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制造技术专业英语翻译

7.1NATUREOFPLASTICDEFORMATION

Plasticdeformationisthedeformationwhichispermanentandbeyondtheelasticrangofthematerialoften,metalsareworkedbypfasticdeformationbecauseofthebeneficialeffectthatisimpartedtothemechanicalpropertiesbyit.Thenecessarydeformationinametalcanbeachievedbyapplicationoflargeamountofmechanicalforceonlyorbyheatingthemetalandthenapplyingasmallforce.

7.1塑性变形本质

塑性变形是超过弹性变形范围之后的一种永久变形。

通常，金属采用塑性变形加工是因为可以通过其获得良好的机械性能。

金属所需要的变形可以只通过施加大量的机械力或者通过加热金属并且施加少量的应力来获得。

Thedeformationofmetals,whichiscausedbythedisplacementoftheatomsisachievedbyoneorbothoftheprocessescalledslipandtwinning.Thedetailsofthemicroscopicdeformationmethodscanbefoundinthetextbooksof'metallurgy.Onthemacroscopicscale,whenplastic,deformationoccursthemetalappearstoflowinthesolidstatealongspecificdirections,whicharedepedentonthetypeofprocessingandthedirectionofappliedforce.Thecrystalsorgrainsofthemetalareelongatedinthedirectionofmetalflow.Thisflowofmetalcanbeseenundermicroscopeafterpolishingandsuitableetchingofthementalsurface.Thesevisiblelinesarecalledfibreflowlines,somerepresentativespecimensofwhicharepresentedinfig

金属的变形是由原子排列引起的，这种排列是由被称作滑移和孪生过程中的一种或者两者共同作用造成的。

微观的变形方式可以从冶金学课本中找到。

在微观范围内，当塑性变形产生的时候，在固体内部金属的流动倾向于特定的方向，这个方向取决于加工类型和应力方向。

在金属流动方向上金属晶体或者晶粒将会延长。

通过显微镜观察抛光和蚀刻后的表面，可以看到这种金属的流动方式。

这些可见的线条叫做纤维流线。

Sincethegrainsareelongatedinthedirectionofflow,wheywouldbeabletooffermoreresistancetostressesactingacrossthem.Asaresult,themechanicallyworkedmetalscalledwroughtproductswouldbeabletoachievebettermechanicalstrengthinspecificorientation,thatoftheflowdirection.sinceitispossiblesibletocontroltheseflowlinesinanyspecificdirectionbycarefulmanipulationoftheappliedforcesasshowninFig.7.1,itispossibletoachieveoptimummechanicalproperties.Themetal,ofcourse,wouldbeweakalongtheflowlines.

因为晶粒在流动方向上被拉长了，这样他们就更能够抵抗作用于其上的应力。

因此，在被称为锻造产品的机械加工零件的金属流动方向上会获得优良的强度。

这是因为，只要小心谨慎地控制应力，就能让纤维流线朝着任何一个方向流动并且获得最佳的机械性能。

当然，金属在沿着纤维线的方向也会变得疲软。

Thewastageofmaterialinmetal-workingprocessesiseithernegligibleorverysmall,andtheproductionrateisingeneralveryhigh.thesetwofactorsgiverisetotheeconomyinproduction

材料的浪费在金属加工过程中是很少的，甚至可以忽略不计，并且其生产率一般来说是非常高的。

这两个因素使其在生产上更为经济。

7.1.1HotWorkingandColdWorking

Themetal-workingprocessesaretraditionallydividedintohot-workingandcold-workingprocesses.Thedivisionisonthebasisoftheamountofheatingappliedtothemetalbeforeapplyingthemechanicalforce.

7.1.1冷加工和热加工

传统的金属加工工艺分为热加工和冷加工。

这种区分是基于机械应力施加前金属的受热程度。

Thoseprocesses,workingabovetherecrystallizationtemperature,aretermedhot-workingprocesseswhereasthosebelowaretermedcold-workingprocesses

在这些加工工艺中，加热温度在再结晶温度以上的叫做热加工，在再结晶温度以下的叫做冷加工。

Undertheactionofheatandforcewhentheatomsreachacertainhigherenergylevel,thenewcrystalsstartformingwhichistermedasrecrystallization.Recrystallizationdestroystheoldgrainstructuredeformedbymechanicalworkingandentirelynewcrystals,whicharestrain-freeareformed,thegrains,infact,startnucleatingatthepointsofseverestdeformation.RecrystallzationtemperatureasdefinedbytheAmericanSocietyofMetalsis“theapproximateminimumtemperatureatwhichcompleterecrystallizationofacoldworkedmetaloccurswithinaspecifiedtime”.

