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金属塑性成形原理第五章塑性成形件质量的定性分析一、塑性成形中常见的缺陷类型•1、原材料中的缺陷•毛细裂纹、结疤、折叠、非金属夹杂、偏析、白点、缩孔残余•2、热处理工艺不当造成的缺陷•过热、过烧、热裂纹、脱碳、增碳•冷却裂纹、网状碳化物•硬度不匀、硬度不合适•3、成形工艺不当造成的缺陷•晶粒不均匀，过大、过小，折叠，失稳、裂纹二、空洞和裂纹•1、塑性成形件中的空洞•A成因•晶界处位错塞积或缺陷本身的分裂•B分类•V形：位于三晶粒交界处（由于应力集中产生，高应力下易出现）•O形：沿晶界或相界（过饱和空位向晶界或相界聚集而成，低应力下易出现）•C实验表明：•应力球张量可以抑制空洞的产生，而且有可能焊合原有的空洞。•空洞在一定条件下形核、长大，空洞聚合或连接就会形成裂纹。•2、塑性成形件中的裂纹•A成因•（1）由外力直接引起的裂纹•（2）由附加应力和残余应力引起的裂纹•（3）由温度应力和组织应力引起的裂纹•（4）冶金和缺陷处应力集中产生的裂纹•（5）第二相或夹杂物本身强度低或塑性差产生裂纹•（6）第二相或夹杂物与基体性能差异产生裂纹•B防止裂纹产生的措施•原则：•提高金属的塑性•具体措施：•1、增加三向压应力•2、选择合适的变形温度和变形速率•3、采用中间退火，消除内应力、加工硬化等•4、提高原材料的质量三、塑性成形件中的晶粒度•晶粒大小对钢的性能影响•晶粒越细小，屈服强度、疲劳强度、塑性、冲击韧性越高，同时还可以降低钢的脆性转变温度。1、影响晶粒大小的主要因素•（1）加热温度•晶粒随着温度的升高而长大是一种必然现象（晶粒越粗，其总的晶界表面积就越小，总的表面能就越低，使金属处于自由能较低的稳定状态）•（2）变形程度•变形程度要在合适的范围内才能获得细小的晶粒•（3）机械阻碍物•金属中的机械阻碍物可以钉扎晶界，阻止晶界的迁移，从而细化晶粒（机械阻碍物一旦溶于晶内，就不再起钉扎作用）2、细化晶粒的主要途径•（1）原材料中加入一些合金元素•如钨、钒、钛等元素•（2）适当的变形温度和变形程度•（3）采用锻后正火（或退火）等相变重结晶的方法四、塑性成形件中的折叠•1、定义：•折叠是金属变形流动过程中已经氧化的表面金属汇合在一起形成的。•2、危害：•减小了零件的承载面积，易产生应力集中，成为疲劳源。•3、形态•4、形成原因•金属的不合理流动五、塑性加工中的失稳•1、分类•A、拉伸失稳•B、压缩失稳•2、表现•A、拉伸失稳：缩颈•B、压缩失稳板条：弯曲•板料：起皱作业题•金属塑性成形中常见的缺陷类型有哪些？•这些缺陷怎样发现？•怎样避免？