1、3.1 金属塑性成形基础金属塑性成形基础3.3.1金属塑性变形的机理金属塑性变形的机理1.单晶体的塑性变形：单晶体的塑性变形： 在外力作用下金属内部产生应力和应变在外力作用下金属内部产生应力和应变。单晶体单晶体 在切应力作用下产生应变，当切在切应力作用下产生应变，当切应力应力 达到达到 材料的材料的 屈服强度屈服强度 时晶格内产生相对时晶格内产生相对滑移滑移 。外力去除后晶格的弹性变形消失，而。外力去除后晶格的弹性变形消失，而滑移造成的变形保留下来，故形成宏观塑性滑移造成的变形保留下来，故形成宏观塑性变形。变形。（ 1） 塑性变形形式：塑性变形形式：1）滑移；）滑移； 2）双晶（孪晶）。）双晶
2、（孪晶）。（ 2） 滑移滑移 ： 晶体内一部分原子相对于另一部晶体内一部分原子相对于另一部 分产生滑动。分产生滑动。位错位错 ：晶体中一列或若干列原子发生错排而：晶体中一列或若干列原子发生错排而造成的晶格扭曲现象。造成的晶格扭曲现象。 “ 位错具有易动性位错具有易动性 ”滑移的位错理论：滑移的位错理论： 晶体内的滑移是借助滑移晶体内的滑移是借助滑移 面上的位错运动来实现的。面上的位错运动来实现的。安徽工程科技学院机械系安徽工程科技学院机械系 孪晶 滑移安徽工程科技学院机械系安徽工程科技学院机械系2.多晶体 的 塑性变形 ：由 晶内 变形（各晶粒内 通过 位错 运动发生 的滑移或孪晶）和晶间 变
3、形（晶粒间的 滑动 和 转动 ）共同完成 的。3.1.2 金属的加工硬化、回复和再结晶1.金属的加工硬化 ：即金属在低于再结晶温度加工时，由于塑性应变而产生的强度、硬度增加，塑性、韧性下降的现象。意义 ： 强化金属 。纯 金属 及 某些不能通过热处理 方法 强化 的 合金 ，如 低碳钢 、纯铜、 防锈 铝、 奥氏体不锈钢 、 高锰钢 等，可通过冷 拔、 冷轧 、冷 挤压 等 工艺 来 提高 其 强度 和 硬度 。但 在 冷轧 薄 钢板 、冷拉细 钢丝 及多道拉深的 过程 中，也会 由于加工 硬化造成后道加工 的 困难 ,甚至 开 裂 。故 应 在 工序 间穿插 热处理工艺 来 消除加工硬化 。
4、2.回复与再结晶回复与再结晶 ：（ 1）回复）回复 ：即将冷成形后的金属加热至一定温度后，即将冷成形后的金属加热至一定温度后，使原子恢复到平衡位置，晶内残余应力大大减使原子恢复到平衡位置，晶内残余应力大大减小的现象。小的现象。T回 （ 0.25 0.3） T熔 K生产中常利用 回复 消除加工硬化后工件的残余内应力。（ 2） 再结晶再结晶 ： 即塑性变形后金属被拉长的即塑性变形后金属被拉长的晶粒重新生核、结晶，变为等轴晶粒的现象。晶粒重新生核、结晶，变为等轴晶粒的现象。T再 0.4 T 熔 K生产 中， 再结晶 也有 广泛 的 应用 。例 如 ： 在 冷轧 、冷挤、冷拉、冷冲的 过程 中穿插 再
5、结晶退火 ， 消除加工硬化 ， 恢复金属材料的 良好塑性 ， 以利于后续的冷变形加工。3.1.3 金属的冷成形、热成形及温成形1.冷成形 ： 即坯料在回复温度以下进行的塑性成形过程，变形过程中会出现加工硬化。包括冷冲、冷挤、冷镦、冷轧、冷拔等， T变 T回。优缺点： （ 1） 成形后的金属表面光洁、尺寸 精确，具有较高强度和硬度。（ 2）有加工硬化，变形 量 不宜过大。2.热成形热成形 ：即金属在再结晶温度以上进行的塑性成形过程即金属在再结晶温度以上进行的塑性成形过程。包括 锻造 、热 挤压 、 热轧 ， T变 T再优缺点： （ 1）产品力学性能高；（ 2）无加工硬化现象； （ 允许 以 较小 的功 达到较大 的 变形 。）（ 3）产品尺寸精度有所下降。
