1、金屬材料的損壞與塑性變形,主講：周長勇,一、機械零件的失效,機械零件由于某些原因喪失工作能力或達不到設計要求性能時，稱為失效。 機械零件的失效并不是單純意味著破壞，可歸納為三種情況： 完全不能工作 雖然能工作，但性能惡劣，超過規(guī)定指標 有嚴重損傷，失去安全工作能力,機械零件常見的失效形式,斷裂 過大殘余變形 表面損傷失效 材質(zhì)變化失效 破壞正常工作條件而引起的失效,機械零件常見的損壞形式,彈性變形與塑性變形,變形分為彈性變形與塑性變形。 彈性變形是指外力消除后能夠恢復的變形。如彈簧的工作壓縮、桌面支撐物品的變形等。 塑性變形是指外力消除后無法恢復的永久性變形。造成零件損壞的變形，通常是指塑性變

2、形。如鋼筋的彎折、零件的沖壓等。,塑性變形的應用,軋制：將金屬坯料通過一對旋轉軋輥的間隙（各種形狀），因受軋輥的壓縮使材料 截面減小，長度增加的壓力加工方法，這是生產(chǎn)鋼材最常用的生產(chǎn)方式，主要用來生產(chǎn)型材、板材、管材。有熱軋和冷軋兩種。,軋制,軋制的應用,MacBook機體加工,麻花鉆的軋制成形,塑性變形的應用,擠壓：用沖頭或凸模對放置在凹模中的坯料加壓，使之產(chǎn)生塑性流動，從而獲得相應于模具的型孔或凹凸模形狀的制件的鍛壓方法?？芍谱鏖L桿、深孔、薄壁、異型斷面零件，是重要的少無切削加工工藝。,擠壓及其應用,活塞銷的擠壓成形,塑性變形的應用,冷拔：用外力作用于被拉金屬的前端，將金屬坯料從小于坯料斷

3、面的?？字欣?，使其斷面減小而長度增加的方法。冷拔的產(chǎn)品較之于熱成型有：尺寸精度高和表面光潔度好的優(yōu)點。,塑性變形的應用,鍛壓：對金屬坯料（不含板材）施加外力，使其產(chǎn)生塑性變形、改變尺寸、形狀及改善性能，用以制造機械零件、工件、工具或毛坯的成形加工方法。,塑性變形的應用,冷沖壓：借助于常規(guī)或專用沖壓設備的動力，使板料在模具里直接受到變形力并進行變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的產(chǎn)品零件的生產(chǎn)技術。,載荷：,金屬材料的變形通常是在外力作用下發(fā)生的，金屬材料在加工及使用過程中所受的外力成為載荷。根據(jù)載荷作用性質(zhì)的不同，可分為： 靜載荷：大小不變或變化過程緩慢； 沖擊載荷：在短時間內(nèi)以較高速度作用

4、于零件； 交變載荷：大小、方向或大小和方向隨時間發(fā)生周期性變化。,二、與變形有關的幾個概念,載荷的作用形式,拉伸載荷 壓縮載荷 彎曲載荷 剪切載荷 扭轉載荷,三、金屬的變形,三、金屬的變形,金屬在外部載荷作用下，首先發(fā)生彈性變形，載荷增加到一定值后，除了發(fā)生彈性變形外，還發(fā)生塑性變形。繼續(xù)增加載荷，塑性變形也將逐漸增大，直至金屬發(fā)生斷裂。 在一定體積內(nèi)，晶粒的數(shù)目越多，晶界就越多，晶粒就越細，并且不同位向的晶粒也越多，因而塑性變形抗力也越大。,四、冷作硬化,金屬材料的冷塑性變形，在外形變化的同時，晶粒的形狀也會發(fā)生變化，還會使晶粒內(nèi)部的位錯密度增加，晶格畸變加劇，從而使金屬隨著變形量的增加，其強度、硬度提高，而塑性、韌性下降，這種現(xiàn)象稱為“形變強化”或“加工硬化”。較常使用的方式有壓筋、翻邊等。,作業(yè)：,一、機械