的冲压性能以及冲压件的质量都有较大的影响。
硬化指数n大时，表示冷变形时硬化显著，对后续变形工序不利，有时还必需增加中间退火工序以消除硬化，使后续变形工序得以进行。
但是n值大时也有有利的一面，能使工件有很好的刚性。
定义为板材在塑性变形过程中变形强化能力的一种量度，在双对数坐标平面上，是材料真实应力应变关系曲线的斜率。
r值对板料拉深性能影响的模拟结果分析
r值对板料拉深性能影响的模拟结果分析作者：赵赫何其锦钱健清来源：《科学导报·学术》2019年第09期摘要：本次试验主要研究对于不同r值设置下的板料模型进行LDR结果的模拟，从而得到r值与板料拉深性能的关系。
得出r值对LDR结果影响较为明显，r值每提高0.1，LDR增加约0.02。
且板面各向异性情况下，板料拉深性能受到最小r值和应力应变不均匀的影响，性能要明显弱于与平均r值相同的板面各向同性的板料。
关键词：拉深；r值；LDR1 前言在经济与技术高速发展的现代，金属材料作为工业生产制造的基础，对材料性能提高的研究始终是科研工作者和生产厂家优化和提高产品品质、降低生产成本的重点工作内容。
但是，对已有材料的性能开发和不同变形状态下对材料性能要求差异的研究以及实际生产与理论分析和数值模拟之间的差异也应该得到更多的研究。
塑性应变比即Plastic strain ratio又称Lank ford值或r值，是评价金属薄板深冲性能的最重要参数。
它反映金属薄板在某平面内承受拉力或压力时，抵抗变薄或变厚的能力，也就是指在单轴拉伸应力作用下，试样宽度方向真实塑性应变和厚度方向真实塑性应变的比[1]。
由于结晶和轧制原因，板料的塑性会因为方向不同而又差异，这种现象叫做板料的塑性各向异性。
我们把r=1时，称为为各向同性；r≠1时，称为为各向异性。
目前研究者普遍认为板料的各向异性是由于板料在轧制过程因材料特性和加工工艺而产生的织构的作用[2-6]。
2 极限拉深比模拟结果与分析极限拉深比LDR是用来衡量板料拉深性能最为直观的指标。
通过对不同r值设置下的板料模型进行LDR结果的模拟，从而得到r值与板料拉深性能的关系。
模拟中采用的是国标要求的1.25mm级差确定每次模拟的原始板料尺寸。
LDR数值模拟结果见表2.1。
3 数值模拟结果与分析用于应力应变分析的模拟使用的板料尺寸115mm，r值设置见表3.1。
在图3.1所示的成形极限图（Forming Limit Diagram，FLD）模式主要是用来判断板料在拉深过程是否出现破裂和起皱。
金属板材n值r值解析
金属板材的n值和r值解析在冲压领域，我们需要关注金属板材的抗拉强度、屈服强度、延伸率、加工硬化指数、各向异性指数。
本文将详细解析加工硬化指数n和各项异性指数r。
一、加工硬化指数n加工硬化指数英文为hardening index，常用字母n指代。
该指数由真实应力和真实应变定义。
计算n值的方法常用两点法，即利用拉伸试验所得的拉伸曲线，将拉伸力和伸长位移换算成真实应力和真实应变，得到真实σ-ε曲线（如下图），假设该曲线符合指数规律，即：σ = Kε^n（σ—真实应力，ε—真实应变，n —硬化指数，K —强度系数），公式两边取对数得：lnσ=lnK+nlnε，通过两点法可求出K值和n值。
硬化指数n值代表钢板在塑性变形中的硬化能力, 反映了变形均匀度、成形极限和裂纹是否产生等。
n值越大，整个成形过程中的变形越均匀。
对板材成形极限曲线具有明显的影响，n值大材料的成形极限曲线高，n值小材料的成形极限曲线低。
板材的拉胀性能在很大程度上取决于材料的n值，n值高时，拉胀性能也好。
因此，硬化指数n值是评价板材成形性能的重要指标之一。
二、塑性应变比r塑性应变比英文为plastic strain ratio，常用字母r指代，又称各项异性指数。
该指数是板材拉伸试样在试验中宽度方向应变εb和厚度方向应变εt之比。
即：b0和t0分别是试样原始宽度和厚度，b和t分别是试样在某一变形时的宽度和厚度。
板材的力学性能在轧制方向和其他方向有较大差别，故一般取为3个方位试件试验数据的平均值，用r表示：r=(r0 +2r45+r90)/4。
r0、r45、r90分别为沿板材轧制方向、与轧制方向成45°和垂直于轧制方向试件的厚向异性系数。
r值愈大，板材抵抗失稳变薄的能力愈大，愈不容易发展厚向变形；r值愈小，板材抵抗失稳变薄的能力愈弱，厚向变形愈容易。
r=1表示板材不存在厚向异性。
通俗来讲r值高，变形过程中金属在长宽上的流动优先于厚度上的流动。
冲压培训---冲压工艺及缺陷分析
五、冲压材料
1.3表面质量级别分类
级别
较高级别的精整表面 高级的精整表面
超高级的精整表面
代号
FB(O3) FC(O4) FD(O5)
概述
表面允许有少量不影响成型性及涂、 镀 附着力的缺陷，如轻微的划伤、压痕、 麻点、辊印及氧化色等。
产品两面中较好的一面无肉眼可见的明 显缺陷，另一面必须达到FB的要求。
大中型设备一般采用成线布置，一条生产线由若干台设备组成。每台压 机完成一个冲压工序，材料从生产线一端流入，成品从生产线另一端流 出。材料在压机之间的转动可由自动化的机械手完成，也可由人工完成。
四、冲压设备
冲压生产线
四、冲压设备
1.压力机
1.1按床身结构，压力机可分为开式压力机和闭式压力机两种
❖ 开式压机三面敞开，床身呈C型，刚性较差，一般用于小型压机。 ❖ 闭式压机前后二面敞开，床身封闭，刚性较好，一般用于大中型压机。
二、冲压工序
2.成形工序
坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的成品和半 成品。
成形条件：屈服强度σS〱材料内部应力〱强度极限σb。
二、冲压工序
2.1拉延
把板料毛坯成形制成各种开口空心零件。
二、冲压工序
2.2翻边
把板料或半成品的边缘沿一定的曲线按一定的曲率成形成竖立的边缘。
二、冲压工序
OP05 落料
OP10 拉延
二、冲压工序
冲压工艺流程图示例-F6左侧围外板
OP20 切边、冲孔、吊切边、整形
OP30切边、吊切边、侧翻边、冲孔、整形
二、冲压工序
冲压工艺流程图示例-F6左侧围外板
OP40 切边、冲孔、吊冲孔、吊翻边
OP50切边、冲孔、吊冲孔、吊翻边
镁合金板材拉伸实验塑应变比与加工硬化指数的研究论文
镁合金板材拉伸实验塑应变比与加工硬化指数的研究论文毕业论文任务书第1页第2页摘要镁及其合金是目前最轻的金属结构材料，具有比强度和比刚度高、吸震性强、导热性好、电磁屏蔽效果好、机加性能优良、零件尺寸稳定等优点，在航空、航天、汽车、电子、家电等领域应用极广。
国内外研究者和生产者一直致力于镁合金成形工艺和方法的研究。
其独特的力学行为使加工工艺较为复杂和困难。
为了提高镁合金产品的加工精度和成品率，需要对其化学成分和力学性能及各影响因素进行分析。
本论文通过采用单向拉伸实验，在DNS200微机控制电子万能试验机上测定了AZ31镁金板料在一定速度下的力学性能,并分析了其特点和原因。
利用实验测出的镁合金板料的拉伸前后宽度和厚度算出镁合金板料的塑形应变比r和加工硬化指数n。
计算结果表明：在沿轧制方向450方向镁板的塑形应变比r最大，沿轧制方向00方向最小；在沿轧制方向900的镁板加工硬化指数n值最大，00方向的n值最小。
关键词：镁合金；塑形应变比；加工硬化指数ABSTRACTMagnesium and its alloys are the lightest metal structural materials at present. And they have many advantages such as high specific strength and specific rigidity, strong absorption shock resistance, good heat conduction, good electromagnetic shielding, excellent mechanical machining performance, stable part dimension etc. They have been widely used in the fields of aviation, aerospace, automobile, electronic and appliance industry. Many experts and producers have been devoted to the study on the forming technology for Magnesium Alloy home and abroad. Its unique mechanics behavior makes processing technology more complex and difficult. In order to improve the machining precision of the magnesium alloy products and yield, need to its chemical composition and mechanical properties and the influence factors were analyzed. The paper by uniaxial tensile test, and measured the mechanical properties of AZ31 magnesium gold sheet under a certain speed in DNS200 computer control electronic universal testing machine, and analyze its characteristics and causes.Before and after the use of the experimentally measured tensile magnesium alloy sheet width and thickness to calculate the magnesium alloy sheet metal shaping strain than r and work hardening exponent n.The results show that: magnesium plate along the rolling direction and the direction of 45 ° shaping strain ratio r, 0 ° direction along the rolling direction; largest magnesium plate hardening exponent n value along the rolling direction of 90 °, 0 °the direction of