塑性成形原理知识点

1、塑性的概念：在外力作用下使固体金属发生永久变形而不破坏其完整性的能力。2、塑性加工的特点：组织、性能好；材料利用率高；尺寸精度高；生产效率高。3、塑性成形的分类：按工艺方法→体积(块料)成形{锻造、轧制、挤压、拉拔等}，板料成形{弯曲、拉深、冲裁、剪切等}；按成形温度→热成形、温成形、冷成型。4、多晶体的塑性变形包括晶内变形和晶间变形。晶内变形的主要方式为滑移和孪生，其中以滑移变形为主。5、体心立方：α-Fe、Cr、W、V、Mo；面心立方：Al、Cu、Ag、Ni、γ-Fe；密排六方：Mg、Zn、Cd、α-Ti6、滑移的特点：滑移系越多，金属变形协调性好，塑性高。滑移方向的作用大于滑移面的作用。7、单位面积上的内力称为应力。8、当滑移面上的剪切应力达到某一个值时，晶体产生滑移，改应力值即为临界剪切应力值。9、滑移方向上的切应力分量为：τ=σcosυcosλ。10、位错理论是指：滑移过程不是所有原子沿着滑移面同时产生刚性滑动，而是在某些局部区域先产生滑移，并逐步扩大。11、晶体的滑移的主要方式是位错的移动和增值。12、晶间变形是微量且困难的，其主要方式是晶粒间的相互滑动和转动。13、塑性变形的特点是：具有不同时性、不均匀性和相互协调性。14、晶粒大小对金属塑性变形的影响：当晶粒越小时，金属变形抗力越大、塑性越好、表面质量越好。15、固溶体晶体中的异类原子（溶质原子）会阻碍位错的运动，从而对金属的塑性变形产生影响，表现为变形抗力和加工硬化率有所增加，塑性下降。这种现象称为固溶强化。16、当金属变形量恰好处在屈服延伸范围时，金属表面会出现粗糙不平、变形不均的痕迹，称为吕德斯带。为防止吕德斯带的产生，通常在薄板拉延前进行一道微量冷轧工序，使被溶质气团钉扎的错位大部分脱钉，再进行后续加工。17、塑性变形对金属组织结构的影响：产生纤维组织、产生变形织构、产生亚结构。18、当金属塑性变形程度增大时，金属的刚度及硬度升高，而塑性和韧性下降，这种现象称为加工硬化。19、加工硬化可以改善一些冷加工工艺的工艺性、作为强化金属的手段，但是会降低金属塑性，使后续变形变得困难。加工硬化可以通过去应力退火得以消除。20、金属热塑性变形的机理主要有：晶内滑移、晶内孪生(合称晶内变形)，晶界滑移和扩散蠕变。21、热塑性变形对金属组织性能的影响：改善晶粒组织；锻合内部缺陷；破碎并改善碳化物和非金属夹杂物在钢中的分布；形成纤维组织；改善偏析。22、金属超塑性成型的种类分为：细晶超塑性和相变超塑性。23、金属超塑性成型的特点有：大伸长率；无颈缩；低流动应力，易于成形；变形过程中基本无加工硬化；具有极好的流动性和充填性。24、金属超塑性成型对金属微观组织的影响：几乎看不到位错；没有晶内滑移；不形成亚结构。25、金属超塑性成型对金属力学性能的影响：不产生织构、没有各向异性；具有较高的抗应力腐蚀能力；变形后没有残余应力；存在加工软化现象。26、金属的塑性指标主要有：拉伸试验；镦粗实验；扭转试验。27、化学成分对金属塑性的影响：磷→冷脆；硫→热脆；氮→兰脆；氢→氢脆。28、变形温度对金属塑性的影响：总的趋势是随着温度升高，塑性增加，但在某些温度区间内，由于相态或晶粒边界的变化而出现脆性区，使金属的塑性降低。29、变形力学条件对金属塑性的影响：当静水压力越大，即在主应力状态下压应力个数越多、数值越大时，金属的塑性越好；反之，当静水压力越小，即拉应力个数越多、数值越大时，金属的塑性越差。