1、1.什么是金屬的塑性？什么是塑性成形？塑性成形有何特點？ 塑性-在外力作用下使金屬材料發(fā)生塑性變形而不破壞其完整性的能力； 塑性變形-當作用在物體上的外力取消后，物體的變形不能完全恢復(fù)而產(chǎn)生的殘余變形； 塑性成形-金屬材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使其成型并獲得一定力學性能的加工方法，也稱塑性加工或壓力加工； 塑性成形的特點：組織、性能好 材料利用率高 尺寸精度高 生產(chǎn)效率高2.試述塑性成形的一般分類。 .按成型特點可分為塊料成形(也稱體積成形)和板料成型兩大類 1）塊料成型是在塑性成形過程中靠體積轉(zhuǎn)移和分配來實現(xiàn)的。可分為一次成型和二次加工。 一次加工： 軋制-是將金屬坯料通過兩個旋轉(zhuǎn)

2、軋輥間的特定空間使其產(chǎn)生塑性變形，以獲得一定截面形狀材料的塑性成形方法。分縱軋、橫軋、斜軋；用于生產(chǎn)型材、板材和管材。擠壓-是在大截面坯料的后端施加一定的壓力，將金屬坯料通過一定形狀和尺寸的?？资蛊洚a(chǎn)生塑性變形，以獲得符合?？捉孛嫘螤畹男〗孛媾髁匣蛄慵乃苄猿尚畏椒?。分正擠壓、反擠壓和復(fù)合擠壓；適于(低塑性的)型材、管材和零件。 拉拔-是在金屬坯料的前端施加一定的拉力，將金屬坯料通過一定形狀、尺寸的?？资蛊洚a(chǎn)生塑性變形，以獲得與?？仔螤?、尺寸相同的小截面坯料的塑性成形方法。生產(chǎn)棒材、管材和線材。 二次加工：自由鍛-是在鍛錘或水壓機上，利用簡單的工具將金屬錠料或坯料鍛成所需的形 狀和尺寸的加工方

3、法。精度低，生產(chǎn)率不高，用于單件小批量或大鍛件。 模鍛-是將金屬坯料放在與成平形狀、尺寸相同的模腔中使其產(chǎn)生塑性變形，從 而獲得與模腔形狀、尺寸相同的坯料或零件的加工方法。分開式模鍛和閉式模鍛。2）板料成型一般稱為沖壓。分為分離工序和成形工序。分離工序：用于使沖壓件與板料沿一定的輪廓線相互分離，如沖裁、剪切等工序； 成型工序：用來使坯料在不破壞的條件下發(fā)生塑性變形，成為具有要求形狀和尺寸的零件，如彎曲、拉深等工序。 .按成型時工件的溫度可分為熱成形、冷成形和溫成形。3.什么叫加工硬化？產(chǎn)生加工硬化的原因是什么？加工硬化對塑性加工生產(chǎn)有何利弊？加工硬化-隨著金屬變形程度的增加，其強度、硬度增加，

4、而塑性、韌性降低的現(xiàn)象。加工硬化的成因與位錯的交互作用有關(guān)。隨著塑性變形的進行，位錯密度不斷增加，位錯反應(yīng)和相互交割加劇，結(jié)果產(chǎn)生固定割階、位錯纏結(jié)等障礙，以致形成胞狀亞結(jié)構(gòu)，使位錯難以越過這些障礙而被限制在一定范圍內(nèi)運動。這樣，要是金屬繼續(xù)變形，就需要不斷增加外力，才能克服位錯間強大的交互作用力。 加工硬化對塑性加工生產(chǎn)的利弊： 有利的一面：可作為一種強化金屬的手段，一些不能用熱處理方法強化的金屬材料，可應(yīng)用加工硬化的方法來強化，以提高金屬的承載能力。如大型發(fā)電機上的護環(huán)零件(多用高錳奧氏體無磁鋼鍛制)。 不利的一面：由于加工硬化后，金屬的屈服強度提高，要求進行塑性加工的設(shè)備能力增加； 由于

