影响金属塑性的因素有哪些?
影响金属塑性的因素有哪些?
题目解答
答案
(1)金属成分及组织结构 由基本元素、杂质组成或加入合金元素 (2)变形时的应力状态;压应力有利于封闭裂纹,受三向压应力,金属塑性可充分发挥 (3)变形温度;对大多数金属,温度升高,塑性增大,变形抗力降低;如冲压工艺中有采用加热冲、差温拉深法等 (4)变形速度;是指单位时间内容应变的变化量;常用压力机滑块的移动速度来反映。对大型复杂件、加热成形及对变形速度敏感材料易低速冲压。 (5)尺寸因素;同一种材料,其他冲压条件相同情况下,尺寸越大,塑性越差。因杂质分布不均,易形成裂纹源,引起塑性降低
解析
考查要点:本题主要考查学生对金属塑性影响因素的理解,涉及材料科学中的基本概念和实际应用。
解题核心思路:需从金属本身的性质(成分、组织)、外在条件(应力、温度、速度)及几何因素(尺寸)等角度全面分析。
破题关键点:明确金属塑性是内因(材料本质)与外因(加工条件)共同作用的结果,需结合理论与实例说明。
(1)金属成分及组织结构
基本元素与合金元素:金属的塑性与其化学成分密切相关。例如,纯金属通常塑性较好,而加入杂质或合金元素可能降低塑性。
组织结构:晶粒细化(如通过热处理)可提高塑性,而粗大晶粒或存在缺陷(如裂纹)会降低塑性。
(2)变形时的应力状态
压应力的作用:压应力能封闭裂纹,减少裂纹扩展风险,从而提高塑性。
三向压应力:当金属在三个方向均受压应力时,塑性可得到最大程度发挥(如镦粗工艺)。
(3)变形温度
温度与塑性关系:对大多数金属,温度升高会降低变形抗力并提高塑性(如低碳钢在高温下易拉伸)。
实际应用:冲压工艺中采用加热冲或差温拉深法,利用温度提升塑性。
(4)变形速度
速度敏感性:变形速度过快可能导致材料来不及变形而开裂(如高强钢对速度敏感)。
工艺选择:大型复杂件或需加热成形时,应采用低速冲压(如液压机)。
(5)尺寸因素
尺寸效应:同种材料中,尺寸越大,塑性越差。因大尺寸材料中杂质分布不均,易形成裂纹源。