有色金属压力加工原理考试复习资料题剖析文档格式.docx

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1-1力和应力

4、★★什么叫做外力？

以及外力分类？

在压力加工过程中，作用在金属表面上的力，叫做外力。

外力分为作用力和约束反力

作用力：

它是使金属产生塑性变形的力，也称为主动力。

约束反力：

工件在主动力作用下，其运动受到工具阻碍而产生的力，成为约束反力。

5、★★什么叫做内力？

什么是第一种内力和第二种内力？

由外力而引起金属内各质点间产生相互作用的力，成为内力。

第一种内力：

为平衡外力的机械作用将产生内力，这是第一种内力。

第二种内力：

在某些条件下，由于金属工件各部分变形的大小不同，在金属内部产生的自相平衡的内力，称为第二种内力。

6、★什么叫做应力？

分类和单位？

在外力作用下，金属内部产生了内力，单位面积上的内力称为应力。

分为正应力（垂直分量）和切向应力（切向分量）。

帕Pa和兆帕MPa1MPa=10^6Pa=0.1kg/mm^2=1N/mm^2

1-2应力状态和变形状态

7、★什么是金属处于应力状态？

所谓金属处于应力状态就是金属内的原子被迫偏离其平衡位置的状态。

8、★★★绘制应力状态图P07

9、★什么是主应力状态、主应力、主平面、主切平面、主切应力？

金属在实际变形过程中，存在着这样的应力状态，即在变形区某点的单元六面体上只作用着正应力，没有切应力，我们把这样的应力状态称之为主应力状态。

这些正应力称之为主应力。

作用着主应力的平面称为主平面。

与主平面成45度角的平面，称为主切平面。

主切平面上作用的切应力，称为主切应力。

10、★什么是九种主应力状态图？

P09

分为线应力状态、平面应力状态和体应力状态。

线应力状态（2种）：

一个拉应力、一个压应力

平面应力状态（3种）：

一个为两向压应力、一个为两向拉应力、一个为一向压应力和一向拉应力

体应力状态（4种）：

一个为三向压应力、一个为三向拉应力、一个为两向压应力和一向拉应力和一向压应力和两向拉应力

在上述九种主应力状态图中，★★实际生产上只存在这一向压应力状态图是没有的。

11、什么是变形力学图？

P12

变形体内一点的主应力图和主变形图的结合，称为变形力学图。

12、★★★★挤压优于平辊轧制的原因是什么？

平辊轧制和挤压时，主应力状态均为三向压应力，但轧制时主变形图示为两

向延伸一向压缩。

而挤压时的主变形图示为两向压缩一向延伸。

从有利于最大发

挥金属的塑性来看，挤压法优于轧制法，因为两向压缩一向延伸的变形与两向延

伸一向压缩的变形相比，可以减小金属内部造成缺陷给变形造成的危害。

另外，

挤压时静水压力强度也比轧制时大，对于一些低塑性的金属及合金，采用挤压法

较容易进行压力加工。

1-3金属压力加工的热力学条件

补充：

★★★★变形温度与加热温度的区别？

塑性变形时金属所具有的温度，称为变形温度。

变形温度不同于加热温度，

加热温度指得是金属在变形前加热时的某一固定温度。

由于金属塑性变形过程不

可能在某瞬间完成，所以金属塑性变形的温度条件，并不是指某个固定的温度，

而是指某个最有利于金属塑性变形的温度范围。

13、★★绝对变形量、相对变形量计算？

金属塑性变形前后某主轴方向上尺寸改变的总量，称为绝对变形量。

分为绝对压下量、宽展量、伸长量。

（管材有减径量和减壁量）

相对变形量分为第一类相对变形量（是指工件绝对变形量与工件原始尺寸的比值

）第二类相对变形量（是指工件绝对变形量与工件变形后尺寸的比值）