5、塑性的下降，使得金屬繼續(xù)塑性變形困難，所以不得不增加中間退火工藝， 從而降低了生產(chǎn)率，提高了生產(chǎn)成本。4.什么是塑性？什么是塑性指標？為什么說塑性指標只具有相對意義? 塑性是指金屬在外力作用下，能穩(wěn)定地發(fā)生永久變形而不破壞其完整性的能力，它是金屬的一種重要的加工性能。 塑性指標，是為了衡量金屬材料塑性的好壞而采用的某些試驗測得的數(shù)量上的指標。 常用的試驗方法有拉伸試驗、壓縮試驗和扭轉(zhuǎn)試驗。 由于各種試驗方法都是相對于其特定的受力狀態(tài)和變形條件的，由此所測定的塑性指標(或成形性能指標)，僅具有相對的和比較的意義。它們說明，在某種受力狀況和變形條件下，哪種金屬的塑性高，哪種金屬的塑性低；或者對于同

6、一種金屬，在那種變形條件下塑性高，而在哪種變形條件下塑性低。5.什么是溫度效應(yīng)？冷變形和熱變形時變形速度對塑性的影響有何不同？ 溫度效應(yīng)：由于塑性變形過程中產(chǎn)生的熱量使變形體溫度升高的現(xiàn)象。(熱效應(yīng)：塑性變形時金屬所吸收的能量，絕大部分都轉(zhuǎn)化成熱能的現(xiàn)象)一般來說，冷變形時，隨著應(yīng)變速率的增加，開始時塑性略有下降，以后由于溫度效應(yīng)的增強，塑性會有較大的回升；而熱變形時，隨著應(yīng)變速率的增加，開始時塑性通常會有較顯著的降低，以后由于溫度效應(yīng)的增強，而使塑性有所回升，但若此時溫度效應(yīng)過大，已知實際變形溫度有塑性區(qū)進入高溫脆區(qū)，則金屬的塑性又急速下降。6. 如何完整的表示受力物體內(nèi)任一點的應(yīng)力狀態(tài)？原

7、因何在？（文字描述） 答案1：過一點的三個互相垂直的微分面上的九個應(yīng)力分量確定了，該點的應(yīng)力狀態(tài)就確定了，原因：如果已知過一點的三個互相垂直的微分面上的九個應(yīng)力分量，則可求出過該點任意微分面上的應(yīng)力分量。7.試說明應(yīng)力偏張量和應(yīng)力球張量的物理意義。 應(yīng)力偏張量只能產(chǎn)生形狀變化，而不能使物體產(chǎn)生體積變化，材料的塑性變形是由應(yīng)力偏張量引起的；應(yīng)力球張量不能使物體產(chǎn)生形狀變化(塑性變形)，而只能使物體產(chǎn)生體積變化。8.等效應(yīng)力有何特點？寫出其數(shù)學表達式。 等效應(yīng)力代表一點應(yīng)力狀態(tài)中應(yīng)力偏張量的綜合作用。它不代表某一實際平面上的應(yīng)力，它是一個不變量。 對主軸坐標系對任意坐標系 9. 已知受力物體內(nèi)一點

8、的應(yīng)力張量為試求外法線方向余弦為l=m=1/2，n=1/2的斜切面上的全應(yīng)力、正應(yīng)力和切應(yīng)力。10.對于oxyz直角坐標系,已知物體內(nèi)一點的應(yīng)力張量（1）畫出該點的應(yīng)力單元體 （2）求該點的應(yīng)力張量不變量、主應(yīng)力及主方向、主切應(yīng)力、最大切應(yīng)力、八面體應(yīng)力、等效應(yīng)力、應(yīng)力球張量，應(yīng)力偏張量。 （3）該點的應(yīng)力莫爾圓,并將應(yīng)力單元體的微分面（即x、y、z面）分別標注在應(yīng)力莫爾圓上。解：（1） 11.用主應(yīng)變簡圖表示塑性變形的類型有哪些？ 三個主應(yīng)變中絕對值最大的主應(yīng)變，反映了該工序變形的特征，稱為特征應(yīng)變。如用主應(yīng)變簡圖來表示應(yīng)變狀態(tài)，根據(jù)體積不變條件和特征應(yīng)變，則塑性變形只能有三種變形類型 壓縮

