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绪论 1

0.1 金属塑性加工的特点及其在国民经济中的地位 1

0.2 金属塑性加工的分类 1

0.3 金属塑性加工的系统观 4

0.4 金属塑性加工相关理论发展慨况 6

0.5 金属塑性加工技术的发展方向 7

0.6 本课程的主要内容和教学任务 8

第1章 金属塑性变形基础理论 10

1.1 金属的塑性变形机制 10

1.1.1 滑移 10

1.1.2 孪生 20

1.1.3 扭折带和形变带 26

1.1.4 扩散塑性变形机理 28

1.1.5 晶界滑动 35

1.1.6 变形机制图 37

1.2 金属单晶体的塑性变形 39

1.2.1 面心立方金属单晶体的塑性变形 39

1.2.2 体心立方金属的塑性变形 41

1.2.3 六方结构金属的塑性变形 41

1.3 金属多晶体的塑性变形 41

1.3.1 晶界的影响 41

1.3.2 晶粒取向的影响 41

1.3.3 织构强化 44

1.3.4 晶粒大小对金属多晶体流变应力的影响 44

1.3.5 多晶体的软化机制 46

1.4 合金的塑性变形 47

1.4.1 固溶体合金的塑性变形 48

1.4.2 多相合金的塑性变形 54

第2章 塑性加工对金属组织结构与性能的影响规律 57

2.1 塑性加工的主要工艺参数及其影响 57

2.1.1 主要工艺参数 57

2.1.2 热效应对塑性加工的影响 59

2.1.3 变形温度、变形速度以及变形程度对流变应力的影响 60

2.2 冷加工对金属组织结构与性能的影响规律 63

2.2.1 冷加工金属的组织结构特征 63

2.2.2 冷加工后金属性能的变化 68

2.2.3 冷加工特点 72

2.2.4 加热对冷变形金属的组织结构与性能的影响 73

2.3 热加工对金属的组织结构与性能的影响 84

2.3.1 热加工中的软化过程 84

2.3.2 热加工对金属的组织与性能的影响 88

2.3.3 热加工的特点 91

2.4 温加工对金属的组织结构与性能的影响 92

2.5 剧烈塑性变形对金属组织结构与性能的影响 95

2.5.1 细化晶粒的剧烈塑性变形方法 95

2.5.2 剧烈塑性变形金属的组织特征与演变机理 99

2.5.3 剧烈塑性变形对金属性能的影响 101

2.6 变形热处理 103

2.6.1 时效型合金的形变热处理 104

2.6.2 马氏体转变型合金的形变热处理 107

第3章 金属塑性加工过程中的织构与各向异性 113

3.1 晶体取向与织构 113

3.1.1 晶体取向 113

3.1.2 织构与取向分布函数 118

3.2 塑性变形织构 119

3.2.1 位错滑移与晶体取向的演变 119

3.2.2 实际金属塑性加工过程中织构 122

3.2.3 影响应变织构的因素 125

3.3 织构与各向异性 126

第4章 金属在塑性加工过程中的塑性行为 129

4.1 金属的塑性和塑性指标 129

4.1.1 塑性的概念 129

4.1.2 塑性指标及测量方法 131

4.2 影响金属塑性的因素 132

4.2.1 影响金属塑性的内部因素 132

4.2.2 影响金属塑性的外部因素 136

4.3 金属材料的可成形性 142

4.3.1 块料的可成形性 142

4.3.2 板料的可成形性 143

4.4 超塑性 144

4.4.1 超塑性变形的宏观特征 144

4.4.2 超塑性分类 145

4.4.3 超塑性的力学特征 147

4.4.4 超塑性变形机理 148

4.4.5 实现超塑性的条件 149

4.4.6 超塑变形的应用 151

第5章 金属塑性加工过程中的摩擦与润滑 154

5.1 塑性加工中摩擦的特点及作用 154

5.1.1 塑性加工中摩擦的特点 154

5.1.2 塑性加工中摩擦的作用 155

5.2 塑性加工中摩擦的分类及机理 156

5.2.1 摩擦的常见分类 156

5.2.2 按润滑状态分类的摩擦 156

5.2.3 摩擦的机理 157

5.2.4 塑性加工时接触表面摩擦力的计算 157