14、★★什么是变形中的热效应和温度效应？

由于塑性变形时的复杂现象（滑移、孪晶等），造成耗于塑性变形时部分能

量转化为热能。

这种塑性变形过程中变形能转化为热能的现象，称为热效应。

塑性变形时转化的热能，一部分散失于周围介质中，其余部分使金属温度升高。

这种由于塑性变形过程中产生的热量而使变形金属温度升高的效果，称为温度效

应。

第二章金属塑性变形的机构及条件

2-1金属变形过程和断裂

15、什么是变形？

压力加工时，金属在外力作用下，会发生形状和尺寸的改变，称为变形。

16、★★★金属变形的四个阶段？

弹性变形阶段、屈服阶段、塑性变形阶段、断裂。

17、★★断裂的种类？

脆性断裂：

金属未出现明显塑性变形就发生的断裂，称为脆性断裂。

韧性断裂：

金属出现了明显的塑性变形后才产生的断裂称为韧性断裂。

18、断裂过程的三个步骤？

显微裂纹的产生、裂纹的扩展和聚合、宏观性的破坏。

2-2单晶体的塑性变形

19、★★三种晶格滑移系个数？

P26

20、★★什么是临界切应力？

能够引起滑移的最小分切应力称为临界切应力。

21、★★滑移的实质？

晶体的滑移是在切应力作用下通过位错在滑移面上的移动来完成的。

22、什么是位错？

以及位错的分类？

所谓位错，就是在一个晶体中，相邻晶面内原子排列发生错排，这种局部原

子面的错排称为位错。

位错分为刃型位错和螺型位错两种。

2-4金属塑性变形遵循的基本定律

23、★★★金属塑性基本定律内容？

弹塑性共存定律：

金属在塑性变形过程中，同时伴随有弹性变形的存在，这

个规律被称之为弹塑性共存定律。

体积不变定律：

金属塑性变形前后的体积是不变的。

这就是所谓的体积不变

定律。

最小阻力定律：

金属在塑性变形过程中，变形区内的金属质点有朝着各个方向自由流动的可能时，则它们一定朝着对其阻力最小的方向流动。

这种流动规律称为最小阻力定律。

第三章压力加工中的摩擦与润滑

3-1压力加工中摩擦的特点和影响

24、压力加工时摩擦力的特点？

1、接触表面所承受的压强大

2、摩擦对的表面不断更新

3、摩擦对性质差别大

4、高温下的摩擦对润滑带来很大影响

25、外摩擦对金属压力加工过程的影响？

1、引起不均匀变形

2、改变应力状态，增大变形抗力

3、降低了工具的使用寿命

4、摩擦的有利作用（强化摩擦是轧件顺利咬入、挤压摩擦产生死区提高产品表面质量）

3-2摩擦产生的原因及分类

26、★摩擦的分类？

干摩擦：

是指坯料与工具接触面之间没有任何润滑剂存在的摩擦。

流体摩擦：

当坯料与工具表面之间被润滑剂隔开时的摩擦称为流体摩擦。

边界摩擦：

介于流体摩擦和干摩擦之间的摩擦称为边界摩擦，或称为边界摩擦。

★★影响摩擦系数的因素？

1、金属种类和化学成份

2、工具表面的粗糙度

3、单位压力

4、变形温度

5、变形速度

6、润滑剂

3-4压力加工时的润滑和润滑剂

27、润滑的目的？

1、降低变形时的能量消耗

2、提高制品质量

3、减少工具磨损、延长工具使用寿命

28、★★压力加工对润滑剂的要求？

1、良好的耐热、耐压性能

2、适当的粘度和闪点

3、冷却性好

4、无蚀、无毒

5、易去除

6、成本低

第四章金属塑性变形的不均匀性

4-1一般概念

29、什么是均匀变形？

不均匀变形？

变形区内金属各质点的变形状态是相同的称为均匀变形。

否则统称为不均匀变形。

30、为实现均匀变形必须满足的条件？

1、变形金属的物理性能完全相同且各向同性

2、整个物体任何瞬间承受相等的变形量

