工程材料及應(yīng)用第六章塑性變形

1、整理ppt1第六章第六章 金屬材料的塑性變形金屬材料的塑性變形概述概述單晶體的塑性變形單晶體的塑性變形多晶體的塑性變形多晶體的塑性變形塑性變形對(duì)材料組織性能的影響塑性變形對(duì)材料組織性能的影響變形后金屬的加熱變化變形后金屬的加熱變化金屬的熱塑性變形金屬的熱塑性變形整理ppt2第一節(jié)第一節(jié) 概述概述一、一、變形過(guò)程中的名詞概念變形過(guò)程中的名詞概念 變形變形 物體在物體在外力外力的作用下的作用下, ,其其形狀和尺寸的改變形狀和尺寸的改變。 應(yīng)力應(yīng)力 物體內(nèi)部任一截面單位面積上的相互作用力。物體內(nèi)部任一截面單位面積上的相互作用力。同截面垂直的稱為同截面垂直的稱為“正應(yīng)力正應(yīng)力”或或“法向應(yīng)力法向應(yīng)力”

2、，同，同截面相切的稱為截面相切的稱為“剪應(yīng)力剪應(yīng)力”或或“切應(yīng)力切應(yīng)力”。 應(yīng)變應(yīng)變 物體形狀尺寸所發(fā)生的物體形狀尺寸所發(fā)生的相對(duì)改變相對(duì)改變。 線應(yīng)變線應(yīng)變 物體內(nèi)部某處的線段在變形后長(zhǎng)度的改變值同線段原長(zhǎng)之物體內(nèi)部某處的線段在變形后長(zhǎng)度的改變值同線段原長(zhǎng)之比值；比值； 剪應(yīng)變剪應(yīng)變( (角應(yīng)變角應(yīng)變) ) 物體內(nèi)兩互相垂直的平面在變形后夾角的改變值物體內(nèi)兩互相垂直的平面在變形后夾角的改變值; ; 體積應(yīng)變體積應(yīng)變 變形后物體內(nèi)任一微小單元體體積的改變同原單位體積變形后物體內(nèi)任一微小單元體體積的改變同原單位體積之比值。之比值。整理ppt3二、二、變形宏觀過(guò)程變形宏觀過(guò)程第一節(jié)第一節(jié) 概述概述

3、 在應(yīng)力低于彈性極限在應(yīng)力低于彈性極限e e時(shí)，材料發(fā)生的變形為彈性時(shí)，材料發(fā)生的變形為彈性變形；應(yīng)力在變形；應(yīng)力在e e到到b b之間將之間將發(fā)生的變形為均勻塑性變形；發(fā)生的變形為均勻塑性變形；在在b b之后將發(fā)生頸縮；在之后將發(fā)生頸縮；在K K點(diǎn)發(fā)生斷裂。點(diǎn)發(fā)生斷裂。 彈性變形彈性變形特點(diǎn)特點(diǎn) 服從虎克定律，及應(yīng)服從虎克定律，及應(yīng)力與應(yīng)變成正比力與應(yīng)變成正比實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì) 在應(yīng)力的作用下，材料內(nèi)部原子間距在應(yīng)力的作用下，材料內(nèi)部原子間距偏離平衡偏離平衡位置，位置，但未但未超過(guò)其原子間的結(jié)合力超過(guò)其原子間的結(jié)合力。晶格發(fā)生了伸長(zhǎng)。晶格發(fā)生了伸長(zhǎng)( (縮短縮短) )或歪扭。原或歪扭。原子的相鄰關(guān)系未

4、發(fā)生改變，故外力去除后，原子間結(jié)合力便子的相鄰關(guān)系未發(fā)生改變，故外力去除后，原子間結(jié)合力便可以使變形完全恢復(fù)。可以使變形完全恢復(fù)。 整理ppt4三、塑性三、塑性變形變形第一節(jié)第一節(jié) 概述概述不能恢復(fù)的不能恢復(fù)的永久性永久性變形叫塑變形叫塑性變形。性變形。當(dāng)應(yīng)力大于彈性極限時(shí)，當(dāng)應(yīng)力大于彈性極限時(shí)，彈彈性性變形變形塑性塑性變形同時(shí)發(fā)生；變形同時(shí)發(fā)生；外力去除，變形不能得到完外力去除，變形不能得到完全的恢復(fù)，有殘留變形或永全的恢復(fù)，有殘留變形或永久變形。久變形。塑性變形定義塑性變形定義實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì) 在應(yīng)力的作用下，材料內(nèi)部在應(yīng)力的作用下，材料內(nèi)部原子相鄰關(guān)系原子相鄰關(guān)系已經(jīng)發(fā)生改變，已經(jīng)發(fā)生改變，外力

