发布时间 : 星期五 文章挤压与拉拔复习题(改)更新完毕开始阅读6219d3d7773231126edb6f1aff00bed5b8f373e7
主要是对于温度变化可能会产生相变的合金而言的。
12、产生粗晶环的主要原因是什么？粗晶环对制品力学性能有何影响？
? 粗晶环的形成机制 如前所述，挤压制品外层金属、尾部金属的晶粒破碎和晶格歪扭程度分别比内部和前端严重。晶粒破碎严重部分的金属，处于能量较高的热力学不稳定状态，降低了该部位的再结晶温度。在随后的热处理过程中易较早发生再结晶，当其他部位刚开始发生或还没有发生再结晶时，该部位发生了晶粒长大。
? 粗晶环对制品性能的影响
(1)粗晶区的纵向强度(σb、σ0.2)比细晶区的低。 （2）粗晶区的疲劳强度低；
（3）淬火时易沿晶界产生应力裂纹； (4）锻造时易产生表面裂纹；
（5）粗、细晶区冲击韧性值差别不大； （6）粗晶区的缺口敏感性比细晶区的小。 13、挤压制品的表面裂纹产生原因：裂纹的产生是由于制品表面层的附加拉应力超过了表面金属的强度所造成。减少裂纹的主要措施： （1）适当降低挤压温度； （2）控制合适的挤压速度；
（3）合理设计、加工模具，精心修模； （4）对锭坯进行均匀化退火处理；
（5）采用等温挤压、锭坯梯温加热等挤压新技术、新工艺。 14、拉伸系数、断面减缩率、延伸率概念。 拉拔时的主要变形指标：
断面减缩率：φ=（1-F1/F0）×100% 延伸率：ε=（L1/L0-1）×100% 拉伸系数：λ=L1/L0=F0/F1
15、试解释圆棒材拉拔时变形区内的应力分布规律。 （1）应力沿轴向分布 σl 入 ＜ σl 出 ∣σr入∣＞∣σr出∣ ∣σθ入 ∣＞∣σθ 出∣
原因：稳定拉拔过程中，变形区内任一横断面向模孔出口方向移动时，面积逐渐减小，而此断面与变形区入口端球面间的变形体积不断增大。为实现塑性变形，通过此断面作用在变形体的σl必须逐渐增大。 （2）应力沿径向分布
∣σr 外∣＞∣σr 内∣ ∣σθ外∣＞∣σθ 内∣ σl 外 ＜ σl 内
原因：在变形区，金属的每个环形的外面层上，作用着径向应力σr 外 ，在内表面上作用着径向应力σr 内，由于径向应力σr总是力图减小其外表面，这就需要σr 外大于σr 内。距离中心层越远，表面积越大，所需要的力就越大。
16、锥形拉拔模孔由哪几部分构成，各部分的主要作用？
锥形模的模孔一般由四部分组成：润滑带、压缩带、定径带、出口带。 各部分的主要作用：
（1）润滑带作用：在拉拔时便于润滑剂带入模孔，保证制品得到充分润滑，减少摩擦；并带走产生的部分热量；防止划伤坯料。
（2）压缩带作用：金属产生塑性变形，获得所需要的形状、尺寸。
（3）定径带作用：使制品进一步获得稳定、精确的尺寸与形状；防止模孔磨损而很快超差，延长其使用寿命。
（4）出口带作用：防止制品出模孔时被划伤；防止定径带出口端因受力而引起剥落。
17、什么是残余应力？画图说明圆棒材拉拔制品中残余应力的分布及产生原因。 由于变形不均，在拉拔结束、外力去除后残留在制品中的应力—残余应力
（1）轴向残余应力—外层拉、中心层压
在拉拔过程中，由于金属流动不均，棒材外层产生附加拉应力，中心层则出现与之平衡的附加压应力。拉拔结束后，由于弹性后效作用，制品长度缩短，而外层较中心层缩短得较大。但是，物体的整体性防碍了这种自由变形，其结果在外层产生残余拉应力，中心层则出现残余压应力。
（2）径向残余应力—外表面为0外，整个断面上受压，中心最大
在径向上，由于弹性后效的作用，棒材断面上所有的同心环形薄层，都欲增大其直径。在外表面这种弹性恢复不受限制，但由外向内所有环形薄层的弹性恢复均会受到其外层的阻碍，从而产生一残余压应力。中心层恢复的阻力最大。 （3）周向残余应力—外层拉、中心层压
由于棒材中心部分在轴向和径向上受到残余压应力作用，故此部分金属在周向上有涨大变形的趋势。但是，外层金属阻碍其自由涨大，从而在中心层产生周向残余压应力，外层则产生与之平衡的周向残余拉应力。
18、影响管材空拉时的壁厚变化的因素有那些？各是如何影响的？ （1）相对壁厚的影响
对于外径D相同的管坯，增加壁厚S将使金属向中心流动的阻力增大，从而使管壁增厚量减小。
对于壁厚相同的管坯，增加外径，减小了“曲拱”效应，使金属向中心流动的阻力减小，使管坯空拉后壁厚增加的趋势加强。 （2）减径量的影响
