塑性加工学实验课件

塑性加工学实验课件 —金属室温压缩变形抗力测定及加工硬化分析南京理工大学材料科学与工程系制作人：尹德良

1．实验目的 • 在力学试验机上进行室温压缩实验，掌握实验技能。 • 初步分析金属冷变形时变形抗力和加工硬化现象的影响因素。

2．实验原理及方法 （1）实验概述 • 变形抗力是材料产生塑性变形时单位面积上对抗变形的阻力。 • 实验采用100kN力学试验机和圆柱压缩模具进行金属室温压缩变形抗力的测定，同时还对圆柱压缩时的加工硬化现象进行分析和评定。

2．实验原理及方法 （2）圆柱室温压缩变形抗力的测试方法本实验将采用右图所示的一种带凹槽的圆柱压缩试样，压缩时在凹槽内填满润滑剂，可以实现低摩擦系数条件下的圆柱压缩。图1 金属圆柱压缩试样及压缩实验示意图 d0—试样原始直径； d1—试样压缩后的直径；h0—试样变形前高度；h1—试样变形后高度

（3）变形抗力σp的计算方法 2．实验原理及方法圆柱室温压缩的变形抗力由下式确定：式中 F——试样上端所受的实际压缩力（N） S——试样在F作用下，变形金属所具有的横截面积(mm2）

2．实验原理及方法 （4）冷变形的加工硬化现象金属塑性成形过程中，随着冷变形程度的提高，变形抗力增加，硬度上升，塑性下降，这就是“加工硬化”现象。 “加工硬化”实质上是由于在外力作用下金属塑性变形过程中位错运动受阻，主要表现为交叉滑移中位错运动范围缩小，因此金属性能随之改变。

3．实验设备及材料 实验设备： CSS-4410万能力学试验机；洛氏硬度计；模具：金属圆柱压缩试验模具；试样材料：冷轧/退火状态45钢圆柱；试样尺寸：直径78mm，高度70mm；润滑剂： MoS2膏等；测量工具：游标卡尺等。

4．实验内容 （1）学习圆柱压缩变形抗力的测定方法，了解技术准备的有关内容；（2）完成冷轧/退火状态45钢圆柱不同变形程度的压缩，（3）分析评定加工硬化现象（无润滑剂和有润滑剂）；

5．实验步骤 （1）分组领取试样，指定压缩实验方案和模具使用方案；（2）将要进行加工硬化现象分析的试样，在压缩前测量并纪录其几何尺寸和硬度值；（3）开动力学试验机，分组完成不同变形程度的圆柱压缩；（4）测量并纪录压缩后试样的几何尺寸和硬度值；（5）对试样进行不同变形程度的压缩变形，获得压缩变形实验曲线；（6）测量并纪录压缩后试样的几何尺寸，处理并分析压缩变形实验曲线；

6．实验报告要求 （1）实验目的、内容、实验简单原理；（2）实验设备、试样材料、几何尺寸及润滑条件；（3）实验纪录：压缩前后试样直径、高度、硬度值等；（4）实验结果分析：不同变形程度对应的变形抗力曲线；（5）完成思考题和实验体会；（6）报告人、实验日期、实验报告日期；

7. 思考题 （1）简述产生金属冷变形加工硬化现象的原因及其利弊；（2）分析圆柱压缩时变形抗力的影响因素。

塑 性 加 工 学 实 验 课 件