5、去除后，原子回到另一平衡位置，物體將留下永久變形。外力去除后，原子回到另一平衡位置，物體將留下永久變形。 整理ppt5四、塑性四、塑性變形的方式變形的方式第一節(jié)第一節(jié) 概述概述按照材料的性質(zhì)、外界環(huán)境和受力方式不同，塑性變按照材料的性質(zhì)、外界環(huán)境和受力方式不同，塑性變形的方式有：形的方式有：滑移滑移、孿生孿生、蠕變?nèi)渥儭⒘鲃?dòng)流動(dòng)。滑移滑移 晶體材料塑性變形的晶體材料塑性變形的基本方式基本方式。非晶體材料非晶體材料 原子為無(wú)規(guī)則堆積，像液體一樣只能以原子為無(wú)規(guī)則堆積，像液體一樣只能以流動(dòng)方式來(lái)進(jìn)行，衡量變形難易程度的參數(shù)為流動(dòng)方式來(lái)進(jìn)行，衡量變形難易程度的參數(shù)為粘度粘度。在重力作用下能發(fā)生流動(dòng)的

6、為液體，可以維持自己形在重力作用下能發(fā)生流動(dòng)的為液體，可以維持自己形狀的為固體。狀的為固體。整理ppt6第二節(jié)第二節(jié) 單晶體的滑移單晶體的滑移 一、滑移概念一、滑移概念 滑移滑移 滑移是在外力作用下，晶體的一部分沿著一定滑移是在外力作用下，晶體的一部分沿著一定的晶面的晶面( (滑移面滑移面) )的一定方向的一定方向( (滑移方向滑移方向) )相對(duì)于晶體的相對(duì)于晶體的另一部分發(fā)生的相對(duì)滑動(dòng)。另一部分發(fā)生的相對(duì)滑動(dòng)。 整理ppt7二、滑移二、滑移過(guò)程說(shuō)明過(guò)程說(shuō)明l在切應(yīng)力的作用下，晶格發(fā)生在切應(yīng)力的作用下，晶格發(fā)生彈性歪扭彈性歪扭，進(jìn)一步將使，進(jìn)一步將使晶格發(fā)生滑移；晶格發(fā)生滑移；l外力去除后，原

7、子到了外力去除后，原子到了新的平衡位置新的平衡位置，晶體不能恢復(fù)，晶體不能恢復(fù)到原來(lái)的形狀，保留永久的變形。到原來(lái)的形狀，保留永久的變形。l大量晶面的滑移將得到宏觀變形效果，在晶體的表面大量晶面的滑移將得到宏觀變形效果，在晶體的表面將出現(xiàn)將出現(xiàn)滑移臺(tái)階滑移臺(tái)階。 第二節(jié)第二節(jié) 單晶體的滑移單晶體的滑移整理ppt8三、三、滑移與晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系滑移與晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系 第二節(jié)第二節(jié) 單晶體的滑移單晶體的滑移l 滑移面滑移面 滑移發(fā)生的晶面，通常為晶體的最密排晶滑移發(fā)生的晶面，通常為晶體的最密排晶面；面；l 滑移方向滑移方向 滑移滑動(dòng)的方向，通常也為晶體的最密滑移滑動(dòng)的方向，通常也為晶體的最密排方向；排

8、方向；l 滑移系滑移系 一種滑移面和該面上的一個(gè)滑移方向構(gòu)成一種滑移面和該面上的一個(gè)滑移方向構(gòu)成一個(gè)可以滑移的方式。一個(gè)可以滑移的方式。 整理ppt9典型晶格的滑移典型晶格的滑移系系FCCFCC第二節(jié)第二節(jié) 單晶體的滑移單晶體的滑移整理ppt10晶格類(lèi)型BCCFCCCHP滑移面1106111400011滑移方向233滑移系數(shù)12123整理ppt11四、四、滑移與外力方向的關(guān)系滑移與外力方向的關(guān)系滑移方向上的分切應(yīng)力為：滑移方向上的分切應(yīng)力為： 稱為稱為施密特定律施密特定律，c c是一是一常數(shù)，等于或者大于一定常數(shù)，等于或者大于一定的臨界值（臨界切應(yīng)力）的臨界值（臨界切應(yīng)力）時(shí)，滑移才能發(fā)生。時(shí)