the minimum value of n.Key words:Magnesium alloy , Plastic strain ratio , Work hardening index目录第一章绪论 (1)1.1镁及镁合金 (1)1.1.1镁及镁合金 (1)1.1.2镁合金的应用及前景 (3)1.1.3镁合金的基本成型工艺 (4)1.2镁合金力学性能 (5)1.2.1拉伸力学性能 (5)1.2.2塑性应变比 (6)1.2.3 拉伸应变硬化指数 (8)1.3 n值r值的研究进展 (10)1.4本文的研究意义及内容 (11)第二章实验方法 (13)2.1实验材料及设备 (13)2.2实验内容及方法 (15)第三章实验数据与计算结果 (17)3.1 0°方向的数据与计算结果 (17)3.2 45°方向的数据与计算结果 (23)3.3 90°方向的数据与计算结果 (29)3.4 总结分析 (34)参考文献: (37)附录一：英文原文 (38)附录二：外文资料翻译 (51)第一章绪论镁合金板材因其密度低、比强度和比刚度高、导热性好、电磁屏蔽效果佳等特点被广泛应用于交通、家电和通讯等工业和民用领域。
浅析影响冷轧薄板冲压性能的主要因素
浅析影响薄板冲压性能的主要因素技术部胡国红在我们生产的冷轧薄板中，要求成形性能的产品占比越来越大，除门板、门框等普通成形料，许多还要求深度变形。
由于深冲料，超深冲料的附加值较高，所以这也是我们今后在薄板生产上的主攻方向，但是深冲压材料的生产难度比较大，必须保障材料的机械性能和工艺要求。
薄板冲压性能是指板材对冲压加工的适应能力。
我们评价薄板的冲压性能主要借助物理实验，通过拉伸、硬度、杯突及金相等试验方法来综合得出结论。
拉伸实验是评价板材基本力学性能及成形性的主要试验方法，也是目前采用最为普遍的一种方法。
拉伸试验值与冲压成形性能有密切关系的几项主要性能参数为屈服强度、抗拉强度、屈强比、均匀伸长率、拉伸应变硬化指数n值、塑性应变比r值（表示板材各向异性的参数）等。
均匀延伸率是一项常用指标，延伸率越大，材料的胀形性能、弯曲性能、翻边性能就越好；屈服强度越大的材料其成形所需力越大，回弹也越大；抗拉强度值越高，成形力也越大，但在材料与成形性能有关的其他性能大致相同时，抗拉强度越大其综合性能越好；屈强比也是评价性能的一项主要指标，屈强比越小，钢板的成形性能越好。
由于薄板在轧制过程中经历了轧制与退火等工艺，使板材形成结晶方位趋于一致的织构组织，在宏观上表现为各向异性，即在不同方向上板材的性能有一定差异。
板材的各向异性对冲压性能有很大影响，r=1时钢板呈各向同性；r＞1时钢板抗厚度变薄的能力强，即r值越高，钢板越难变薄，从而提高了钢板的冲压性能。
在拉伸试验值中，各不同方向上r值的差别表示钢板平面内各向异性的程度，一般用△r表示。
△r=〔（r0+r90）/2〕-r45, △r也称平面各向异性系数（0°表示平行于轧制方向，90°表示垂直于轧制方向，45°表示与轧制方向呈45°角），△r的绝对值越大，板材在平面内的各向异性也越大。
所以对于工艺性能而言∣△r∣越小越好，就深冲用的SPCD料来说，我们一般要求∣△r∣≤0.5 。
测定金属材料塑性应变比(r值)标准比对分析研究
标准研究测定金属材料塑性应变比U值）标准比对分析研究侯慧宁\方健2(1.冶金工业信息标准研究院北京100730; 2.宝山钢铁股份有限公司中央研究院上海201900)摘要：塑性应变比（r值）作为评价金属材料成形性能的重要指标之一，在冷轧产品研发、生产质量控制与工业选材等方面得到了广泛应用。
2020年测定r值的国际标准ISO 10113:2020正式发布，与上一版相比增加了全自动方法应在试样平行长度部分均勾测量至少三处宽度的要求，这对我国主流试验技术和国产试验机测试能力带来了较大冲击和挑战。
本文主要针对新版IS O标准与上一版国际标准及我国现行国家标准在技术内容上的主要差异进行比对分析，并就未来采用和转化新版国际标准、修订国家标准给出建议。
关键词：金属材料；塑性应变比；标准比对中图分类号：T G14文献标识码：B文章编号：1003-0514(2020)06-0001-05Comparative analysis of standards for the determination of plastic strain ratio r formetallic materialsHou Huining1，Fang Jian2(1.China Metallurgical Information and Standardization Institute, Beijing 100730, China;2.Central Research Institute, Baoshan Iron and Steel Co., Ltd., Sanghai 201900, China )Abstract: As one of the important indexes to evaluate the formability of metallic materials, the plastic strain ratio r has been widely used in cold rolling product development, production quality control and industrial material selection. ISO 