材料加工原理教學(xué)ppt課件

《材料加工原理教學(xué)ppt課件》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、低碳鋼單向拉伸應(yīng)力—應(yīng)變曲線三階段彈性變形階段、彈塑性變形階段、斷裂階段彈性變形彈塑性變形塑性變形第十一章金屬的塑性變形與再結(jié)晶基本概念◇塑性變形：當(dāng)作用在物體上外力取消后，物體的變形不能完全恢復(fù)而產(chǎn)生的殘余變形?！笏苄裕涸谕饬ψ饔孟率菇饘俨牧习l(fā)生塑性變形而不破壞其完整性的能力稱為塑性。金屬塑性成形的優(yōu)點(diǎn)◇組織、性能好：使鑄錠內(nèi)部組織疏松多孔、晶粒粗大且不均勻等許多缺陷，經(jīng)塑性成形使其結(jié)構(gòu)致密、組織改善、性能提高。90％以上鑄鋼要經(jīng)過塑性加工。鑄造缺陷：縮孔◇材料利用率高：不產(chǎn)生切屑，只有少量的工藝廢料，并且流線分布合理。一般可達(dá)75～85％。鍛造缺

2、陷：渦流鍛造缺陷：渦流◇尺寸精度較高：精密鍛造、精密擠壓、精密沖裁等方法已達(dá)到少或無切削的要求。如葉片的復(fù)雜曲面可達(dá)到只需磨削的精度。紅原航空鍛鑄工業(yè)公司生產(chǎn)的精鍛葉片◇生產(chǎn)效率高：隨著塑性加工工具和設(shè)備的改進(jìn)及機(jī)械化、自動(dòng)化程度的提高，生產(chǎn)率也相應(yīng)得到提高。高速?zèng)_床形成次數(shù)已達(dá)1500～1800次/分；12000×10kN熱模鍛壓力機(jī)鍛造一根汽車發(fā)動(dòng)機(jī)用的六拐曲軸只需40s.單晶體的塑性變形：滑移和孿生多晶體的塑性變形：各個(gè)晶粒變形的總和一、滑移在外加切應(yīng)力作用下，晶體的一部分相對于另一部分沿一定晶面（滑移面）上的一定方向（滑移方向）發(fā)生相對的

3、滑動(dòng)塑性變形機(jī)制§11-1單晶體的塑性變形正應(yīng)力σ：僅使晶格產(chǎn)生彈性伸長，當(dāng)超過原子間結(jié)合力時(shí)，使將晶體拉斷；切應(yīng)力τ：使晶格產(chǎn)生彈性歪扭，在超過滑移抗力時(shí)引起滑移面兩側(cè)的晶體發(fā)生相對滑動(dòng)。在最密排晶面之間的面間距及最密排晶向之間的原子間距才最大，原子結(jié)合力最弱。自然過程的發(fā)生總是沿著阻力最小的方式進(jìn)行！Why?滑移面（方向）——最大密排面（晶向）二、滑移系：滑移面和該面上的一個(gè)滑移方向金屬三種常見晶格的滑移系Why?體心立方（α-Fe）和面心立方金屬（Cu、Al）滑移系數(shù)目相同，但面心立方金屬的塑性變形能力更好?晶體的滑移就是晶體滑移面兩側(cè)部分作整

4、體的相對移動(dòng)（剛性移動(dòng)）？？How??滑移系數(shù)目↑，材料塑性↑；滑移方向↑，材料塑性↑,（滑移方向的作用大于滑移面的作用）FCC和BCC的滑移系為12個(gè)，HCP為3個(gè)；FCC的滑移方向多于BCC。金屬塑性：Cu（FCC）＞Fe（BCC）＞Zn（HCP）?；频奈诲e(cuò)機(jī)制位錯(cuò)→滑移→塑性變形How?切應(yīng)力作用下，晶體中的位錯(cuò)沿著滑移面逐步移動(dòng)，最后移出表面，留下一個(gè)大小等于該位錯(cuò)矢量模的臺(tái)階。大量位錯(cuò)（原子距）→→移出晶體→→滑移線（1000原子距）→→滑移帶銅單晶變形后出現(xiàn)的滑移帶滑移的位錯(cuò)機(jī)制：晶體的滑移是通過位錯(cuò)在滑移面上的動(dòng)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，而勿需使晶

5、體的兩部分作整體相對移動(dòng)?；频膶?shí)現(xiàn)→借助于位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)。（剛性滑移模型計(jì)算出的臨界切應(yīng)力值＞＞實(shí)測值）金屬計(jì)算值(MN/m2)實(shí)測值(MN/m2)計(jì)算值與實(shí)測值之比銅銀金鎳鎂鋅64004500450011000300048001.00.50.925.80.830.94640090004900190036005100截面為A的圓柱單晶，受拉力F，在滑移面上沿滑移方向發(fā)生的滑移：1.臨界剪應(yīng)力-在滑移面上沿滑移方向開始滑移的最小分切應(yīng)力則F在滑移方向上的分切應(yīng)力τ為F作用在滑移面上沿滑移方向上的切向分力Fτ為三、滑移的臨界剪應(yīng)力及其影響因素當(dāng)σ=σs（屈

6、服應(yīng)力）時(shí)，晶體開始塑性變形。這時(shí)滑移方向上的剪應(yīng)力即為臨界剪應(yīng)力τk所以，當(dāng)作用在滑移面上的切應(yīng)力τ≥τk時(shí)，受拉伸的單晶體開始滑移。2.取向因子稱為取向因子。外力與滑移系之間的夾角φ與λ不同時(shí)，τ不同。不同滑移面及滑移方向的應(yīng)力都不一樣；同一滑移面上不同滑移方向，剪應(yīng)力也不一樣。軟取向：晶體最容易發(fā)生滑移的取向。φ=45o硬取向：晶體不可能滑移的取向。φ=90o，0o鎂單晶拉伸的屈服應(yīng)力與晶體取向的關(guān)系3.晶體的轉(zhuǎn)動(dòng)①位向和晶面的變化拉伸時(shí)，滑移面和滑移方向逐漸趨于平行的拉伸軸線。壓縮時(shí)，晶面逐漸趨于垂直于壓力軸線。②取向因子的變化—晶面轉(zhuǎn)動(dòng)引起

7、的幾何硬化：φ、λ遠(yuǎn)離45o，分切應(yīng)力減小，滑移困難幾何軟化：φ、λ接近45o，分切應(yīng)力增大，滑移容易4.影響臨界分切應(yīng)力的因素-τk是一個(gè)材料常數(shù)①金屬的本性位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力與金屬晶體原子間的結(jié)合力有關(guān)。金屬的本性（原子結(jié)構(gòu)、點(diǎn)陣類型、點(diǎn)陣常數(shù)等）不同，原子結(jié)合力不同，τk也不同，與φ、λ無關(guān)②金屬中的雜質(zhì)雜質(zhì)或溶質(zhì)原子，使滑移阻力，τk③晶體缺陷使缺陷多的因素，使τk④形變溫度T，原子動(dòng)能，結(jié)合力，τk⑤形變速率v，τk晶體的一部分相對于另一部分沿一定晶面（孿生面）和晶向（孿生方向）發(fā)生切變。→金屬晶體中變形部分與未變形部分在孿生面兩側(cè)形成鏡面對稱

8、關(guān)系?！l(fā)生孿生的部分（切變部分）稱為孿生帶或?qū)\晶。為什么發(fā)生孿生變形？　何種情況下才易發(fā)生？？特點(diǎn)：均勻切