《塑性变形》课件

塑性变形本课程将介绍塑性变形的基本原理、常用工艺和应用课程简介介绍塑性变形的基本概探究塑性变形的微观机12念制本课程将介绍塑性变形的基本我们将深入探讨金属材料在塑原理、分类、以及在工程领域性变形过程中发生的微观结构的应用变化学习塑性加工的各种工艺3本课程将涵盖常见的塑性加工工艺，例如挤压、锻造、冲压等塑性变形的定义形状改变应力作用塑性变形是指材料在受力后发生塑性变形通常发生在材料的屈服永久形状改变，且这种改变在卸强度以上，此时材料内部的原子除外力后不会恢复重新排列，导致形状改变不可逆塑性变形是一个不可逆的过程，这意味着材料在变形后不会恢复到原来的形状塑性变形的特点可塑性不可逆性应力硬化温度影响材料在受力后发生永久变形的塑性变形是不可逆的，材料在随着塑性变形的进行，材料的温度会显著影响材料的塑性变能力卸荷后不会恢复原状强度和硬度会增加形行为塑性变形的微观机制位错运动1晶体材料中的缺陷，是塑性变形的主要原因孪晶2晶体结构的重新排列，在某些金属中较为常见晶界滑移3晶粒之间互相滑动，发生在多晶材料中金属的塑性变形机理123位错运动晶粒滑移孪生晶体材料内部的缺陷，是塑性变形的主晶粒间相互滑动，发生相对位移，导致晶体内部发生原子重排，形成新的晶体要原因材料变形结构，导致变形塑性变形的均匀性均匀性均匀性影响指的是材料在变形过程中，各个部位均匀性对材料的最终性能和产品质量的变形程度一致，没有明显的局部变有重要影响，均匀变形可以保证材料形的强度和韧性塑性变形的不均匀性应力集中变形梯度材料组织变化在塑性变形过程中，材料的应力分布不均不同区域的变形程度不同，导致变形梯度由于应力集中和变形梯度，材料的组织结匀，导致应力集中，容易造成裂纹或断裂过大，影响产品质量构会发生变化，影响材料的性能塑性变形的连续性逐渐变化应力应变曲线金属在塑性变形过程中，其形状塑性变形过程中的应力应变曲线和尺寸的变化是连续的，而不是是一条连续的曲线，没有明显的突然发生的断裂点变形过程从初始状态到最终形状，变形过程是连续的，没有明显的间断塑性变形的不可逆性塑性变形是不可逆的，这意味着一旦即使施加相反的力，材料也不会完全材料发生塑性变形，它将无法恢复到恢复到其原始形状，而是会保留一些其原始形状永久变形这种不可逆性是由材料内部结构的变化引起的，这些变化是由于原子在变形过程中重新排列造成的塑性变形的稳定性变形稳定性影响因素塑性变形过程中，材料抵抗变形的能力材料的力学性能•变形温度•变形速度•变形工艺参数•塑性变形的退火恢复1消除变形过程中产生的内应力再结晶2形成新的晶粒晶粒长大3提高材料的韧性和塑性塑性加工的分类冷加工热加工半热加工在室温或低于室温下进行的加工，例如冷轧在高于材料再结晶温度下进行的加工，例如介于冷加工和热加工之间，例如半热轧、半、冷拔、冷冲压等热轧、热锻等热锻等金属塑性加工的基本原理变形晶粒细化通过外力使金属材料发生塑性变塑性变形导致晶粒尺寸减小，提形，改变其形状和尺寸高材料强度和硬度组织变化变形过程改变金属材料内部组织结构，影响其性能金属塑性加工工艺冷加工在常温下进行的加工，如冷轧、冷拔、冷冲压等热加工在高温下进行的加工，如热轧、热锻、热挤压等温加工介于冷加工和热加工之间的加工，如温轧、温挤压等挤压成型挤压成型是一种常见的金属塑性加工工艺，它通过在模具中对金属材料施加压力，使其发生塑性变形，从而获得所需的形状和尺寸挤压成型具有以下特点高效率、高精度、高强度、低成本它广泛应用于航空航天、汽车制造、机械加工等领域注塑成型注塑成型是一种常