金屬材料的損壞與塑性變形ppt課件

.,金屬材料的損壞與塑性變形,主講：周長勇,.,.,一、機(jī)械零件的失效,機(jī)械零件由于某些原因喪失工作能力或達(dá)不到設(shè)計(jì)要求性能時(shí)，稱為失效。機(jī)械零件的失效并不是單純意味著破壞，可歸納為三種情況：完全不能工作雖然能工作，但性能惡劣，超過規(guī)定指標(biāo)有嚴(yán)重?fù)p傷，失去安全工作能力,.,機(jī)械零件常見的失效形式,斷裂過大殘余變形表面損傷失效材質(zhì)變化失效破壞正常工作條件而引起的失效,.,機(jī)械零件常見的損壞形式,.,彈性變形與塑性變形,變形分為彈性變形與塑性變形。彈性變形是指外力消除后能夠恢復(fù)的變形。如彈簧的工作壓縮、桌面支撐物品的變形等。塑性變形是指外力消除后無法恢復(fù)的永久性變形。造成零件損壞的變形，通常是指塑性變形。如鋼筋的彎折、零件的沖壓等。,.,塑性變形的應(yīng)用,軋制：將金屬坯料通過一對(duì)旋轉(zhuǎn)軋輥的間隙（各種形狀），因受軋輥的壓縮使材料截面減小，長度增加的壓力加工方法，這是生產(chǎn)鋼材最常用的生產(chǎn)方式，主要用來生產(chǎn)型材、板材、管材。有熱軋和冷軋兩種。,.,軋制,.,軋制的應(yīng)用,MacBook機(jī)體加工,麻花鉆的軋制成形,.,塑性變形的應(yīng)用,擠壓：用沖頭或凸模對(duì)放置在凹模中的坯料加壓，使之產(chǎn)生塑性流動(dòng)，從而獲得相應(yīng)于模具的型孔或凹凸模形狀的制件的鍛壓方法。可制作長桿、深孔、薄壁、異型斷面零件，是重要的少無切削加工工藝。,.,擠壓及其應(yīng)用,活塞銷的擠壓成形,.,塑性變形的應(yīng)用,冷拔：用外力作用于被拉金屬的前端，將金屬坯料從小于坯料斷面的模孔中拉出，使其斷面減小而長度增加的方法。冷拔的產(chǎn)品較之于熱成型有：尺寸精度高和表面光潔度好的優(yōu)點(diǎn)。,.,塑性變形的應(yīng)用,鍛壓：對(duì)金屬坯料（不含板材）施加外力，使其產(chǎn)生塑性變形、改變尺寸、形狀及改善性能，用以制造機(jī)械零件、工件、工具或毛坯的成形加工方法。,.,塑性變形的應(yīng)用,冷沖壓：借助于常規(guī)或?qū)Ｓ脹_壓設(shè)備的動(dòng)力，使板料在模具里直接受到變形力并進(jìn)行變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的產(chǎn)品零件的生產(chǎn)技術(shù)。,.,載荷：,金屬材料的變形通常是在外力作用下發(fā)生的，金屬材料在加工及使用過程中所受的外力成為載荷。根據(jù)載荷作用性質(zhì)的不同，可分為：靜載荷：大小不變或變化過程緩慢；沖擊載荷：在短時(shí)間內(nèi)以較高速度作用于零件；交變載荷：大小、方向或大小和方向隨時(shí)間發(fā)生周期性變化。,二、與變形有關(guān)的幾個(gè)概念,.,載荷的作用形式,拉伸載荷壓縮載荷彎曲載荷剪切載荷扭轉(zhuǎn)載荷,.,三、金屬的變形,.,三、金屬的變形,金屬在外部載荷作用下，首先發(fā)生彈性變形，載荷增加到一定值后，除了發(fā)生彈性變形外，還發(fā)生塑性變形。繼續(xù)增加載荷，塑性變形也將逐漸增大，直至金屬發(fā)生斷裂。在一定體積內(nèi)，晶粒的數(shù)目越多，晶界就越多，晶粒就越細(xì)，并且不同位向的晶粒也越多，因而塑性變形抗力也越大。,.,四、冷作硬化,金屬材料的冷塑性變形，在外形變化的同時(shí)，晶粒的形狀也會(huì)發(fā)生變化，還會(huì)使晶粒內(nèi)部的位錯(cuò)密度增加，晶格畸變加劇，從而使金屬隨著變形量的增加，其強(qiáng)度、硬度提高，而塑性、韌性下降，這種現(xiàn)象稱為“形變強(qiáng)化”或“加工硬化”。