减径量越大，壁厚的变化也越大。在总减径量不变的情况下，多道次空拉的增壁量大于单道次的增壁量；多道次空拉的减壁量小于单道次的减壁量。 （3）模角α的影响 随着模角增大，拉拔应力发生变化，并且存在着一最小值，其相应的模角称为最佳模角。如果模角变化使拉拔应力σ l增大，就会导致增壁过程中的增壁趋势减小；减壁过程中的减壁趋势增大。
（4）定径带长度h、摩擦系数f、拉拔速度v的影响
增大h、f、v，都会使拉拔应力σl增大，导致增壁时的增壁趋势减小；减壁时的减壁趋势增大。
（5）合金及状态的影响
合金及状态影响到变形抗力σs、摩擦系数f、加工硬化速率等。通常， σs大， σl大。相同合金，硬度越高，增壁的趋势越弱。 （6）拉拔方式的影响
采用倍模（或称双模）拉拔，会使管壁增加时的增壁趋势减小，管壁减薄时的减壁趋势增大。相当于增加一个反拉力。
19、空拉为什么能够纠正管材的偏心？
对于存在偏心的管坯，经过几道次空拉，可使其偏心得到一定程度的纠正。
主要原因：偏心管坯空拉时，假定在同一圆周上径向压应力σr均匀分布，则在不同壁厚处产生的周向压应力σθ不同，厚壁处的σθ小于薄壁处的σθ ；薄壁处要先发生塑性变形，即周向压缩，径向延伸，使壁增厚，轴向延伸；而厚壁处还处于弹性变形状态；则在薄壁处，将有轴向附加压应力的作用，厚壁处受附加拉应力作用；促使厚壁处进入塑性变形状态，增大轴向延伸，显然在薄壁处减少了轴向延伸，增加了径向延伸，即增加了壁厚；σθ值越大，壁厚增加越多。薄壁处在σθ作用下逐渐增厚，使整个断面上的壁厚趋于均匀一致。
20、滑动式多模连续拉拔过程建立的基本条件、必要条件和充分条件各是什么？ 运动速度vn与绞盘的圆周线速度un: un> vn
建立拉拔过程的基本条件，即： un> vn，或 R>0 。
当第n道次以后的总延伸系数大于收线盘与第n个绞盘圆周线速度之比，才能保证成品模磨损后不等式un> vn仍然成立。这就是带滑动多模连续拉拔配模的必要条件。 任一道次的延伸系数应大于相邻两个绞盘的速比。这就是带滑动多模连续拉拔配模的充分条件。
21、用固定短芯棒拉拔时，在一定程度上也能够纠正管材的偏心，这是为什么？ 在空拉区，固定短芯头拉拔时的空拉区的应力与应变状态同管材空拉时相同，管坯内壁没有接触芯头，金属的变形同空拉过程一样，只减径不减壁。因此，在一定程度上也能够纠正管材的偏心。
22、挤压效应产生的主要原因是什么？影响挤压效应的因素有那些方面？ 产生原因：
（1）变形与织构
挤压过程中，制品的晶粒沿轴向延伸被拉长，形成了较强的[111]织构，即制品内大多数晶粒的[111]晶向和挤压方向趋于一致，从而使得制品的纵向强度提高。 （2）合金元素
在铸造结晶过程中，过渡族元素与铝形成的化合物MnAl6、CrAl7等质点从过饱和固溶体中弥散析出，分散在固溶体内树枝状晶的周围构成网状膜。在挤压过程中，变形区内金属流动平稳，网状膜不破坏，只是沿挤压方向被拉长；过渡族元素Mn、Cr本身在铝中的扩散系数很低，在固溶体内也防碍金属自扩散的进行，阻碍了再结晶过程的进行，使得金属的再结晶温度提高。 影响因素：
（1）其他添加元素的影响
例如：在Al-Zn-Mg和Al-Zn-Mg-Cu系合金中，如果提高杂质Fe、Si的含量，会形成粗大的不固溶的Al6（FeMn）和Mg2Si相，降低了对再结晶的抑制作用，使挤压效应减弱。 （2）坯料均匀化退火的影响
均匀化退火温度越高，保温时间越长，冷却速度越慢，挤压效应的损失越大。 （3）挤压温度的影响
挤压温度的影响取决于合金中的Mn含量。
对于含Mn量很少的6A02合金，挤压温度对其性能影响不大。 对于Mn含量超过0.8%的硬铝合金，挤压温度的影响也不大。
在（0.3-0.6）% Mn含量范围内，挤压温度对制品的挤压效应有明显影响。挤压温度低，金属产生冷作硬化，晶粒破碎程度严重，在淬火加热时易产生再结晶，使挤压效应消失或减弱。 （4）变形程度的影响
变形程度对硬铝合金挤压效应的影响与合金中的含Mn量有关。
当不含Mn或含少量Mn时，增大变形程度使2A12合金挤压效应降低。
当2A12合金含Mn量在0.36%~1.0%范围时，随含Mn量的提高，变形程度越大，挤压效应越显著。
（5）二次挤压的影响
采用二次挤压，挤压效应全部消失。 （6）淬火温度与保温时间的影响
淬火加热温度越高，保温时间越长，挤压效应损失越大。
计算题：
（1）确定模孔数目：n?F0FF（2）计算填充系数：?c?0（3）计算挤压比：??0 ?F1FPnF1（4）计算挤压制品的长度：l?????L0?hy?l?l?，每根制品的长度 ch?n??c?