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金属塑性变形加工中必须掌握的知识要点

作者:希文      发布时间:2021-04-20      浏览量:0
塑性变形是金属材料加工过程中最重要的问题
塑性变形是金属材料加工过程中最重要的问题。这涉及到一些非常基本的概念,包括弹性变形、塑性变形、滑移、位错、剪切带、绝缘剪切带等。对这些概念的理解和认识有助于阐明金属塑性加工过程中某些现象的科学性。编辑整理了一些有关金属塑料加工的知识,欢迎您阅读和讨论,并欢迎您在文章末尾留言。

金属的变形通常有两种类型,即块状加工和板料加工。在块体加工过程中,会发生整个块体的塑性变形。在板料成形过程中,只发生局部塑性变形,最典型的现象是板料厚度变薄。

1。

金属的变形包括弹性变形和塑性变形。当载荷卸载时,弹性变形将恢复。塑性变形是金属在外力作用下的永久变形,是不可挽回的。一般说来,当施加的载荷超过材料的弹性极限,超过屈服点时,金属就会发生塑性变形。在金属成品率过程中,位错的滑移和孪晶将消耗这一过程中的能量输入。

2.工程应力-应变曲线

塑性变形通常以滑移的形式出现,滑移通常沿晶体中原子的致密排列表面开始,因为在原子致密排列表面开始滑移所需的能量最小。位错在晶粒中滑动,直到从晶粒中滑出来才能结束。因此,在晶体表面形成台阶,称为滑移带。在爱你的剪应力作用下产生的滑移带称为剪切滑移带,称为剪切带[剪切带]。

3,晶粒形貌

4,位错形态

5,滑移带模型

连续出现,一次只产生一步,晶体结构不变。对于大多数金属来说,致密的平面是(111)晶面,因此,滑移带通常产生于主应力45度的角度。

6,金属中的剪切带

在孪晶情况下会改变晶格结构。孪晶是一种晶体结构的扭曲,在双晶界两侧形成晶体结构的镜像。在孪生过程中,原子只移动原子之间距离的一小部分。然而,由于许多原子同时旋转。可以看到晶格的宏观变化,有时甚至可以听到声音。值得注意的是,在双晶界两侧,晶体的取向是不同的,但在滑移带的两侧,晶体的取向是相同的。

7,金属中的孪晶形态

在金属板冲压过程中,零件是通过拉坯形成的。在成型过程中,坯料固定在特定位置。因此,与锻件相比,冲压是通过拉伸而不是压缩来实现的。

8,高压扭转加工图

9,ECAP加工图

严重塑性变形(SPD)是一种加工纳米结构金属的方法,它不涉及纳米粉末的使用,是制备块体纳米材料的一种有吸引力的方法。经SPD处理后,材料的力学性能也将得到明显改善。在SPD加工过程中,材料会经历很高的塑性应变,从而导致大量的剪切变形。随着应变的增加,原始粗晶变小。这一结果将导致大量纳米粒子的形成,并且晶粒的取向差异也会变大。当这些亚微米尺寸的晶粒取向差异增大时,块体的力学性能和磁性能将得到改善。

10,ECAP加工金属组织

通道角挤压[ECAP]是一种SPD。它是一种结构,由于两个圆形通道的组成,金属通道设备的模头被挤出,并引入了较大的剪切变形。经过一次ECAP后,金属样品的直径保持不变,因此金属样品可以用ECAP多次加工。经过多次加工,晶粒变得更加等轴、均匀,材料的强度和韧性都有了很大的提高。每隔一段时间,ECAP就会在金属材料内部引入较大的塑性变形。

有一种非常特殊的变形,即金属在高应变率下的变形,如爆炸。在变形过程中,金属内部会留下一些特殊的结构,称为绝热剪切局部化(绝热剪切局部化)。局部剪切通常发生在金属内部较薄的区域,这一点很重要,因为它通常是金属失效的前兆。在大多数情况下,局部剪切与结构的局部软化有关。这种软化通常与热或几何原因有关。在几何软化过程中,晶体结构往往转向容易滑移的方向。

11,绝缘剪切带

的形态与热有关,主要是由于局部温度升高导致局部剪切。在极端情况下,当应变率很高时,局部热不能从塑性变形区逸出,这一剪切带称为绝热剪切带。非绝热剪切带是高速变形的一个重要特征,可以通过显微组织的特征来识别。