金属塑性成形原理

金属塑性成形原理

1：试述塑性成型的一般分类。1按成形特点分;块料和板料成形。其中块料成形分为一次加工和2次加工。一次加工包括轧制、挤压、拉拔等加工方法。二次加工包括自由锻、模锻等加工方法。2按成形时工件的温度分为热成形，冷成形，温成形。

2：在冷态下塑性变形的主要形式是什么？为什么？1在冷态条件下，多晶体的塑性变形是晶内变形，而晶内变形的主要方式是滑移。2这是因为晶界存在各种缺陷，能量较高，在外力作用下不易变形，在冷态下条件下，晶界强度高于晶内，其变形比晶内困难，还由于晶粒在生成过程中，各晶粒相互接触，形成犬牙交错状态，造成对晶界滑移机械的阻碍作用，如果晶界变形，容易引起晶界结构的破坏，和裂纹产生，因此晶间变形只能很小。

3：多晶体金属塑性变形的特点是什么？1各晶粒变形的不同时性，2，各晶粒变形具有相互协调性。3晶粒与晶粒之间，晶粒内部与晶界附近区域之间的变形具有不均匀性。

4：细晶对变形抗力的影响？1，滑移是由一个晶粒转移到另一个晶粒，主要取决于晶粒、晶界附近位错塞积群产生的产力场是否能够激发相晶粒中的位错源开动起来，以进行协调性的次滑移，而位错塞积群应力场的强弱与塞积位错数目n有关，n越大，应力场就越大，位错源开动的时间就越长，位错数也就越大，因此，粗晶金属的变形比较容易，而细晶粒则需要更大的外力作用才能使相邻晶粒发生塑性变形，即晶粒越细小，金属的变形抗力越大。

5：细晶对金属塑性的影响？1，在一定的体积内，细晶粒的数目多于粗晶粒的数目，因而塑性变形是位向有利的晶粒也较多，变形能均匀地分散到各个晶粒上。2从每个晶粒的应变分布来看，细晶粒时，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性减小，细晶粒金属的变形不均匀性也较小，因此引起的应力集中必然减小，内应力较均匀，因而金属断裂前可以承受塑性变形量更大。

6：冷塑性变形对金属组织的影响？1，晶粒形状的变化，金属经冷变形加工后，晶粒形状变化趋势与金属宏观变形一致，2，晶粒内部产生亚结构，3晶粒位向改变，产生变形织构。

7：简述静态回复过程中金属组织的变化？点缺陷减小，位错密度有所下降，但位错分布形态经过重新调整和组合而处于低能态，位错会变薄，网络更清晰，亚晶增大，但晶粒形状没有变化。

8：再结晶过程中金属塑性的变化？

答:再结晶是一个显微组织彻底重组的过程，因而性能也发生了根本性的变化，表现为金属的强度、硬度明显下降，塑韧性显著提高，加工硬化和内应力完全消除，物理性能也得到恢复，金属大体上恢复到冷变形前的状态。

9：为什么温度越高晶粒越细小和应变速率越低，扩散所引起的作用力越大？1，温度越高，原子的动能和扩散能力越大，晶粒越细小，则意味着有越多的晶界和原子扩散的路程越短，应变速率越低，表明有更充分的时间进行扩散，温度越高晶粒越细小和应变速率越低，扩散

所引起的作用力越大

10：热塑性变形对金属组织和性能的影响？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。

11：何为加工硬化？产生原因？1，由于塑性变形程度的增加，而引起金属强度、硬度增加，而塑性韧性降低的现象叫做加工硬化。2，随着塑性变形的进行，位错缠结不断增加，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，这样要使金属继续变形就要不断增加外力，由此可以理解，金属的强度、硬度增加，塑韧性降低。

12：冷变形金属和热变形金属的纤维组织有何不同？1，在晶粒组织变化方面:冷变形后，晶粒形状变化趋势与金属宏观变形一致，热变形后，粗大的树枝晶，经过塑性变形及再结晶变化成等轴细晶粒组织，2，冷变形时金属组织产生变形织构，热变形时，随着变形程度的增大，钢锭内部的树枝晶逐渐沿着主变形方向伸长，进而形成纤维组织，3，热变形形成的纤维组织，使金属的力学性能呈现各向异性，塑性增强，冷变形产生的变形织构分为丝织构和板织构，丝织构使材料使材料具有很好的拉拔性能，板织构使材料具有良好的压缩性能。