9、，滑移才能發(fā)生。第二節(jié)第二節(jié) 單晶體的滑移單晶體的滑移整理ppt12五、五、滑移變形的特點(diǎn)滑移變形的特點(diǎn) 第二節(jié)第二節(jié) 單晶體的滑移單晶體的滑移 滑移只能在滑移只能在切應(yīng)力切應(yīng)力的作用下發(fā)生。的作用下發(fā)生。 滑移常沿晶體中滑移常沿晶體中原子密度最大的晶面和晶向原子密度最大的晶面和晶向發(fā)生。發(fā)生。在最密晶面之間的在最密晶面之間的面間距最大面間距最大，原子面之間的，原子面之間的結(jié)合結(jié)合力最弱力最弱，沿，沿最密晶向最密晶向滑移的滑移的步長(zhǎng)最小步長(zhǎng)最小，因此這種滑，因此這種滑移所需要的外加切應(yīng)力最小。移所需要的外加切應(yīng)力最小。 滑動(dòng)的距離為原子間距的整數(shù)倍，滑移的結(jié)果會(huì)在滑動(dòng)的距離為原子間距的整數(shù)倍，

10、滑移的結(jié)果會(huì)在晶體的表面上晶體的表面上造成臺(tái)階造成臺(tái)階。 滑移的同時(shí)必然伴隨有晶體的轉(zhuǎn)動(dòng)。滑移的同時(shí)必然伴隨有晶體的轉(zhuǎn)動(dòng)。 整理ppt13六、滑移的實(shí)質(zhì)是位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)六、滑移的實(shí)質(zhì)是位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng) 大量的理論研究證明，滑移原來(lái)是由于滑移面上大量的理論研究證明，滑移原來(lái)是由于滑移面上的的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)而造成的。圖示例子表示一刃型位錯(cuò)在切而造成的。圖示例子表示一刃型位錯(cuò)在切應(yīng)力的作用下在滑移面上的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，通過(guò)一根位錯(cuò)應(yīng)力的作用下在滑移面上的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，通過(guò)一根位錯(cuò)從滑移面的一側(cè)運(yùn)動(dòng)到另一側(cè)便造成一個(gè)原子間距的從滑移面的一側(cè)運(yùn)動(dòng)到另一側(cè)便造成一個(gè)原子間距的滑移。滑移。 第二節(jié)第二節(jié) 單晶體的滑移單晶體的

11、滑移整理ppt14六、滑移的實(shí)質(zhì)是位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)六、滑移的實(shí)質(zhì)是位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)滑移過(guò)程，只需要位錯(cuò)中心滑移過(guò)程，只需要位錯(cuò)中心上上面的兩列原子面的兩列原子（實(shí)際為兩個(gè)半（實(shí)際為兩個(gè)半原子面原子面）向右作微量的位移，向右作微量的位移，位錯(cuò)中心下面的一列原子向左位錯(cuò)中心下面的一列原子向左作微量的位移，位錯(cuò)中心便會(huì)作微量的位移，位錯(cuò)中心便會(huì)發(fā)生一個(gè)原子間距的右移。發(fā)生一個(gè)原子間距的右移。通通過(guò)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)方式的滑移，并不需要整個(gè)晶體上半部過(guò)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)方式的滑移，并不需要整個(gè)晶體上半部的原子相對(duì)于其下半部一起位移，而僅需位錯(cuò)中心附的原子相對(duì)于其下半部一起位移，而僅需位錯(cuò)中心附近的極少量的原子作微量的位移即可，近的極

