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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.

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1 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

2 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。

3 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。

4 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 d 0 — 试样原始直径; d 1 — 试样压缩后的直径; h 0 — 试样变形前高度; h 1 — 试样变形后高度

5 2 .实验原理及方法 ( 3 )变形抗力 σ p 的计算方法 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 (mm 2 )

6 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。

7 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: MoS 2 膏等; 测量工具: 游标卡尺等。

8 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);

9 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;

10 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;

11 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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