这种随变形程度增大，变形金属的强度、硬度上升，而塑性、韧性下降的现象称为加工硬化。实际生产中将这种再结晶处理称为再结晶退火，它常作为冷变形加工过程中的中间退火，用于恢复金属材料的塑性以便于继续加工。......
2023-06-24
影响金属塑性和变形抗力主要因素
【摘要】：单相组织比多相组织塑性好，变形抗力低。在高温下，热塑性作用大为增加，使金属的塑性提高，变形抗力降低。由于金属和合金的种类繁多，上述一般的结论并不能概括各种材料的塑性和变形抗力随温度的变化情况。
影响金属塑性和变形抗力的主要因素有两个方面：一是变形金属本身的晶格类型、化学成分和金相组织等内部性质；其二是变形时的外部条件，如变形温度、变形速度和变形形式等。
1.化学成分和组织对塑性和变形抗力的影响
化学成分和组织对塑性和变形抗力的影响非常明显，也很复杂。下面以钢为例来说明。
（1）化学成分的影响 在碳钢中，铁和碳是基本元素。在合金钢中，除了铁和碳外，还含有硅、锰、铬、镍、钨等。在各类钢中还含有某些杂质，如磷、硫、氢、氧等。
碳对钢的性能影响最大。碳能固溶到铁里形成铁素体和奥氏体固溶体，它们都具有良好的塑性和低的变形抗力。当碳含量超过铁的溶碳能力时，多余的碳便与铁形成具有很高的硬度而塑性几乎为零的渗碳体。渗碳体对基体的塑性变形起阻碍作用，降低塑性，抗力提高。可见碳含量越高，碳钢的塑性成形性能就越差。
合金元素加入钢中，不仅改变了钢的使用性能，而且改变了钢的塑性成形性能，其主要的表现为：塑性降低，变形抗力提高。这是由于：合金元素溶入固溶体（α-Fe和γ-Fe），使铁原子的晶体点阵发生不同程度的畸变；合金元素与钢中的碳形成硬而脆的碳化物（碳化铬、碳化钨等）；合金元素改变钢中相的组成，造成组织的多相性等，这些都会造成钢的变形抗力提高，塑性降低。
杂质元素对钢的塑性变形一般都有不利的影响。磷溶入铁素体后，使钢的强度、硬度显著增加，塑性、韧性明显降低。在低温时，造成钢的冷脆性。硫在钢中几乎不溶解，与铁形成塑性低的易溶共晶体FeS，热加工时出现热脆开裂的现象。钢中溶氢，会引起氢脆现象，使钢的塑性大大降低。
（2）组织的影响 钢在规定的化学成分内，由于组织的不同，塑性和变形抗力也会有很大的差别。单相组织比多相组织塑性好，变形抗力低。多相组织由于各相性能不同，使得变形不均匀，同时基本相往往被另一相机械地分割，故塑性降低，变形抗力提高。
晶粒的细化有利于提高金属的塑性，但同时也提高了变形抗力。这是因为在一定的体积内细晶粒的数目比粗晶粒的数目要多，塑性变形时有利于滑移的晶粒就较多，变形均匀地分散在更多的晶粒内；另外，晶粒越细，晶界面越曲折，对微裂纹的传播越不利。这些都有利于提高金属的塑性变形能力。另一方面晶粒多，晶界也越多，滑移变形时位错移动到晶界附近将会受到阻碍并堆积，若要位错穿过晶界则需要很大的外力，从而提高了塑性变形抗力。
另外，钢的制造工艺，如冶炼、浇注、锻轧、热处理等，都影响着金属的塑性和变形抗力。
2.变形温度对塑性和变形抗力的影响
变形温度对金属和合金的塑性有很大的影响。就多数金属和合金而言，随着温度的升高，塑性增加，变形抗力降低。这种情况，可以从以下几个方面进行解释：
1）温度升高，发生回复和再结晶。回复使金属的加工硬化得到一定程度的消除，再结晶能完全消除加工硬化，从而使金属的塑性提高，变形抗力降低。
2）温度升高，原子热运动加剧，动能增大，原子间结合力减弱，使临界切应力降低。温度升高，不同滑移系的临界切应力降低速度不一样。因此，在高温下可能出现新的滑移系。滑移系的增加，提高了变形金属的塑性。
3）温度升高，原子的热振动加剧，晶格中原子处于不稳定状态。此时，如晶体受到外力作用，原子就会沿应力场梯度方向，由一个平衡位置转移到另一个平衡位置，使金属产生塑性变形。这种塑性变形的方式称为热塑性，也称扩散塑性。在高温下，热塑性作用大为增加，使金属的塑性提高，变形抗力降低。但在回复温度以下，热塑性对金属变形的作用不明显。
4）温度升高，晶界强度下降，使得晶界的滑移容易进行。同时，由于高温下扩散作用加强，使晶界滑移产生的缺陷得到愈合。
由于金属和合金的种类繁多，上述一般的结论并不能概括各种材料的塑性和变形抗力随温度的变化情况。可能在温升过程中的某些温度区间，往往由于过剩相的析出或相变等原因，而使金属的塑性降低和变形抗力增加（也可能降低）。碳钢的断后伸长率、断面收缩率和抗拉强度随温度的变化如图2-4所示。
3.变形速度对塑性和变形抗力的影响
所谓变形速度，是指单位时间内变形物体应变的变化量。塑性成形设备的加载速度在一定程度上反映了金属的变形速度。变形速度对塑性变形的影响是多方面的。