12、少量的原子作微量的位移即可，需要的臨界切需要的臨界切應(yīng)力便遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于整體剛性滑移應(yīng)力便遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于整體剛性滑移。 第二節(jié)第二節(jié) 單晶體的滑移單晶體的滑移說(shuō)明說(shuō)明整理ppt15第三節(jié)第三節(jié) 多晶體的塑性變形多晶體的塑性變形 一、多晶體的塑性變形協(xié)調(diào)性一、多晶體的塑性變形協(xié)調(diào)性 多晶體的變形中要保持晶界處的連續(xù)性，即晶界多晶體的變形中要保持晶界處的連續(xù)性，即晶界處的原子既不能堆積也處的原子既不能堆積也不能出現(xiàn)空隙或裂縫不能出現(xiàn)空隙或裂縫，晶界兩，晶界兩邊的變形需要達(dá)到互相協(xié)調(diào)。邊的變形需要達(dá)到互相協(xié)調(diào)。 為滿足協(xié)調(diào)性，每個(gè)晶粒內(nèi)位錯(cuò)在外力作用下發(fā)為滿足協(xié)調(diào)性，每個(gè)晶粒內(nèi)位錯(cuò)在外力作用下發(fā)生運(yùn)動(dòng)，即以滑移

13、方式產(chǎn)生塑性變形效果，需要臨近生運(yùn)動(dòng)，即以滑移方式產(chǎn)生塑性變形效果，需要臨近晶粒作出相應(yīng)的變形。晶界兩邊的晶粒取向不一樣，晶粒作出相應(yīng)的變形。晶界兩邊的晶粒取向不一樣，靠單一的滑移系的動(dòng)作將不能保證這種協(xié)調(diào)，要求鄰靠單一的滑移系的動(dòng)作將不能保證這種協(xié)調(diào)，要求鄰近晶粒的晶界附近區(qū)域有近晶粒的晶界附近區(qū)域有幾個(gè)滑移系動(dòng)作幾個(gè)滑移系動(dòng)作，加上自身，加上自身晶粒除了變形的主滑移系統(tǒng)外，也要有幾個(gè)滑移系統(tǒng)晶粒除了變形的主滑移系統(tǒng)外，也要有幾個(gè)滑移系統(tǒng)同時(shí)動(dòng)作才行。所以晶粒的取向不同對(duì)滑移起到阻礙同時(shí)動(dòng)作才行。所以晶粒的取向不同對(duì)滑移起到阻礙作用，作用，增加了滑移要求的外力增加了滑移要求的外力。 整理pp

14、t16二、晶界對(duì)滑移的影響二、晶界對(duì)滑移的影響l位錯(cuò)的塞積位錯(cuò)的塞積 一個(gè)晶粒在某一滑移系發(fā)生滑移動(dòng)作，一個(gè)晶粒在某一滑移系發(fā)生滑移動(dòng)作，位錯(cuò)發(fā)生運(yùn)動(dòng)，位錯(cuò)遇到晶界時(shí)，由于各個(gè)晶粒的位位錯(cuò)發(fā)生運(yùn)動(dòng)，位錯(cuò)遇到晶界時(shí)，由于各個(gè)晶粒的位向不同，不能直接從一個(gè)晶粒移動(dòng)到另一晶粒，便塞向不同，不能直接從一個(gè)晶粒移動(dòng)到另一晶粒，便塞積起來(lái)；積起來(lái)；l加之晶界處的雜質(zhì)原子也往往較多，增大其晶格畸加之晶界處的雜質(zhì)原子也往往較多，增大其晶格畸變，在滑移時(shí)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力較大，難以發(fā)生變形。變，在滑移時(shí)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力較大，難以發(fā)生變形。晶界的存在可以提高材料的強(qiáng)度晶界的存在可以提高材料的強(qiáng)度。第三節(jié)第三節(jié) 多晶體的

15、塑性變形多晶體的塑性變形l對(duì)純金屬、單相合金或低碳鋼都發(fā)現(xiàn)室溫屈服強(qiáng)度對(duì)純金屬、單相合金或低碳鋼都發(fā)現(xiàn)室溫屈服強(qiáng)度和晶粒大小有以下關(guān)系：和晶粒大小有以下關(guān)系：d d 晶粒的平均直徑，晶粒的平均直徑，k k為比例常數(shù)。即霍爾為比例常數(shù)。即霍爾- -佩奇佩奇(Hall-Petch)(Hall-Petch)關(guān)系。關(guān)系。整理ppt17二、晶界對(duì)滑移的影響二、晶界對(duì)滑移的影響l晶界數(shù)量的增加則材料的晶粒愈細(xì)，不僅強(qiáng)度愈高，晶界數(shù)量的增加則材料的晶粒愈細(xì)，不僅強(qiáng)度愈高，而且塑性與韌性也較高。而且塑性與韌性也較高。原因原因 晶粒愈細(xì)，單位體積中的晶粒數(shù)便愈多，變形晶粒愈細(xì)，單位體積中的晶粒數(shù)便愈多，變形時(shí)同