10113:2020, the newest international standard for measuring r value was officially published in 2020. Compared with the previous version, the requirement of the automatic method that at least three width measurement shall he carried out is added, which brings great impacts and challenges to the mainstream testing technologies and the testing ability of domestic machines in China. This article mainly compares and analyzes the main technical differences between the new ISO standard, the previous version and the cunent Chinese national standard, and gives suggestions on the revision of GB/T 5027 based on the adoption of ISO 10113:2020 in the future.Key words: metallic materials; plastic strain ratio; standard comparison在单轴拉伸应力作用下，试样宽度方向真实塑 性应变和厚度方向真实塑性应变之比称为塑性应 变比，即/•值％塑性应变比反映金属材料抵抗厚 度减薄的能力，它作为评价金属板材成形性能优劣、揭示因织构所主导的各向异性度强弱的重要指 标，在冷轧产品研发、生产质量控制与工业选材等 方面得到了广泛应用 '已成为评价材料成形性能的重要指标之一。
冷轧深冲用钢的成形性能
冷轧深冲用钢的成形性能1、冲压性能的定义板材的冲压性能是指板材对冲压加工的适应能力。
板材的冲压性能好，可以在使用最低的人力与物力消耗的条件下，使用较方便的冲压加工方法即可制造成高质量的冲压件。
钢板的冲压性能一般指在冲制成型时，钢板耐冲压的程度，即成型性能的好坏，亦即钢板能在其平面方向上获得最大的塑性流变，同时在厚度方向上对流变产生最大的阻力。
板材的成形性是指，在给定的加工过程中板材承受变形而不产生断裂或失稳(失效)的能力。
目前，按照冲压级别，冲压板的冲压性能分为CQ级、DQ级、DDQ级和EDDQ级。
2、成形指标单向拉伸实验可获得两个重要的成形性能指标:塑性应变比(r值)和加工硬化指数(n值)。
同时，还可获得其它强度与塑性指标，如屈服强度(ReL)、抗拉强度((Rm)、总延伸率(A)等。
(1)强度和屈强比屈服强度ReL表示材料产生屈服时的最小应力。
ReL越小材料越容易屈服，成形后回弹小，贴模性和定形性较好。
抗拉强度Rm表示薄板材料在单向拉伸条件下所能承受的最大应力值，是设计与选材的主要依据。
它越大，冲压成形时零件危险断面的承载能力越高，其变形程度越大。
在材料与成形性能有关的其它指标大致相同时，Rm越大材料的综合成形性能越好。
屈强比为材料的屈服强度与抗拉强度之比，屈强比越小，表明薄板在破裂前能进行更大的变形加工，材料的成形性好，有利于冲压成形。
(2)延伸率延伸率A即试样拉伸断裂后标距段的总变形与原标距长度之比的百分数。
A值越大，板材允许的塑性变形程度也越大，冲压性能越好。
(3)塑性应变比和塑性应变比平面各向异性度金属薄板塑性应变比;值反映金属薄板在其平面内承受压力或拉力时抵抗变薄或变厚的能力，是金属薄板塑性各向异性的一种量度，是衡量深冲性能的重要指标之一。
板材的深冲性能与其力学性能的各向异性密切相关，提高深冲性能的宗旨是力图使板材在板平面内具有高塑性流动性，同时，在板厚方向具有足够的抵抗塑性流动的能力。
金属薄板塑性应变比_r值_测量的影响因素分析
从图 2 可见 ,对于板厚 0. 8mm < d ≤11 2mm 的 薄板 ,试样类型对于 r 值测定的影响最大 ,其 F 比 值是其它两个影响因素的 F 比值的 10 倍以上 ,特 别是 B1 系列样的 F 比值达 30. 06 ,此时试样类型在 α= 0. 95 时对 r 值的测定也为显著影响因素 。 2. 3 d > 1. 2mm 薄板 r 值的方差分析
·114 ·
表 4 r 值正交试验结果
Tab. 4 Ort hogonal test result s of r value
试样号 A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3
1 2. 00 2. 57 3. 29 2. 33 2. 78 3. 29 2. 11 2. 55 2. 80
2 1. 90 2. 57 3. 28 2. 31 2. 77 3. 23 2. 15 2. 61 2. 84
关键词 : 塑性应变比 ( r 值) ; 测量 ; 方差分析 ; 影响因素
中图分类号 : T GB302. 3 文献标识码 : A 文章编号 : 100124012 (2006) 0320113203
