軋鋼理論--第三講

1、3.1 金屬的塑性 3.2 變形抗力和屈服條件3. 1. 1 塑性的基本概念 3. 1. 2 塑性指標及其測量方法 3. 1. 3 塑性狀態(tài)圖及其應(yīng)用 什么是塑性？ 塑性是金屬在外力作用下產(chǎn)生永久變形而不破壞其完整性的能力。塑性與柔軟性的區(qū)別是什么？ 塑性反映材料產(chǎn)生永久變形的能力，表示變形后產(chǎn)生的變形量的大小。 柔軟性反映材料的軟硬程度，表示變形的難易程度。 塑性好的材料不一定軟，塑性差的材料不一定硬。鉛-塑性好，變形抗力小A不銹鋼-塑性好，但變形抗力大白口鑄鐵-塑性差，變形抗力大結(jié)論：塑性與柔軟性是兩個完全不同的概念探索塑性變化規(guī)律尋求改善塑性途徑選擇合理加工方法確定最佳工藝制度提高產(chǎn)品質(zhì)

2、量塑性指標 塑性指標的測量方法概 念： 金屬在破壞前產(chǎn)生的最大變形程度，即極限變形量。表示方法： 延伸率與斷面收縮率(拉伸試驗) 沖擊韌性ak（ 沖擊試驗） 最大壓縮率(壓縮或軋制試驗) 扭轉(zhuǎn)周數(shù)n （ 扭轉(zhuǎn)試驗） 彎折次數(shù)等拉伸試驗法壓縮試驗法扭轉(zhuǎn)試驗法軋制模擬試驗法00100%hLLL00100%hFFF式中：L0拉伸試樣原始標距長度； Lh拉伸試樣破斷后標距間的長度； F0拉伸試樣原始斷面積； Fh拉伸試樣破斷處的斷面積 簡單加載條件下，壓縮試驗法測定的塑性指標用下式確定： 00100%hHHH式中： 壓下率； H0試樣原始高度； Hh試樣壓縮后，在側(cè)表面出現(xiàn)第一條 裂紋時的 高度 對于

3、一定試樣，所得總轉(zhuǎn)數(shù)越高，塑性越好，可將扭轉(zhuǎn)數(shù)換作為剪切變形（ ） 。 030nRL式中：R試樣工作段的半徑； L0試樣工作段的長度； n試樣破壞前的總轉(zhuǎn)數(shù)。 在平輥間軋制楔形試件，用偏心軋輥軋制矩形試樣，找出試樣上產(chǎn)生第一條可見裂紋時的臨界壓下量作為軋制過程的塑性指標。 概念：表示金屬塑性指標與變形溫度及加載方式的關(guān)系曲線圖形，簡稱塑性圖。應(yīng)用：選擇合適的加工方法， 確定相應(yīng)的變形溫度、變形速度應(yīng)力狀態(tài)及最大變形量等工藝制度。一、 影響塑性的內(nèi)部因素 二、 影響金屬塑性的外部因素 三、 提高金屬塑性的主要途徑四、 金屬的超塑性 1化學(xué)成分 （1）基本元素Fe 和C：純鐵的塑性較好； C與Fe

4、形成的固溶體也有較好的塑性，而Fe3C很脆；隨C，塑性；（2）雜質(zhì)元素：S、P、N、H、O (3) 合金元素：Si、Mn、Cr、 Ni、Cu、 W、Mo、V、Ti對塑性的影響 (4) 五害元素： (5)稀土元素：2組織結(jié)構(gòu) （1）不同晶體結(jié)構(gòu)的金屬塑性不同 (2) 單相組織比多相組織的塑性好 (3) 金屬晶粒越細塑性越好1變形溫度2、變形速度3、變形力學(xué)條件4、其他因素溫度圖11-4 碳鋼的塑性隨溫度變化圖塑塑性性1變形溫度對碳鋼的影響塑性變形速度，1/秒圖11-5 變形速度對塑性的影響爆炸成型能大大提高金屬的塑性軋制時一般隨變形速度，金屬的塑性。T1+D3T1+D3最有利于發(fā)揮金屬的塑性最有

5、利于發(fā)揮金屬的塑性 圖11-6 主變形圖對金屬中缺陷形狀的影響 （a）未變形的情況；（b）經(jīng)兩向壓縮向延伸變形后的情況； （c）經(jīng)向壓縮兩向延伸后的情況 力 學(xué)性能12體積 變形物體體積對力學(xué)性能的影響 1塑性； 2變形抗力； 某些金屬材料的延伸率大大超過100%，最大達到1000%甚至于2000%。人們把這種現(xiàn)象叫做超塑性。 把能超過100%延伸率的材料稱為超塑材料。 超塑性：細晶超塑性和相變超塑性提高塑性的主要途徑有以下幾個方面：(1)控制化學(xué)成分、改善組織結(jié)構(gòu)，提高材料的成分和組織的均勻性；(2)采用合適的變形溫度速度制度；(3)選用三向壓應(yīng)力較強的變形過程，減小變形的不均勻性，盡量造成

6、均勻的變形狀態(tài)；(4)避免加熱和加工時周圍介質(zhì)的不良影響。 3. 2. 1 變形抗力及其表示3. 2. 2 開始塑性變形的條件 3. 3. 3 影響變形抗力的因素 3. 3. 4 減小變形抗力的方法l金屬或合金對變形的抵抗能力叫做變形抗力（變形阻力）l常用屈服極限s表示（拉伸試驗）l對應(yīng)于一定變形溫度、變形速度及變形程度的變形抗力指標稱為真實變形抗力（真實應(yīng)力）一、極限應(yīng)力狀態(tài)與塑性方程 1金屬開始塑性變形時的應(yīng)力狀態(tài)稱為極限應(yīng)力狀態(tài)。表示塑性變形即將開始時主應(yīng)力與屈服極限之間關(guān)系的數(shù)學(xué)方程式稱為塑性方程式。 2單向拉伸試驗： 彈性變形屈服均勻塑性變形塑性失穩(wěn)斷裂當(dāng)拉應(yīng)力1達到金屬的屈服極限時

7、發(fā)生屈服 3復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下：各應(yīng)力分量與和達到什么關(guān)系時材料屈服？ 屈服條件，兩種判別準則。材料為各向同性的均質(zhì)體；金屬有明顯的屈服極限；不考慮Banschinger效應(yīng)，即認為屈服極限不隨應(yīng)力方向改變而變化 ； 金屬屈服不受靜水壓力影響。Tresca 屈服準則（最大剪應(yīng)力準則） s312K-Tresca屈服準則未反映中間主應(yīng)力2的影響，存在一定誤差 Mises 屈服準則 經(jīng)簡化得： s213232221)-()-()-(211.1551ms31m-討論： 當(dāng)1=2 或2=3時，m=1，兩準則重合； 當(dāng)2=0.5(1+3)時， m=1.155，兩準則差別最大； 一般情況下，m=11.155 （例題講解：P158，例一、例二。） 化學(xué)成份的影響碳鋼中的C及雜質(zhì)元素合金元素組