在加热和应力的作用下，当原子达到某一更高能量的等级的时候，新的晶粒就开始形成的过程叫做再结晶。

再结晶破坏了由机械作用构成的原有晶体结构，并且产生了无应变的新的晶体。

事实上，新的晶粒是在严重变形的时候开始形核的。

再结晶温度是由美国金属学会这样定义的“在一定的时间段内，冷加工金属完成再结晶时的最小温度”。

Therecrystallizationtemperaturegenerallyvariesbetweenone-thirdtohalfthemeltingpointofmostofthemetals.Typicalvaluesofrecrystallisationtemperaturesaregivenintable7.1,therecrystallizationtemperaturealsodependsontheamountofcoldworkamaterialhasalreadyreceived.thehigherthecoldworkthelowerwouldtherecrystallizationtemperatureasshowninFig7.2

大多数的金属再结晶温度一般在金属熔点的三分之一到二分之一内。

表7.1给出了具有代表性的再结晶温度值。

再结晶温度取决于材料已经改变的冷加工量。

冷加工量越高，再结晶温度越低，如图7.2所示。

Inhotworking,theprocessmaybecarriedabovetherecrystallizationtemperaturewithorwithoutactualheating.Forexample,forleadandtin,therecrystallizationtemperatureisbelowtheroomtemperatureandhenceworkingofthesemetalsatroomtemperatureisalwayshotworking.Similarlyforsteels,therecrystallizationtemperatureisoftheorderof1000℃,andthereforeworkingbelowthattemperatureisstillcoldworkingonly.

在热加工中，在加热或者不加热的实际条件下再结晶可能在再结晶温度以上发生。

例如，铅和锡，它们的再结晶温度都在室温以下，所以室温下的加工都属于热加工。

同样，钢也是一样的，钢的再结晶温度达到1000摄氏度，因此，在这温度以下的加工都是冷加工。

Inhotworking.,thetemperatureatwhichtheworkingiscompletedisimportantsinceanyextraheatleftafterworkingwillaidinthegraingrowth,thusgivingpoormechanicalproperties.TheeffectoftemperatureofcompletionofhotworkingisshownschematicallyinsimpleheatingisshowninA,wherethegrainsstartgrowingafterthemetalsizewouldbelargerthanwhenstartedinA.Afterheating,whenthemetalisworked,becauseofrecrystallization,thegrainsizeisreduced.Thisismadeofpossiblebecausetheworkingofmetalgivesrisetoalargenumberofnucleationsitesforthenewcrystalstoform.Butifthehotworkingiscompletedmuchabovetherecrystallizationtemperatureasin.C,thegrainsizestartsincreasingandfinallymayendupasacoarsegrainsize.Thisincreaseinsizeofthegrainsoccursbyaprocessofcoalescenceofadjoininggrainsandisafunctionoftimeandtemperature.Thisisnotgenerallydesirable.IfthehotworkingiscompletedjustabovetherecrystallizationtemperatureasinDthentheresultantgrainsizewouldbefine.Thesameisschematicallyshownforhotrollingoperationin

在热加工中，加工完成后的温度是很重要的，因为加工完成后任何余热都能让晶粒长大，这样会得到很差的机械性能。

热加工最后温度的影响如图表7.3。

如A中的一个简单加热过程，当温度超过再结晶温度后，晶粒就开始长大。

当在没有热加工的条件下冷却时，如B，晶粒最后的尺寸将会比A开始的时候大。

加热之后，由于再结晶作用，当金属加工的时，晶粒尺寸就会减小。

金属的加工将会增加在大量的形核点形成新核的可能性。

但是，热加工的最后温度比再结晶温度高太多的话，如C,晶粒的尺寸就开始增大并且最后会得到粗大的晶粒尺寸。

晶粒的尺寸的增大是通过合并相邻晶粒的过程发生的，这是时间和温度相互作用的结果。

一般情况下，这都不是我们想要的。

如果热加工的最终温度在再结晶温度以上，如D，这样得到的细小的晶粒尺寸。

HOTWorkingAdvantages

1.Asthematerialisabovetherecrystallizationtemperature,anyamountofworking

canbeimpartedsincethereisnostrain-hardeningtakingplace.

2.Atahightemperature,thematerialwouldhavehigheramountofductilityand

thereforethereisnolimitontheamountofhotworkingthatcanbedoneonamaterial.Evenbrittlematerialcanbehotworked.

3.Sincetheshearstressgetsreducedathighertemperatures,hotworkingrequires

muchlessforcetoachievethenecessarydeformation.

