第三章固态成形技术

⑵加工条件：
①变形温度 温度越高，塑性指标增加，变形抗力
降低，可锻性提高。 ②变形速度
一方面变形速度增大硬化速度随之增 大，塑性指标下降，变形抗力增大，可锻 性变坏；
另一方面变形速度越大，热效应越明 显，使塑性指标提高、变形抗力下降，可 锻性变好。 一般生产条件下采用较小变形速度。
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3.3 锻造方法
3.3.1 自由锻造
⑴定义：自由锻造是利用冲击力或压力使金属材料
在上下两个砧铁之间或锤头与砧铁之间产生变形，从 而获得所需形状、尺寸和力学性能的锻件成形过程。
车床主轴自由锻
盘套类锻件锻造
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3.2 金属塑性成形过程的理论基础
⑶应力状态：
三个方向中的压应力数目越多，塑性越好，变形抗力 增大；拉应力数目多，则金属的塑性就差，变形抗力降低。
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3.2.2 塑性变形基本规律
冷变形过程缺点：
①冷变形过程的加工硬化使金属的塑性变差，给进一步塑性变 形带来困难。 ②对加工坯料要求其表面干净、无氧化皮、平整。 ③加工硬化使金属变形处电阻升高，耐蚀性降低。
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3.2 金属塑性成形过程的理论基础 塑性成形性能（可锻性）
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3.1 概述
金属材料固态成形的基本成形条件: 1. 被成形的金属材料应具备一定的塑性;
2. 要有外力作用于固态金属材料上。
金属固态成形受到内外两方面因素的制约。
1. 内在因素即金属本身能否进行固态变形和可形变的
能力大小。
2. 外在因素即需要多大的外力。另外，外界条件（如
温度等）对内外因素有相当大的影响，且成形过程
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3.1 概述
冷变形过程的特征：
变形后具有加工硬化现象，强度、硬度升高，塑性 和韧度下降。
热变形过程的特征：
① 金属在热变形中始终保持良好的塑性，可使工件进 行大量的塑性变形；又因高温下金属的屈服强度较低， 故变形抗力低，易于变形。 ②热变形使内部组织结构致密细小，力学性能特别是 韧度明显改善和提高。因为金属材料内部的缩松、气 孔或空隙被压实，粗大（树枝状）的晶粒组织结构被 再结晶细化。 ③形成纤维组织，力学性能具有方向性。
衡量因素——塑性指标和变形抗力； 塑性越高，变形抗力越低，可锻性越好。
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3.2 金属塑性成形过程的理论基础
影响金属塑性成形性能的因素：
内在因素、加工条件、应力状态等。
⑴内在因素： ①化学成分—钢的含碳量越大，塑性成形性越差;
⑴体积不变规律
金属固态成形加工中金 属变形后的体积等于变形前 的体积（又叫质量恒定定理 ）
⑵最小阻力定律
金属在塑性变形过程中
，其质点都将沿着阻力最小 的方向移动。(最小周边法则 ）
（3）加工硬化
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3.1 概述
冷变形过程优点：
①冷变形制成的产品尺寸精度高、表面质量好。 ②对于不能用热处理方法提高强度、硬度的金属构件（特别 是薄壁细长件）。 利用加工硬化来提高构件的强度、硬度不但有效而且经济。
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3.1 概述
按金属固态成形时的温度分为两大类：
⑴冷变形过程
冷变形是指金属在进行塑性变形时的温度低于该金属 的再结晶温度。 冷变形过程的特征：变形后具有加工硬化现象，强度 、硬度升高，塑性和韧度下降.
⑵热变形过程
是指金属材料在其再结晶温度以上进行的塑性变形。
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中两因素相互影响。
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3.1 概述
金属塑性成形的主要方法
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金属固态塑性成形优缺点
优点： ⑴组织细化致密、力学性能提高； ⑵体积不变的材料转移成形，材料利用率高; ⑶生产率高，易机械化、自动化等。 ⑷可获得精度较高的零件或毛坯，可实现少无切削加工。
缺点： ⑴不能加工脆性材料； ⑵难以加工形状特别复杂（特别是内腔）、体积特别大的制品； ⑶设备、模具投资费用大。
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钢的合金元素含量越高，塑性成形性能越差. ②金属组织—单相固溶体的塑性成形性优于多相组
织，常温下，均匀细晶的塑性成形性优于粗晶组织， 钢中存在网状二次渗碳体时塑性成形性下降。
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3.2 金属塑性成形过程的理论基础
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3.3.1 自由锻造
自 由 锻 优 点
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