IN FL U ENCIN G FAC TO RS ANAL YSIS ON T H E M EA SU R EM EN T O F T H E PL A S TIC S TRA IN RA TIO r VAL U E O F M E TALL IC S H EE TS SU Da2xiong , XU Wei2cheng , L I He2ping , SHI Qiang2zhong
刚材中的n值和r值
钢材中的n值和r值
n值为加工硬化指数或应变硬化指数(work hardening index)，其值一般为0.2-0.5，奥氏体钢较大，如奥氏体不锈钢可以达到0.5以上，一般该值越大越好，说明材料的加工硬化能力较强。
σ=kεn。
n值在应力应变曲线上代表指数，其物理意义就是单向拉伸出现缩颈时的变形量，n值越大，代表材料均匀变形的能力越强,拉延能力越强,冲压性能好，于是局部破裂的可能性降低。
相反,当n值小时,冲压能力差。
r值为塑性应变比（plastic strain ratio），是材料在冲压成型时宽度上的应变值与厚度上的应变值之比，该值一般越大越好，冲压钢板的r值要大于1，否则很容易冲裂，这与钢板的织构有关，一般要求钢板有较强的{111}织构，使之在厚度上减薄较少。
钢板通常有各向异性,故r值应取与轧制方向成90、45、0度的试样试验结果的平均值,希望r值没有各向异性。
当r值小于1时,说明材料厚度方向容易变形减薄、致裂、冲压性能不好。
当r值大于1时,说明冲压成型过程中宽度和长度方向变形容易,能抵制厚度方向的变薄，而厚度方向的减薄是冲压过程中断裂的原因。
因此,r值大,则成型性好。
当r值大于1.4时,冲废率显著降低。
冷轧薄板加工硬化指数及塑性应变比的测定及分析
冷轧薄板加工硬化指数及塑性应变比的测定及分析冷轧薄板加工硬化指数及塑性应变比的测定及分析黄微涛向浪涛张丽萍(重钢股份公司钢研所)摘要:测定重钢生产的St14/SPCE的 n值、r值，对试验结果进行分析，研究n值、r值在整个应变区间的变化趋势。
关键词:深冲薄板 n值 r值 SPCE St14Measurement and Analysis of Working-hardening Indexand Plastic Strain Ratio for Deep Stamping Sheet Abstract: Measure the n and r of St14/SPCE produced by Chonggang Steel co.LTD, analysize the values, research the variation trend of n and r in the whole strain interval.Keywords: Deep stamping sheet, n, r, SPCE St14 前言，断后宽度缩减率、冲压开裂率、极限深拉比、孔径伸长率是表征材料深众多研究表明冲塑性的主要指标。
同时薄板材的加工硬化指数(n值)、塑性应变比(r值)又与以上指标有着良好的对应关系:随着r值的增加，断后宽度缩减率也明显增加，而冲压开裂率明显降低;n、r值越大，汽车专用板材的深冲性能越好，极限深拉比越高;孔径伸长率伴随着r值[1]的增加而提高。
公司冷轧薄板厂在开发SPCE、St14深冲板初期，因缺少必要的检测手段未能开展n、r值的有关研究，常出现产品冲压性能不稳定，成型性能较差，并伴随出现冲压开裂的质量异议。
为此，钢研所与薄板厂共同确定了在钢研所补充少量的检测手段，将n值、r值的测定工作开展起来，这为深冲薄板的n、r值的研究创造了必要条件。
1 试验原理1.1 塑性应变比r值对试样进行拉伸实验，测试制定塑性应变水平下长度和宽度变化，应变水平应超过屈服延伸阶段，并低于最大力时的塑性应变量。
各向异性指数和厚向异性指数对金属板料拉延成形的影响
2000年12月 第17卷 第4期绵阳经济技术高等专科学校学报Journal of Mianyang College of Economy &Technology Dec.2000Vol.17No.4 2000—06—05收稿 各向异性指数和厚向异性指数对金属板料拉延成形的影响李玉萍(绵阳经济技术高等专科学校 绵阳 621000)【摘要】通过金属板料的拉伸试验,分析了厚向异性指数和各向异性指数对金属板料拉延变形的影响。
关键词 拉延成形 各向异性指数 厚向异性指数 金属板料中图分类号:TB3 文献标示码:B 文章编号:1007-7286(2000)04-0028-02Affection of Aeolotropism Index and the Strain R atio of Width and Thickness upon the Forming metal board by Dra wing/Li Yuping (Miangyang College of Economy and Technology ,Mianyang ,621000)Abstract :The expriment on drawing metal board was conducted ,and affection of the strain ratio of width and thickness and aeolotropism index upon the forming by drawing was analyzed.K ey w ords :forming by drawing ;acolotropism index ;the strain ratio of width and thickness ;metal board. 在以压缩为主的变形方式中,拉延变形占大量比例,而变形过程中最易出现起皱、拉裂现象。