见的塑料加工工艺，它利用高温熔化的塑料材料在压力下被注入模具型腔，并冷却固化成型注塑成型可用于生产各种形状的塑料产品，例如汽车零件、电子产品外壳、玩具和食品包装锻造成型锻造成型是一种利用锻锤或压力机对金属坯料施加压力，使之产生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的加工方法锻造成型具有以下特点材料利用率高•产品强度高•尺寸精度高•滚动成型滚动成型是通过一对或多对旋转的滚轮，使金属材料在滚轮的压力下发生塑性变形，从而改变其形状、尺寸和截面的加工方法滚动成型工艺具有生产效率高、产品精度高、材料利用率高、表面质量好等优点，广泛应用于制造各种金属制品，例如钢管、型材、钢板等拉拔成型拉拔成型是一种将金属材料通过模具拉伸，使金属材料的横截面积减小，长度增加的塑性加工方法拉拔成型常用于生产各种形状的金属线材，例如钢丝、铜线、铝线等拉拔成型具有以下优点可以生产各种尺寸和形状的金属线材•生产效率高，成本低•产品表面质量好，精度高•冲压成型冲压成型是一种利用冲压机和模具，将金属板料在压力作用下，使金属板料发生塑性变形，从而得到所需形状和尺寸的工件的加工方法冲压成型工艺具有生产效率高、产品质量稳定、尺寸精度高、成本低等优点，广泛应用于汽车、航空、电子、家电等行业塑性变形中的应力分析应力集中在塑性变形过程中，应力会集中在材料的特定区域，例如孔的边缘或尖角处残余应力塑性变形后，材料中会产生残余应力，这可以影响材料的强度和性能应力分布应力的分布在变形过程中会发生变化，这取决于材料的特性和变形条件塑性变形中的应变分析应变定义1材料在受力变形后，形状和尺寸发生变化的程度，用应变表示应变类型2包括正应变和切应变，分别反映材料在拉伸或压缩方向和剪切方向上的变形程度应变测量3通过测量变形前后材料的尺寸变化来确定应变值，常用的方法包括应变仪和光学测量法塑性变形中的变形能变形能1金属在外力作用下发生塑性变形时所消耗的能量热能2变形能的一部分转化为热能，导致金属温度升高储存能3变形能的另一部分以储存能的形式储存在金属内部变形能是塑性变形过程中的重要参数，它与金属的变形程度、材料的性质和变形条件密切相关变形能的大小决定了金属变形加工所需的能量，也影响着金属的温度变化和内部结构的变化塑性变形中的应力应变关系弹性阶段1应力与应变成正比，材料恢复原状屈服阶段2应力达到屈服极限，材料开始发生永久变形强化阶段3应力继续增加，材料发生塑性变形，强度提高颈缩阶段4应力达到抗拉强度，材料开始颈缩，断裂材料流动曲线真应力塑性变形阻力真应变材料的变形程度变形加工中的热量分析摩擦热1工具和工件之间的摩擦产生热量变形热2金属材料的塑性变形过程中产生热量热量传递3热量从工件传递到周围环境变形加工中的能量分析总能量1变形加工所需总能量有效能量2用于改变工件形状的能量无效能量3转化为热能或其他形式的能量变形加工中的表面质量表面粗糙度表面硬度变形加工过程中的摩擦和切削会塑性变形会改变材料的表面硬度影响表面粗糙度，影响材料的耐磨性和抗腐蚀性表面完整性变形加工过程中可能会出现裂纹、划痕等表面缺陷，影响材料的性能和外观变形加工中的精度控制尺寸精度形状精度位置精度确保加工后零件符合设计图纸要求的尺寸保证零件的形状准确，例如曲率、角度、保证零件各部分之间的相对位置准确，例圆度等如孔位、轴线等结论与展望塑性变形在材料加工和制造领域发挥着至关重要的作用通过深入理解塑性变形的原理和特性，我们可以更好地优化加工工艺，提高材料的性能和效率。