5.3 摩擦系数的影响因素和测定方法 158

5.3.1 摩擦系数 158

5.3.2 摩擦系数的影响因素 159

5.3.3 摩擦系数的测定方法 161

5.4 塑性加工中摩擦导致的磨损 164

5.4.1 磨损的分类 164

5.4.2 表征材料磨损性能的参量 164

5.4.3 磨损失效过程 164

5.4.4 影响磨损的因素 165

5.5 塑性加工中的润滑目的和分类 166

5.5.1 润滑的目的 166

5.5.2 润滑的分类 166

5.6 塑性加工中的润滑机理 168

5.6.1 流体力学原理 168

5.6.2 吸附机制 169

5.7 塑性加工中的润滑剂 169

5.7.1 润滑剂的分类和作用 169

5.7.2 金属塑性成形中对润滑剂的基本要求 170

5.7.3 金属塑性成形中常用的润滑剂 171

5.7.4 润滑剂中的添加剂 173

5.7.5 先进润滑剂 174

5.8 金属塑性加工中常用的摩擦系数和润滑方法的改进 175

5.8.1 金属塑性加工中常用的摩擦系数 175

5.8.2 润滑方法的改进 176

5.9 金属塑性加工中摩擦与润滑的实践应用 176

5.9.1 锻造工艺中的摩擦与润滑 176

5.9.2 轧制工艺中的摩擦与润滑 177

5.9.3 挤压工艺中的摩擦与润滑 180

5.9.4 拉拔工艺中的摩擦与润滑 184

第6章 金属塑性加工过程中的不均匀变形与残余应力 188

6.1 金属质点流动的基本规律 188

6.2 均匀变形与不均匀变形 189

6.3 不均匀变形的影响因素和典型现象 190

6.4 不均匀变形的后果与对策 194

6.5 残余应力 199

6.5.1 基本应力、附加应力和工作应力 199

6.5.2 残余应力 200

第7章 金属塑性加工过程中的断裂 213

7.1 断裂的物理本质 213

7.1.1 理论断裂强度 213

7.1.2 断裂强度的裂纹理论 214

7.1.3 裂纹的萌生和扩展 215

7.2 断裂的基本类型 218

7.2.1 按断裂应变分类 218

7.2.2 按断口形貌分类 218

7.2.3 按断裂路径分类 218

7.2.4 按断裂面的取向分类 218

7.2.5 按服役条件分类 219

7.3 断口特征分析 219

7.3.1 断口宏观特征分析 219

7.3.2 断口微观特征分析 220

7.4 韧性断裂 220

7.4.1 韧性断裂的表现形式 220

7.4.2 杯锥韧性断裂的断裂过程 221

7.4.3 韧窝断口及其形成模型 221

7.4.4 韧性断裂的特点 222

7.5 脆性断裂 223

7.5.1 解理断裂的特点 223

7.5.2 准解理断裂的特点 224

7.5.3 沿晶断裂的特点 224

7.6 韧性-脆性转变 225

第8章 金属塑性加工过程中的强韧性控制 230

8.1 金属强度 230

8.1.1 强度的概念 230

8.1.2 强度的分类 230

8.1.3 工程意义上的强度及其意义 231

8.1.4 理论上提高强度的方式 231

8.2 金属的塑性变形与屈服现象 231

8.2.1 塑性变形 231

8.2.2 屈服现象 233

8.2.3 影响屈服强度的因素 234

8.3 金属的强化机制与途径 237

8.3.1 变形强化 237

8.3.2 细晶强化 240

8.3.3 固溶强化 241

8.3.4 第二相强化 242

8.3.5 其他强化方式 245

8.3.6 强化方式控制的应用 245

8.4 金属的韧性和对韧性的评价 246

8.4.1 金属的韧性 246

8.4.2 韧性的评价 246

8.5 韧化原理及工艺 247

8.5.1 影响韧性的因素 247

8.5.2 改善金属材料韧性的途径 250

8.5.3 韧化工艺 250

8.6 金属材料的强韧化实践 252

8.6.1 钢铁材料的强韧化 252

8.6.2 铝合金材料的强韧化 253

8.6.3 镁合金材料的强韧化 253

8.6.4 铜合金材料的强韧化 255

参考文献 257