一方面，变形速度大时，要同时驱使更多的位错更快地运动，金属晶体的临界切应力将提高，使变形抗力增大；当变形速度大时，塑性变形来不及在整个变形体内均匀地扩展，此时，金属的变形主要表现为弹性变形。根据胡克定律，弹性变形量越大，则应力越大，变形抗力也就越大。另外，变形速度增加后，变形体没有足够的时间进行回复和再结晶，而使金属的变形抗力增加，塑性降低。
另一方面，在高变形速度下，变形体吸收的变形能迅速地转化为热能（热效应），使变形体温度升高（温度效应）。这种温度效应一般来说对塑性的增加是有利的。
图2-4 碳钢[w（C）=0.07%]拉伸特性随温度的变化
1—抗拉强度 2—断面收缩率 3—断后伸长率
有关多工位级进模设计实用手册的文章
- 详细阅读
-
探讨金属的塑性及应对变形的能力详细阅读
从成形工艺的角度，人们总是希望变形金属具有较高的塑性和低的变形抗力。它的大小，不仅取决于材料的流动应力，而且还取决于塑性成形时的应力状态、摩擦条件以及变形体的几何尺寸等因素。只有在单向均匀拉伸（或压缩）时，它才等于所考虑材料在一定变形温度、变形速度和变形程度下的流动应力。......
2023-06-26
-
金属的塑性成形技术详细阅读
金属的塑性是指金属材料在外力作用下能发生永久变形而不破坏其完整性的能力。在外力作用下，利用金属的塑性流动，能够使其成为所需尺寸和形状的毛坯或零件的工艺方法，就是塑性成形，也称为金属的压力加工。金属塑性成形的基本加工方式有轧制、挤压、拉拔、锻造和板料冲压等，如图5-1所示。塑性加工过程便于实现生产过程的连续化，自动化，适于大批量生产，如轧制，拉拔加工等，因而劳动生产率高。......
2023-06-24
-
金属切削的二次滑移变形及其影响详细阅读
如粘结强度大于材料的强度极限时，由于切削的继续进行，切屑的相对运动将发生在切屑底层和上层金属之间，这称为二次滑移变形。这时切削过程比较平稳，切削力波动较小，加工表面质量较高。单元切屑切削中，整个剪切面上的应力都超过了材料的强度极限，产生的裂纹贯穿切削的断面，形成一个个变形单元，如图1-15c所示。......
2023-06-23
-
塑性变形的基本形式：理解变形过程详细阅读
金属塑性变形过程非常复杂，原子离开平衡位置而产生的变形，主要有滑移和孪动两种形式。滑移和孪动都是发生在单个晶粒内部的变形，称为晶内变形。工业生产中实际使用的金属则是由多个晶粒组成的集合体，即多晶体。多晶体的变形基本形式仍是滑移和孪动，但在变形过程中，多晶体变形受到晶粒位向的影响和晶界的阻碍，会造成变形不均匀。当晶体间存有杂质时，会使晶间结合力降低，晶界变脆，不利于多晶体进行塑性变形。......
2023-06-26
-
滚动轴承的塑性变形及其优化详细阅读
随着载荷的增大，塑性变形量也逐渐增大。实验证明，即使在很小的载荷作用下，轴承中也产生塑性变形。图2-51 δ与Q2/3的关系图图2-52 塑性变形δs与载荷Q的关系图2.塑性变形的计算公式滚动轴承中塑性变形的计算公式为对点接触：式中 δs——滚动体和一个滚道接触处总的塑性变形量；Q——滚动体载荷；Dw——滚动体直径；ρⅠ1；ρⅡ1；ρⅠ2；ρⅡ2——接触物体Ⅰ、Ⅱ在主平面1、2中的主曲率。......
2023-06-26
-
金属锻压：塑性成形的基础工艺详细阅读
金属的塑性成形方法又称锻压，它是指对坯料施加外力，使其产生塑性变形，达到改变尺寸、形状及改善性能，用以制造毛坯或零件的成形加工方法。金属的弹性变形量很小，一般不超过1%，并具有可逆性，不能用于金属成形；金属塑性变形量则较大，_____又不可恢复，被广泛用于金属的成形，是金属锻压的基础。但加工硬化会增加冷轧、冲压等成形工艺的动力消耗，为恢复金属的塑性往往要进行中间退火，使其生产周期延长、成本增加。......
2023-06-26
-
切削变形及影响因素详细阅读
切削过程中的各种物理现象都是以变形为基础的。切削层金属是经过第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ变形区的变形后，形成切屑和新表面。由于τs与材料和温度有关，σav随材料、切削用量、刀具参数等的变化而变化，且变化范围很大。（二）积屑瘤在切削塑性材料、切削速度较低时，刀具靠近切削刃的前刀面上粘附着硬度很高的金属团块，如图1-19所示。4）使用切削液，降低切削温度和减小摩擦，都可拟制积屑瘤的产生。......
2023-06-23
相关推荐