9、類變形，特征應(yīng)變?yōu)樨搼?yīng)變(即10) 另兩個應(yīng)變?yōu)檎龖?yīng)變，2 +3 = -1 ；剪切類變形(平面變形)，一個應(yīng)變?yōu)榱?，其他兩個應(yīng)變大小相等，方向相反，2 =0，1 = -3 ； 伸長類變形，特征應(yīng)變?yōu)檎龖?yīng)變，另兩個應(yīng)變?yōu)樨搼?yīng)變，1 = -2 -3 。12.對數(shù)應(yīng)變有何特點？它與相對線應(yīng)變有何關(guān)系？ 對數(shù)應(yīng)變能真實地反映變形的積累過程，所以也稱真實應(yīng)變，簡稱真應(yīng)變。它具有如下特點： 對數(shù)應(yīng)變有可加性，而相對應(yīng)變?yōu)椴豢杉討?yīng)變； 對數(shù)應(yīng)變?yōu)榭杀葢?yīng)變，相對應(yīng)變?yōu)椴豢杀葢?yīng)變； 相對應(yīng)變不能表示變形的實際情況，而且變形程度愈大，誤差也愈大。 對數(shù)應(yīng)變可以看做是由相對線應(yīng)變?nèi)?shù)得到的。13.常用的屈服準則有

10、那兩個？如何表述？分別寫出其數(shù)學表達式。常用的屈服準則有屈雷斯加屈服準則和米塞斯屈服準則。屈雷斯加屈服準則表述為當材料（質(zhì)點）中的最大切應(yīng)力達到某一定值時，材料就屈服。即 如果不知主應(yīng)力大小順序，普遍表達式為：三個式子中只要滿足一個，該點就進入塑性狀態(tài)。 米塞斯屈服準則是將屈雷斯加屈服準則的三個式子統(tǒng)一起來，即三個方程合起來成為一個連續(xù)的方程，表述為當?shù)刃?yīng)力等于某一定值時，材料就屈服。 即 14.兩個屈服準則有何差別？在什么狀態(tài)下兩個屈服準則相同？什么狀態(tài)下差別最大？ 共同點： 屈服準則的表達式都和坐標的選擇無關(guān)，等式左邊都是不變量的函數(shù)； 三個主應(yīng)力可以任意置換而不影響屈服，同時，認為拉應(yīng)

11、力和壓應(yīng)力的作用是一樣的;各表達式都和應(yīng)力球張量無關(guān)。 不同點：Tresca屈服準則沒有考慮中間應(yīng)力的影響，三個主應(yīng)力的大小順序不知道時，使用不方便；而 Mises屈服準則則考慮了中間應(yīng)力的影響，使用方便。 兩個屈服準則相同的情況在屈服軌跡上兩個屈服準則相交的點表示此時兩個屈服準則相同，有六個點，四個單向應(yīng)力狀態(tài)，兩個軸對稱應(yīng)力狀態(tài)。 兩個屈服準則差別最大的情況:在屈服軌跡上連個屈服準則對應(yīng)距離最遠的點所對應(yīng)的情況，此時二者相差最大，也是六個點，四個平面應(yīng)力狀態(tài)(也可是平面應(yīng)變狀態(tài))，兩個純切應(yīng)力狀態(tài)，相差為 15.5%。15.某理想塑性材料在平面應(yīng)力狀態(tài)下的各應(yīng)力分量為x=75，y=15，z

12、=0，xy=15（應(yīng)力單位為MPa），若該應(yīng)力狀態(tài)足以產(chǎn)生屈服，試問該材料的屈服應(yīng)力是多少？ 16.塑性成形過程中的摩擦有哪些特點？伴隨有變形金屬的塑性流動；接觸面上壓強高；實際接觸面積大；不斷有新的摩擦面殘生；常在高溫下產(chǎn)生摩擦。17.簡述摩擦對塑性成形的有利和不利影響。有利的影響：可以了利用摩擦阻力來控制金屬的流動方向。例如，在開始模鍛時利用飛邊橋部的摩擦力來保證金屬充填模膛；輥鍛和軋制是憑借足夠的摩擦力使坯料被咬入軋輥等。不利的影響：蓋面變形體內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)，增大變形抗力；引起不均勻變形，產(chǎn)生附加應(yīng)力和殘余應(yīng)力；降低模具壽命。18.塑性成形中的摩擦分為哪幾類？干摩擦：當變形金屬與工具之間的接

