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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