塑 性 加 工 学 实 验 课 件
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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.

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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


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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。


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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。


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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


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(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)


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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。


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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。


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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);


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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;


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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;


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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。


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