成形性能基本参数的物理意义解析

材料成形性能可以用多种指标衡量，且不同的成形工艺偏重的指标有差异。但其常规性能可以用下列基本参数衡量。

1.伸长率

断后伸长率是材料成形的重要指标，除低碳、低强度钢以外，其他金属也可以作为冲压材料，在材料均匀伸长以后，又有不同的后继伸长量。后继伸长量对拉深、弯曲、翻孔等工序的变形有较重要的影响。目前认为断后伸长率比均匀伸长率更合理。

2.应变硬化指数n

应变硬化指数n是表示金属变形时应变均化能力的指标。板料的n值越大，则成形时越易强化，塑性应变可在较广的范围内扩散均化，即n值大，可减小应变梯度，增大极限变形，反映出材料具有较好的拉深性能。

3.塑性应变比r（厚向异性指数）

塑性应变比r指板料在单向拉伸试验中，宽度方向的真实应变与厚度方向的真实应变的比值，即r＝ε_b/ε_t，由于厚度方向的应变不容易测准，也可改写为

式中 l₀、l、b₀、b——变形前后板料试样的长度、宽度和厚度；(www.xing528.com)

ε_l、ε_b、ε_t——试样长度、宽度和厚度方向的真应变（对数应变），一般均取均匀伸长约为15%时的数值。

因为r值有方向性，所以通常取平均值，即

式中 0、45、90——单向拉伸试样轴向与板材轧制方向的夹角。

值高，表示厚度方向难于变形，则板料成形时，塑性流动易于在板面范围内发展，而不易于发生厚度的变化，受拉时也不易因局部过度变薄而破裂，所以值高标志着板料拉深性能好。

4.平面各向异性系数Δr

平面各向异性与厚向异性密切相关，而以后者不同方向的差值Δr来表示，最常用的表达式为。Δr与拉深容器口部产生凸耳有关：Δr＞0时，0°、90°方向产生凸耳；Δr＜0时，45°方向产生凸耳。凸耳的最高峰总是位于r值最大的方向。凸耳除受材料内部组织和纹路方向影响外，还受变形程度和模具几何参数的影响。变形程度越大，凸耳越显著；模具间隙小于板厚部分，凸耳较高。