3、接触表面没有外摩擦

4、整个变形金属同时处于工具的直接作用下，即不存在刚端影响

5、变形时，金属内任意质点处的温度相同，变形抗力相等，应力状态一样。

31、★研究变形分布的方法？

网格法、硬度法、比较晶粒法。

32、★什么是基本应力和附加应力？

基本应力：

在变形过程中，由外力引起的与外力相平衡的应力，称为基本应力。

附加应力：

金属不均匀变形受到其整体性限制，而引起金属内相互平衡的应力。

33、★★附加应力的分类？

根据不均匀变形的相对范围大小，按宏观级、显微级、和原子级的不均匀性

可把附加应力分为三类：

第一类附加应力：

变形金属大部分体积之间存在的附加应力，称为第一类附加应力。

第二类附加应力：

变形金属晶粒之间存在的附加应力，称为第二类附加应力。

第三类附加应力：

晶粒内部品格各部分之间存在的附加应力，称为第三类附加应力。

34、什么是工作应力？

金属开始塑性变形之后，不均匀变形产生的附加应力与变形金属内的基本应

力叠加在一起，改变了原基本应力在变形金属内的分布，形成了使金属产生塑性

变形的工作应力。

（在变形不均匀分布时，工作应力等于基本应力与附加应力的

代数和）

4-2变形和应力不均匀分布的原因

35、引起变形及应力不均匀分布的主要原因？

1、接触表面上的外摩擦

2、变形区几何因素

3、工具和变形金属的轮廓形状

4、变形时的温度

5、金属的性质以及变形金属的刚端

36、什么叫侧面翻平？

由于外摩擦引起的不均匀变形时，与形成鼓形有密切关系的是常发现侧表面

的金属局部地转移到接触表面上来的现象，这种现象称为侧面翻平。

37、产生单鼓、双鼓的原因？

平锤间镦粗圆柱体金属试件在变形力P的作用下，金属试件受到压缩而使高

度减小，横截面积增加。

若接触表面上无摩擦力影响，并认为材料的性能是均匀

的，则发生均匀变形。

但由于接触表面上有摩擦的存在，使接触表面附近金属变

行流动困难，而离上、下表面较远的中心部分变形比较容易，其变形量比上下表

面附近大得多，因而使圆柱体坯料镦粗后变成鼓形。

单鼓形：

金属塑性加工过程

中变形体不同工模具直接接触的侧表面所呈现的鼓肚变形现象。

双鼓形：

金属塑

性加工过程中同工模具没有直接接触的变形体侧表面所呈现的形如双鼓状的变

形现象。

38、★★★★产生单鼓形、双鼓形的条件？

镦粗圆柱体试件中，当试件原始高度与直径之比H/D《2时，将产生单鼓形

不均匀变形。

当试样的高度较大H/D>

2，且变形程度较小时，只能产生表面层变

形，而中间部分金属不会产生塑性变形，结果导致形成双鼓。

39、刚端的作用？

由于不变形的刚端与变形区直接相连接，所以在变形过程中它们之间要发生

相互影响，刚端的作用影响着变形金属的变形、应力及速度分布；

同时变形区内

金属的变形、流动也给刚端以影响。

在产生单鼓变形时，沿高向上处于中间的区

域高向变形最大，而靠近接触表面的区域高向变形逐渐减小，甚至不发生塑性变

形。

根据体积不变定律，这种高向变形的不均匀会导致纵、横变形的不均，即在

高向变形大的部位产生的自由延伸与宽展也大；

在高向变形小的部位产生的自由

延伸与宽展也小。

但是由于金属是一个整体，这种自由延伸会受到刚端的限制，

而使纵向延伸趋于一致，即刚端对纵向变形有强迫“拉齐”的作用。

由于刚端的

强迫“拉齐”的作用，使纵向变形不均匀减小，横向变形不均匀性增加。

4-3变形和应力不均匀分布的后果

40、★★变形及应力不均匀分布引起的后果有哪些？

1、改变变形金属内部的应力分布和状态

2、造成金属的破坏或