1.对塑性的影响
图2-7 提高塑性的挤压方法 a)施加反向推力的挤压法 b)包套挤压法
2.对变形抗力的影响
图2-8 不同加工方法对变形抗力的影响 a)冷拉拔 b)冷挤压
第三节 挤压变形的附加应力与残余应力
一、挤压变形的附加应力 二、附加应力产生的原因 三、残余应力 四、附加应力和残余应力的危害性 五、防止和消除附加应力和残余应力的方法
图2-3 正挤压空心件的金属流动情况 a)挤压前的初始状态 b)挤压时的网格变化情况
三、反挤压变形的流动分析
图2-4 反挤压变形的网格图 a)变形前 b)稳定变形 c)非稳定变形
三、反挤压变形的流动分析
图2-5 反挤压变形分区 a)变形分区 b)变形区应力应变 1─已变形区 2─死区 3─变形区 4─过渡区 5─待变形区
五、防止和消除附加应力和残余应力的方法
(1)减少摩擦阻力的影响 在挤压加工中，为了减少摩擦阻力，应采用合适的润滑剂， 研磨凸、凹模的工作表面，降低表面粗糙度，减少真实接触面积。 (2)合理设计模具工作部分的结构和尺寸 以保证挤压件的变形与应力分布较为均匀。 (3)尽可能采用组织均匀的金属变形 挤压前对坯料进行均匀化处理，使其尽可能在 晶粒大小均匀的状态下变形，以减小附加应力。 (4)挤压后采用有效的热处理方法以消除残余应力 第一种残余应力用低温回火方法 就可大为减小；第二种残余应力采用将挤压件加热到稍低于再结晶温度下可以完全 消除；第三种残余应力，只有经过再结晶才能消除。
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主编
第二章 挤压基本原理
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
挤压变形的金属流动分析 挤压变形的应力与应变 挤压变形的附加应力与残余应力 挤压件的常见缺陷 挤压对金属组织和力学性能的影响
第一节 挤压变形的金属流动分析
一、正挤压实心件黑色金属流动分析 二、正挤压空心件变形的流动分析 三、反挤压变形的流动分析 四、复合挤压变形的流动分析
一、挤压变形的附加应力
图2-9 正挤压时产生 的附加应力
二、附加应力产生的原因
(1)变形金属与模具之间存在着摩擦力 由此引起内外层金属流动不均匀，从而产生 附加应力。 (2)各部分金属流动阻力不一致 例如反挤杯形件时，由于模具对中不好，会造成凸、 凹模之间间隙不均匀。 (3)变形金属的组织结构不均匀 变形金属的组织结构往往是不均匀的，例如晶粒有 大有小，方位也不相同，从而引起不均匀变形，会导致附加应力的产生。 (4)模具工作部分的形状与尺寸不合理
二、对力学性能的影响
图2-15
二、对力学性能的影响
图2-16 正挤压件的伸长率δ、断面收 缩率ψ -----伸长率 ——断面收缩率
四反挤压表面裂纹 c)减径挤压内部裂纹
d)复合挤压内部裂纹
第五节 挤压对金属组织和力学性能的影响
一、对金属组织的影响 二、对力学性能的影响
一、对金属组织的影响
挤压时，在强烈的三向压应力作用下金属晶粒 被破碎，原来较大的晶粒挤压后变成为等轴细 晶粒组织，因而提高了强度。
第四节 挤压件的常见缺陷
一、表面折叠 二、表面折缝 三、缩孔 四、裂纹
一、表面折叠
图2-11 挤压折叠 a)正挤压折叠 b)、c)反挤压折叠形成
二、表面折缝
图2-12 挤压表面折缝 a)正挤压时的表面折缝 b)反挤压时的死角区
剥落 c)复合挤压时的横向折缝
三、缩孔
图2-13 挤压时的缩孔 a)正挤压时的缩孔 b)反挤压时的角部缩孔
四、复合挤压变形的流动分析
图2-6 复合挤压变形的网格图 a)杆-杆 b)杯-杯 c)杯-杆
1—凸模 2—工件 3—凹模 4—下凸模 D—死区
第二节 挤压变形的应力与应变
一、挤压变形的应力与应变状态 二、挤压变形程度 三、应力状态对挤压变形的影响
一、挤压变形的应力与应变状态
正挤压与反挤压主要变形区的应力应变关系见 图2-2b和图2-5b的单元体所示。挤压时变形区的 应力状态是三向受压，变形是两向压缩、一向 向外挤出伸长的应变状态。
(1)缩短挤压件的使用寿命 若使具有残余应力的挤压件承受载荷，则其内部作用的 应力为外力引起的基本应力与残余应力之和，因此易于产生变形或开裂，从而缩短 使用寿命。 (2)引起挤压件尺寸及形状的变化 在挤压件内部作用着相互平衡的残余应力，表明 各部分存在符号不同的弹性变形和晶格畸变。 (3)降低金属的耐蚀性 当挤压件表层具有残余应力时，会降低其耐蚀性。
二、附加应力产生的原因
图2-10 凹模工作带 高度尺寸不一致所引起
的附加应力
三、残余应力
引起塑性体变形的作用力取消以后，随之消失 的仅是基本应力。附加应力不是由外力引起的， 而是为了自身得到平衡引起的。因此，当外力 取消以后，附加应力并不消失而残留在变形体 内部，称为残余应力。
四、附加应力和残余应力的危害性
一、正挤压实心件黑色金属流动分析
图2-1 正挤压变形的网格示意 a)变形前 b)理想变形 c)理想
润滑时的变形 d)实际变形
一、正挤压实心件黑色金属流动分析
图2-2 正挤压变形分区 a)变形分区 b)变形区应力应变状态 1─待变形区 2─变形区 3─死区 4─已变形区
二、正挤压空心件变形的流动分析
1.对塑性的影响
1)三向压应力状态能遏止晶间相对移动，阻止晶间变形，从而提高了塑性；而拉应力 会促进晶间变形，加速晶界的破坏。 2)三向压应力状态有利于消除由于塑性变形所引起的各种破坏，能促使被破坏了的晶 内和晶间的联系得到恢复。 3)三向压应力状态能使金属内某些夹杂物的危害程度大为降低。 4)三向压应力状态可以抵消或减小由于不均匀变形而引起的附加拉应力，从而减轻了 附加拉应力所造成的破坏作用。
二、挤压变形程度
1.断面减缩率εA 2.挤压比G 3.对数变形程度ϵ
1.断面减缩率εA
（2-1） （2-2） （2-3）
2.挤压比G
（2-4）
3.对数变形程度ϵ
（2-5）
（2-6）
三、应力状态对挤压变形的影响
1.对塑性的影响 挤压变形区中的基本应力状态是三向压应力。 2.对变形抗力的影响 应力状态对变形抗力的影响是很大的，例如，用冷挤压和冷 拉拔方法加工同种材料(退火纯铜)、同样尺寸的零件，见图2-8。