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如果 选 择 点数 太 少 而 拉 伸 速 度 又 不 同 时 阶梯 式 拉 力 试 样 的 应 用
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塑 性各 向异 性 比值 和 加工 硬 化 指数 与金 属 薄 板 冲压 性 能 的关 系
前
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言
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国 际 深 冲研 究 组 材料 工 作组 共 同 研 究 的 塑 性 各 向异 性 比 值
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这 五 种 试 验 方 法 和 试 验 机型 号 只 有 艾 利 逊 试 验 法 为 我 国 所 采 用 译注
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简 化 了的 基 准方 法
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指 数 与 深 冲试 验 两 者 之 间 的关 系 进 行 研 究
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所 示 系 阿 姆 克 钢 铁公 司 所 用 试 样 的 简 图
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不 同 的 试 验 室 在 相 同方 位 上 取 样 测 定 的 两 个 值 二 者 之 间 的 最 大 差 值 等 于
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参考 技 术 资料 表 明
管 是任 何 方 向
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对 于 质 量 变 化 很 大 的 超 软 钢 板 来说 指 数
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的 参差 概 率散 度 接 近 于
月
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使 可 能 在 不 测 定 负荷 的 情 况 下 计 算 加 工 硬 化 指 数
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这 样 的 简 化 在 某 种 程 度 上 就 补 偿 了 对 这 样 的 试 样 机 械 加 工 高精 度 的 要 求 的
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这一 方 法 提 供
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验
室 朽
】
,
仅 有
个 试 验 室
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关于屈服 点 算术 平 均值
屈服 点
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抗张强 度 和伸长 率 的 观测值 列 在表 相 对 于 平 均 值 的 偏 差 及 变 化系 数
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拉 力 强 度 和 各 向异 性 比
之 间对 照 表
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这 些 值 是 全 部 结 果 的 平 均值
一
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长度
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用 在 测置 伸 长 率 的 标 准 长 度 应 在 记 录 纸 上 作 出 标 记 或 者 在 试 样 上 进 行 测
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塑 性 各 向异 性 比 值
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的计算
计 算所 用 的 公 式
在 每 个方 向 上 为
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— 约 伸长 率 后 的 标 距 长 度 出现 — 向的 三 个 试样 的 值 进 行 计 算后 运 当 在每 方
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