16、樣的形變量便可分散在更多的晶粒中發(fā)生，時(shí)同樣的形變量便可分散在更多的晶粒中發(fā)生，晶粒晶粒轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力小，晶粒間易于協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力小，晶粒間易于協(xié)調(diào)，產(chǎn)生較均勻的變形，產(chǎn)生較均勻的變形，不致造成局部的應(yīng)力集中，而引起裂紋的過(guò)早產(chǎn)生和不致造成局部的應(yīng)力集中，而引起裂紋的過(guò)早產(chǎn)生和發(fā)展。因而斷裂前便可發(fā)生較大的塑性形變量，具有發(fā)展。因而斷裂前便可發(fā)生較大的塑性形變量，具有較高的沖擊載荷抗力。較高的沖擊載荷抗力。l工業(yè)上通過(guò)各種方法工業(yè)上通過(guò)各種方法( (凝固、壓力加工、熱處理凝固、壓力加工、熱處理) )使使材料獲得細(xì)而均勻的晶粒，使目前提高材料力學(xué)性能材料獲得細(xì)而均勻的晶粒，使目前提高材料力學(xué)性能的有

17、效途徑之一。的有效途徑之一。 第三節(jié)第三節(jié) 多晶體的塑性變形多晶體的塑性變形整理ppt18三、三、塑性變形過(guò)程塑性變形過(guò)程第三節(jié)第三節(jié) 多晶體的塑性變形多晶體的塑性變形局部不均勻性局部不均勻性在多晶體金屬中，由于每個(gè)晶粒的晶格位向都不同，在多晶體金屬中，由于每個(gè)晶粒的晶格位向都不同，其滑移面和滑移方向的分布不同，故在同一外力作用其滑移面和滑移方向的分布不同，故在同一外力作用下，每個(gè)晶粒中不同滑移面和滑移方向上所受的分切下，每個(gè)晶粒中不同滑移面和滑移方向上所受的分切應(yīng)力便不同。應(yīng)力便不同。軟位向軟位向 施密特因子較大施密特因子較大( (接近接近1/2)1/2)，分切應(yīng)力較大，分切應(yīng)力較大的必將的

18、必將首先發(fā)生滑移變形；首先發(fā)生滑移變形；硬位向硬位向 滑移面或滑移方向處于或接近于滑移面或滑移方向處于或接近于與外力相平與外力相平行或垂直行或垂直，即施密特因子較小，即施密特因子較小( (接近接近0)0)的晶粒，它們的晶粒，它們所受的分切應(yīng)力將較小，較難發(fā)生滑移。所受的分切應(yīng)力將較小，較難發(fā)生滑移。整理ppt19三、三、塑性變形過(guò)程塑性變形過(guò)程第三節(jié)第三節(jié) 多晶體的塑性變形多晶體的塑性變形整體的均勻化整體的均勻化l多晶體材料在外力作用下，多晶體材料在外力作用下，首批處于軟位向的晶粒首批處于軟位向的晶粒發(fā)生滑移發(fā)生滑移，而晶界的影響及其周?chē)幱谟参幌虻木Я?，而晶界的影響及其周?chē)幱谟参幌虻木ЯＩ?/p>

19、不能發(fā)生滑移，在首批晶粒的晶界附近造成位錯(cuò)堆尚不能發(fā)生滑移，在首批晶粒的晶界附近造成位錯(cuò)堆積，積，隨著外力增大至應(yīng)力集中達(dá)到一定程度隨著外力增大至應(yīng)力集中達(dá)到一定程度，形變才，形變才會(huì)越過(guò)晶界，傳遞到另一批晶粒中。會(huì)越過(guò)晶界，傳遞到另一批晶粒中。l隨著滑移的發(fā)生，晶粒的位向也在發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，有位隨著滑移的發(fā)生，晶粒的位向也在發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，有位向硬化的晶粒和軟化的晶粒，軟位向的晶粒開(kāi)始滑移向硬化的晶粒和軟化的晶粒，軟位向的晶粒開(kāi)始滑移變形。多晶體塑性變形是一批一批晶粒逐步地發(fā)生，變形。多晶體塑性變形是一批一批晶粒逐步地發(fā)生，從少量晶粒逐步擴(kuò)大到大量的晶粒，從少量晶粒逐步擴(kuò)大到大量的晶粒，從不均勻變形逐從