13、觸表面上不存在任何外來的介質(zhì)，即直接接觸時所產(chǎn)生的摩擦稱為干摩擦；邊界摩擦：接觸表面被單分子膜隔開狀態(tài)，即邊界潤滑狀態(tài)下產(chǎn)生的摩擦；流體摩擦：當變形金屬與工具表面之間的潤滑劑層較厚，兩表面完全被潤滑劑隔開，此時的潤滑狀態(tài)稱為流體潤滑，這種狀態(tài)下的摩擦稱為流體摩擦。19.產(chǎn)生摩擦的機理是什么？表面凹凸學說：認為摩擦是由于接觸面上的凹凸形狀引起的；分子吸附學說：認為摩擦產(chǎn)生的原因是由于接觸表面上分子之間相互吸引的結(jié)果；粘著理論：當兩個表面接觸時，接觸面上某些接觸點處壓力很大，以致發(fā)生粘結(jié)或焊合，當兩表面產(chǎn)生相對運動時，接觸點被切斷而產(chǎn)生相對滑動。20.在計算金屬塑性成形中的摩擦力時，常采用的摩擦條

14、件有哪幾種？庫倫摩擦條件：不考慮接觸面上的粘合現(xiàn)象，認為摩擦符合庫倫定律，即摩擦力與接觸面上的正壓力成正比，其數(shù)學表達式為T=Pn或=，為摩擦系數(shù)；常摩擦力條件：這一條件認為接觸面上的摩擦切應(yīng)力與被加工金屬的剪切屈服強度K成正比，即=mK，式中m為摩擦因子，0m1。21.簡述影響摩擦系數(shù)的主要因數(shù)。金屬的種類和化學成分的影響工具表面狀態(tài)的影響：越光滑摩擦系數(shù)越小，但非常光滑時，摩擦系數(shù)會增加；接觸面上的單位壓力：壓力較小時，變化不明顯；壓力越大，摩擦系數(shù)越大；變形溫度：變形速度：摩擦系數(shù)隨變形速度的增加會有所下降。22.塑性成形對潤滑劑有何要求？常用潤滑劑有哪些？塑性成形中使用的潤滑劑一般應(yīng)符

15、合下述要求：應(yīng)有良好的耐壓性能應(yīng)有良好的耐熱性能應(yīng)有冷卻磨具的作用應(yīng)無腐蝕作用應(yīng)無毒應(yīng)使用、清理方便，并考慮其來源豐富，價格便宜等因素常用的潤滑劑有1)液體潤滑劑：礦物油、植物油、動物油、乳液和有機化合物液體等；2)固體潤滑劑：干性固體潤滑劑(如石墨、二硫化鉬、云母等)；軟(熔)化型固體潤滑劑(如玻璃、琺瑯、天然礦物及各種無機鹽等)。23. 變形溫度和變形速度對真實應(yīng)力-應(yīng)變曲線有什么影響？ 變形溫度對真實應(yīng)力的影響1）隨著溫度升高，發(fā)生回復(fù)和再結(jié)晶，即所謂軟化作用，可消除和部分消除應(yīng)變硬化現(xiàn)象； 2）隨著溫度升高，原子熱運動加劇，動能增大，原子間結(jié)合力減弱，使臨界切應(yīng)力降低； 3）隨著溫度升

16、高，材料的顯著組織變化，可能由多相組織變?yōu)閱蜗蚪M織。 變形速度對真實應(yīng)力-應(yīng)變曲線的影響（在不同變形溫度下，變形速度的影響） 1） 在相對溫度T0.5,即低于再結(jié)晶溫度的冷變形時，變形速度的影響不大，Y/2） 在再結(jié)晶溫度以上的熱變形時，變形速度的影響特別明顯。 3） 在溫變形區(qū)間，要發(fā)生相的轉(zhuǎn)變變形溫度和變形速度對真實應(yīng)力-應(yīng)變曲線有什么影響？ 變形溫度的影響： 鋼、銅、鋁等不同材料在冷塑性變形過程中都存在不同程度的應(yīng)變硬化現(xiàn)象。這些材料在加熱變形條件下，隨變形溫度的提高，是流動應(yīng)力(真實應(yīng)力Y)下降(原因有軟化作用原子熱運動加劇，結(jié)合力減弱，是臨界切應(yīng)力降低多相轉(zhuǎn)變?yōu)閱蜗?。 但有些金屬，在某些溫度區(qū)域，由于金屬的脆性，會出現(xiàn)流動應(yīng)力升高的現(xiàn)象。變形速度的影響： 一方面，變形速度增加，意味著位錯運動速度的加快，必然需要更大的切應(yīng)力，則流動