热加工益处

1.当材料温度在再结晶温度以上时，加工量的多少都是可以的，因为这时候没有加工硬化

的产生。

2.在较高温度下，材料将会有较高的韧性，因此材料的热变形量没有限制。

即使脆性材料

也可以进行热加工。

3.因为在较高温度下剪切应力将会减小，热加工中少量的应力就能获得所需的变形。

4.热加工中，晶粒的继续改良是有可能的，如果温度和加工率得到适当的控制，将会获得

优良的晶粒尺寸和良好的机械性能。

Disadvantages

1.Somemetalscannotbehotworkedbecauseoftheirbrittlenessathightemperatures.

2.Highertemperaturesofmetalgiverisetoscalingofthesurfaceandasaresult,thesurfacefinishobtainedispoor.Also,thereisapossibilityofthedecarburizationofskininsteelsduetothehightemperature.

3.Becauseofthethermalexpansionofmetals,thedimensionalaccuracyinhotworkingisharttoachievesinceitisdifficulttocontrolthetemperatureofworkpieces.

4.Handlingandmaintainingofhotmetalisdifficultandtroublesome.

弊处

1.由于在较高温度下材料脆性的原因，一些金属不能进行热加工。

2.高温下，金属表面比例将会增大，这样将会导致最后得到的表面质量很差。

而且，由于

高温会使钢表面有脱碳的可能性。

3.由于金属内热扩散的原因，控制工件的温度是很困难的，所以在热加工中很难获得精确

的尺寸。

4.操作和维持加热金属是很困难和麻烦的。

Coldworkingadvantages

1.Coldworkingincreasesthestrengthandhardnessofthematerialduetostrainhardeningwhichwouldbebeneficialinsomesituation.Table7.3givessomecomparativevaluesforthepropertiesobtainedafterhotworkingandcoldworking.Further,thereisnopossibilityofdecarburizationofthesurface..

2.Sincetheworkingisdueinthecoldtate,nooxidewouldformonthesurfaceandconsequently,goodsurfacefinishobtained.

3.Betterdimensionalaccuracyisachieved.

4Itisfareasiertohandlecoldpartsandalsoiseconomicalforsmallersize.

冷加工益处

1.由于加工硬化的原因，冷加工将会增加材料的强度和硬度，这在某些方面是有利的。

图

表7.3给出了热加工和冷加工后获得的性能的一些比较值。

而且，冷加工不会有表面脱碳的可能性。

2.因为加工是在冷态下完成的，所以表面不会产生氧化物，最后会得到良好的表面质量。

3.能获得良好的尺寸精确性。

较小尺寸的冷态零件更容易控制，而且也很经济

Disadvantages

1.Sincethematerialhashigheryieldstrengthatlowertemperatures,theamountofdeformationthatcanbegiventoislimitedbythecapabilityofthepressesorhammersused.

2.Sincethematerialgetsstrainhardened,themaximumamountofdeformationthatcanbegivenislimited.Anyfurtherdeformationcanbegivenafterannealing.

3.Somematerialswhicharebrittlecannotbecoldworked.

弊处

1.因为低温下材料拥有较高的屈服强度，所以变形量将会受到压力机和锤头能力的限制。

2.因为加工硬化的原因，最大变形量也会受到限制，任何后续的变形都需经过退火。

一些脆性材料不能进行冷加工。

7.2.1Principle

Rollingisaprocesswherethemetaliscompressedbetweentworotatingrollsforreducingitscross-sectionalarea.Thisisoneofmostwidelyusedofallthemetalworkingprocesses,becauseofitshigherproductivityandlowcost.Rollingwouldbeabletoproducecomponentshavingconstantcrosssectionthroughoutitslength.manyshapessuchasI,T,Landchannelsectionsarepossibleasshowninfig.7.6,butnotverycomplexshapes.Itisalsopossibletoproducespecialsectionssuchasrailwaywagonwheelsbyrollingindividualpieces.

7.2辊轧

辊轧是在两根旋转辊之间对金属施加压力使其横截面积减少的一种工艺。

由于较高的生产率和较低的花费使其广泛应用于各种金属加工工艺。

辊轧可以生产在沿长度方向上拥有恒定截零件。

如图7.6是中的I、T、L和槽型等许多形状，但是不能生产复杂的形状。

它也可以通过辊轧单独的零件来制造特定截面的零件，如铁路货车车轮。

Rollingisnormallyahot-workingprocessunlessspecificallymentionedascoldrolling.Themetalistakenintorollsbyfrictionandsubsequentlycompressedtoobtainthefinialshape.Thethicknessofthemetalthatcanbedrawnintorollsdependontheroughnessoftherollsurface.Rough