20、不均勻變形逐步發(fā)展到較均勻的變形步發(fā)展到較均勻的變形，要比單晶體中復(fù)雜得多。，要比單晶體中復(fù)雜得多。整理ppt20四、四、其他塑性變形方式其他塑性變形方式 第三節(jié)第三節(jié) 多晶體的塑性變形多晶體的塑性變形1.1.孿生孿生整理ppt21四、四、其他塑性變形方式其他塑性變形方式 第三節(jié)第三節(jié) 多晶體的塑性變形多晶體的塑性變形孿生產(chǎn)生條件孿生產(chǎn)生條件 在在切應(yīng)力作用切應(yīng)力作用下產(chǎn)生的，所需要的下產(chǎn)生的，所需要的切應(yīng)力比滑切應(yīng)力比滑移要大得多移要大得多，僅在滑移困難時(shí)才會(huì)發(fā)生。，僅在滑移困難時(shí)才會(huì)發(fā)生。出現(xiàn)在滑移系很少的晶體結(jié)構(gòu)的材料中出現(xiàn)在滑移系很少的晶體結(jié)構(gòu)的材料中(如密排六方如密排六方)；2) 在

21、在較低溫度較低溫度或受或受沖擊沖擊時(shí)因來(lái)不及滑移又有時(shí)因來(lái)不及滑移又有較大的應(yīng)力較大的應(yīng)力作用時(shí)作用時(shí)產(chǎn)生孿生。產(chǎn)生孿生。 2.2.蠕變?nèi)渥?所謂蠕變是指材料在高溫下所謂蠕變是指材料在高溫下(高于高于0.3Tm)的變形不的變形不僅與應(yīng)力有關(guān)，且和應(yīng)力僅與應(yīng)力有關(guān)，且和應(yīng)力作用時(shí)間作用時(shí)間有關(guān)。蠕變現(xiàn)象可有關(guān)。蠕變現(xiàn)象可看著在看著在應(yīng)力作用下原子的擴(kuò)散應(yīng)力作用下原子的擴(kuò)散。原子的定向流動(dòng)本身。原子的定向流動(dòng)本身可造成材料的變形?？稍斐刹牧系淖冃?。整理ppt22四、四、其他塑性變形方式其他塑性變形方式 第三節(jié)第三節(jié) 多晶體的塑性變形多晶體的塑性變形3.3.粘滯性流動(dòng)粘滯性流動(dòng) 在液體狀態(tài)下，原子呈

22、無(wú)規(guī)則排列，沒(méi)有固定的在液體狀態(tài)下，原子呈無(wú)規(guī)則排列，沒(méi)有固定的形狀，處于可流動(dòng)的狀態(tài)。液體的流動(dòng)性用黏度來(lái)度形狀，處于可流動(dòng)的狀態(tài)。液體的流動(dòng)性用黏度來(lái)度量，當(dāng)黏度大到可以維持自己的形狀時(shí)，材料就處于量，當(dāng)黏度大到可以維持自己的形狀時(shí)，材料就處于固態(tài)。在固態(tài)下處于非晶態(tài)的材料可以看著是過(guò)冷的固態(tài)。在固態(tài)下處于非晶態(tài)的材料可以看著是過(guò)冷的液體，在外力作用下，非晶態(tài)的材料當(dāng)能克服黏度的液體，在外力作用下，非晶態(tài)的材料當(dāng)能克服黏度的阻力時(shí)，可以象液體那樣發(fā)生流動(dòng)，自己的形狀和尺阻力時(shí)，可以象液體那樣發(fā)生流動(dòng)，自己的形狀和尺寸發(fā)生變化，材料的性質(zhì)未發(fā)生改變，可視為一種塑寸發(fā)生變化，材料的性質(zhì)未發(fā)生改