13：什么是动态回复？为什么说动态回复是热塑性变形的主要软化机制？1，动态回复是指在热塑性变形过程中发生的回复，2，动态回复，主要是通过位错的攀移，交滑移等，来实现的，对于铝镁合金、铁素体钢等，由于它们层错能高，变形时扩展位错宽度窄，集束容易，位错的攀移和交滑移容易进行，位错容易在滑移面间转动，而使异号位错相互抵消，结果使位错密度下降，畸变能降低，不足以达到动态再结晶所需的能量水平。因此这类金属在热塑性变形过程中，即使变形程度很大，变形温度远高于再结晶温度，也只会发生动态回复，而不发生动态再结晶。

14：什么是动态再结晶？影响其的主要因素有那些？1，动态再结晶是指在热塑性变形过程中发生的再结晶，2，影响动态再结晶的主要因素有(1)金属的层错能的高低，(2)晶界迁移的难易程度，(3)变形温度，(4)变形速率(5)变形程度。

15：什么是温度效应？冷变形和热变形时变形速率对金属塑性的影响有何不同？1，温度效应是指金属塑性变形时，除一部分散失到周围介质中，其余的使变形体温度升高的现象，2，在冷变形时，随着应变速率的增加，开始塑性有所下降，以后由于(不清晰，待查书)

在热变形时，随着变形速率的增加，开始时塑性通常会有较显著的降低，以后由于温度效应的增加而使塑性回升，但，若温度效应过大，以至于实际变形温度由塑性区进入高温脆性区，则金属的塑性会有急剧的下降。

16：变形温度对金属塑性的影响的基本规律是什么？

随着温度的升高，塑性呈现增加趋势，但是，并非纯粹的线性上升，在加热过程中的某些温度区间，往往由于相态或者晶粒边界状态的变化而出现脆性区，一般划分位低温脆性区，中温脆性区，高温脆性区，(图略)，可说明变形温度对金属塑性的影响的基本规律，Ⅰ区域为

超低温脆性区，金属的塑性极低，以后随着温度的升高，塑性增加，200。C左右达到第一个塑性峰值，大约在200-400。C范围内为Ⅱ区域，称为低温脆性区，塑性有很大的降低，以后塑性继续随着温度的升高而增加，大约在800-950。C范围内为Ⅲ区域，称为中温脆性区，塑性随着温度的升高而降低，以后塑性继续随着温度的升高而增加，大约在1200。C 以后进入(Ⅳ区域，称为高温脆性区，塑性随着温度的升高急剧下降至极低。

17，提高金属塑性得到基本途径有那些？

1，提高材料成分和组织的均匀性，2，合理选择变形温度和变形速率，3，选择三相压缩性强的变形方式，4，减小变形的不均匀性。

名词解释

扩散性蠕变:是在应力场作用下，由空位的定向移动所引起。在应力场作用下，受拉应力的晶界(特别是与拉应力垂直的晶界)的空位浓度高于其他部位的晶界。由于各部分的化学势能差，引起空位的定向移动，即空位从垂直于拉应力的晶界放出，而被平行于拉应力的晶界所吸收。

变形织构:由于塑性变形的结果而使晶粒具有择优取向的组织。

多边形化:位错通过滑移、攀移、交滑移、等多种运动形式，使滑移面上的位错由水平赛积逐渐变为垂直排列，形成所谓的位错壁，于是晶体即被位错壁分隔成许多位向差小、而原子排列基本规则的小晶块，这些小晶块的形状近似一个多边形，故将此过程称为多边形化。热效应:从能量的观点看，塑性变形时，金属所吸收的能量绝大部分转化为热能，这种现象称为热效应。

温度效应:塑性变形热能，除一部分散失到周围介质中，其余的使温度升高的现象。

纤维组织:金属经过冷加工变形后，当变形程度很大时，则晶粒呈现为一片如纤维状的条纹，称为纤维组织。

屈服效应:随着金属变形的继续进行，而应力却保持不变或者作微小波动，称为屈服准则。吕德斯带:屈服效应在金属外观上的反映，就是当金属变形量恰好处于屈服延伸范围时，金属表面会出现粗糙不平、变形不均的痕迹。

金属的塑性:在外力的作用下，使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力。

金属的塑性成形:金属材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使其成形并获得一定力学性