30、提高金属塑性的基本途径有：提高材料成分和组织均匀性；合理选择变形温度和应变速率；选择三向压缩较强的变形方式；减小变形的不均匀性。31、面力可分为作用力、反作用力和摩擦力。32、在外力作用下，物体内各质点之间产生的相互作用力叫做内力。33、围绕金属中某在质点Q建立平行六面体，六面体的棱边分别于坐标轴平行；这个六面体就成为单元体。34、全应力的平方等于主应力与切应力的平方之和：S2=σ2+τ235、切应力互等定理:τxy＝τyx；τyz＝τzy；τxz＝τzx36、对于一个确定的应力状态,只有一组(三个)主应力数值,即J1,J2,J3是不变量,不随着坐标轴的变换而发生变化。37、应力球张量不能使物体产生形状变化，只能使物体产生体积变化；相对的，应力偏张量不能使物体产生体积变化，只能使物体产生形状变化。38、应力偏张量的第三不变量J3’决定了应变的类型；J3’0属于伸长类应变；J3’＝0属于平面应变；J3’0属于压缩类应变。39、对主轴坐标系，等效应力有如下的特点：等效应力是一个不变量；等效应力在数值上等于单向均匀拉伸（或压缩）时的拉伸（或压缩）应力σ1，即σ=σ1；等效应力并不代表某一实际平面上的应力，因而不能在某一特定的平面上表示出来；等效应力可以理解为代表一点应力状态中应力偏张量的综合作用。40、对数应变的三个特点：真实性；可加性；可比性。41、根据体积不变条件和特征应变，塑性变形只能有三种变形类型：压缩类变形；剪切类变形；伸长类变形。42、金属在外力作用下，由弹性变形状态进入塑性变形状态，被称为屈服。43、屈雷斯加屈服准则：当受力物体(质点)中的最大切应力达到某一定值时，该物体就发生屈服：(σx-σy)2+4τxy2=σs2=4K2。44、米塞斯屈服准则：在一定的变形条件下，当受力物体内一点的等效应力(或应力偏张量的第二不变量)达到某一定值时，该点就开始进入塑性状态：(σx-σy)2+(σy-σz)2+(σz-σx)2+6(τxy2+τyz2+τzx2)=2σs2=6K245、屈雷斯加屈服准则与密席斯屈服准则的区别：屈雷斯加屈服准则没有考虑中间应力的影响，三个主应力顺序不知道时，使用不方便；而密席斯准则考虑了中间应力的影响，使用方便。46、弹性变形时，应力应变关系的特点：应力与应变的关系是完全成线性；弹性变形是可逆的，与应变历史无关；弹性变形时，应力球张量使物体产生体积变换，泊松比υ0.5。47、塑性变形时，应力应变关系的特点：应力与应变的关系是非线性的；塑性变形时认为体积不变，即应变球张量为零，泊松比υ＝0.5；对于应变硬化材料，卸载后再重新加载时的屈服应力就是卸载时的屈服应力，比初始的屈服应力要高；塑性变形是不可逆的，与应变历史有关。48、在增量理论中，普朗特-路埃斯理论考虑了弹性变形，而列维-米塞斯理论不考虑弹性变形，实质上后者是前者的特殊情况。49、应力应变中间关系决定变形的类型有：50、标称应力-应变曲线上的三个特征点是：屈服点c，缩颈点b，破坏点k51、真实应力-应变曲线的简化形式：52、金属塑性成形中摩擦的特点是：伴随有变形金属的塑性流动；接触面上压强高；实际接触面积大；不断有新的摩擦面产生；常在高温下产生摩擦。53、目前关于摩擦产生的原因的三种学说为：表面凹凸学说；分子吸附学说；粘着理论。54、影响摩擦系数的主要因素有：(1)金属的种类和化学成分；(2)工具的表面状态；(3)接触面上的单位压力；(4)变形温度；(5)变形速度。55、塑性成形时的润滑方法主要是：表面磷化-皂化处理。