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变形速率对锻件塑性的影响

来源:法兰锻件网 有 880 人浏览 日期:2018-09-26 放大字体  缩小字体

文章摘要:变形速率对锻件塑性的影响比较复杂,下面法兰锻件网(www.duan100.com)就一些规律性的问题作以简单介绍。 (1)热效应与温度效应

       变形速率对锻件塑性的影响比较复杂,下面法兰锻件网(www.duan100.com)就一些规律性的问题作以简单介绍。
 
       (1)热效应与温度效应塑性变形时物体所吸收的能量,绝大部分转化为热能,这种现象称为热效应。塑性变形能的一部分散失到周围介质中,其余热量使变形体温度升高,这种由于锻件塑性变形过程中所产生的热量而使变形体温度升高的现象,称为温度效应。温度效应与变形速度、变形温度、变形程度以及周围介质有关。一般来说,变形速度高,单位时间的变形量大,产生的热量多,散热相对要少,温度效应大。如锻件在锤上锻造时,锤头连续打击坯料, 坯料的温度不仅不降低,有时反而会升髙。变形温度高,变形力及变形功都较小,转化为热的那部分能量较小,而且高温下热量散失快,故变形的热效应小,而冷变形时温度效应大, 变形程度大,单位体积的变形功大,温度效应明显。锻件与工具的接触面、周围介质的温差越小,散失的热量越小,温度效应越大。
锻件/锻造
 
       (2)变形速率对塑性的影响随着变形速率或应变速率的增加,金属的塑性降低。这是由于当变形速率增加时,要驱使数目更多的位错同时运动,而使锻件的真实流动应力提高。 但是变形速率的提高对锻件断裂应力的影响却不大,因此随变形速率的提高,金属就会过早地达到断裂阶段,减少了金属断裂前的变形程度, 即降低了锻件的塑性。在热变形条件下,变形速率增大,可能没有足够回复及再结晶的时间,从而降低金属的塑性。随着变形速率的增加,温度效应增加,会提高金属的塑性,这一点对冷塑性变形较明显。由此可见,随着变形速率的提高,既有塑性降低的可能,也有塑性提高的可能。应变速率对塑性的影响可用图说明。在图中的d段,当锻件应变速率不大时,应变速率的增加引起塑性的降低大于温度效应引起塑性的增加,因此塑性降低。在ad段,开始时塑性指标降低•随应变速率增大。温度效应增强,塑性不再随应变速率增加 而降低,反而出现上升。在cd段,当应变速率很大时,由于温度效应显著增强,使塑性的提高超过了因变形硬化造成的塑性下降,因而使塑性上升。但当温度效应很大,以致使变形温度进人了高温脆性区,则金属的塑性急剧下降,如de段。
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       应变速率增加,对于具有脆性转变的锻件,由于温度效应的作用而使金属由塑性区进入脆性区,则金属的塑性降低;反之,如果温度效应的作用恰好使金属由脆性区进人塑性区, 则对提高金属塑性有利。例如,前述碳钢在200〜400℃内为蓝脆区,若在此温度范围内提高应变速率,则由于温度效应而脱离蓝脆区,时效硬化来不及充分完成,塑性就不会下降; 又如,高速锤(锤头打击速度约为12〜18m/s)上模锻时,其锻造温度应比一般热模锻的低 50〜150℃左右,否则会由于温度效应大而落人高温脆性区,容易造成锻造金属的过热或过烧。

 
       提高应变速率,从锻造工艺性角度来看,会在以下三个方面起有利作用:第一,降低摩擦系数,从而降低金属的流动阻力、改善金属的充填性及变形的不均匀性;第二,减少热成形时的热童损失,从而减少毛坯温度的下降和温度分布的不均匀性,这对于工件形状复杂 (如具有薄壁、高肋等)且材料的锻造温度范围较窄的锻件锻造是有利的;第三,出现所谓 “惯性流动效应”,从而改善金属的充填性,这对于如薄辐板类齿轮、叶片等复杂工件的模锻成形是有利的。在非常高的应变速率(如爆炸成形等)下,金属的流变行为可能发生更为复杂的变化,其机理还不太清楚,但在极高的应变速率下(如爆炸成形压力液的速度约为 1200〜7000m/S),材料塑性变形能力大为提高,同时锻件成形时贴模速度很髙,传力介质多为液体或气体,因而锻件的精度高、表面质量好。
 

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关键词: 锻件、锻造
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