23、變，可視為一種塑性變形。性變形。 整理ppt23第四節(jié)第四節(jié) 塑性變形對(duì)組織性能的影響塑性變形對(duì)組織性能的影響一、對(duì)力學(xué)性能的影響一、對(duì)力學(xué)性能的影響加工硬化的工程意義：加工硬化的工程意義：加工硬化是強(qiáng)化材料的重要手段加工硬化是強(qiáng)化材料的重要手段，尤其是對(duì)于那些不能用熱，尤其是對(duì)于那些不能用熱處理方法強(qiáng)化的金屬材料。處理方法強(qiáng)化的金屬材料。 加工硬化有利于金屬進(jìn)行均勻變形加工硬化有利于金屬進(jìn)行均勻變形。因?yàn)榻饘僖炎冃尾糠之a(chǎn)。因?yàn)榻饘僖炎冃尾糠之a(chǎn)生硬化，將使繼續(xù)的變形主要在未變形或變形較少的部分發(fā)生硬化，將使繼續(xù)的變形主要在未變形或變形較少的部分發(fā)展。展。1.1. 加工硬化給金屬的繼續(xù)變形造成了

24、困難加工硬化給金屬的繼續(xù)變形造成了困難，加速了模具的損耗，加速了模具的損耗，在對(duì)材料要進(jìn)行較大變形量的加工中將是不希望的，在金屬在對(duì)材料要進(jìn)行較大變形量的加工中將是不希望的，在金屬的變形和加工過(guò)程中常常要進(jìn)行的變形和加工過(guò)程中常常要進(jìn)行“中間退火中間退火”以消除這種不以消除這種不利影響，因而增加了能耗和成本。利影響，因而增加了能耗和成本。產(chǎn)生加工硬化產(chǎn)生加工硬化 材料在變形后，強(qiáng)度、硬度顯著提高，材料在變形后，強(qiáng)度、硬度顯著提高，而塑性、韌性明顯下降的現(xiàn)象稱為而塑性、韌性明顯下降的現(xiàn)象稱為加工硬化加工硬化。整理ppt24二、對(duì)組織形貌的影響二、對(duì)組織形貌的影響第四節(jié)第四節(jié) 塑性變形對(duì)組織性能的

25、影響塑性變形對(duì)組織性能的影響 晶粒變形晶粒變形 金屬塑性變形時(shí)，隨著外形的改變，內(nèi)金屬塑性變形時(shí)，隨著外形的改變，內(nèi)部晶粒的形狀也相應(yīng)變化。通常晶粒沿變形方向被部晶粒的形狀也相應(yīng)變化。通常晶粒沿變形方向被拉長(zhǎng)拉長(zhǎng)( (拉伸拉伸) )或壓扁或壓扁( (壓縮壓縮) )。變形的程度愈大，則晶。變形的程度愈大，則晶粒形狀的改變也愈大。粒形狀的改變也愈大。整理ppt25二、對(duì)組織形貌的影響二、對(duì)組織形貌的影響 晶界模糊晶界模糊 變形量很大時(shí)，晶界變得模糊不變形量很大時(shí)，晶界變得模糊不清，清，原因原因：位錯(cuò)移出晶粒在邊界造成的臺(tái)階：位錯(cuò)移出晶粒在邊界造成的臺(tái)階使使晶界交錯(cuò)晶界交錯(cuò)，進(jìn)一步降低了晶界的耐腐蝕

26、性。，進(jìn)一步降低了晶界的耐腐蝕性。 纖維組織纖維組織 在金屬變形較大時(shí)，材料中的夾在金屬變形較大時(shí)，材料中的夾雜物也雜物也沿變形方向被拉長(zhǎng)沿變形方向被拉長(zhǎng)，形成了纖維組織。，形成了纖維組織。纖維組織的出現(xiàn)造成材料在不同方向上表現(xiàn)纖維組織的出現(xiàn)造成材料在不同方向上表現(xiàn)出不同的力學(xué)性能，即產(chǎn)生一定程度的各向出不同的力學(xué)性能，即產(chǎn)生一定程度的各向異性，一般異性，一般沿纖維方向的強(qiáng)度和塑性遠(yuǎn)大于沿纖維方向的強(qiáng)度和塑性遠(yuǎn)大于垂直方向垂直方向，等等。，等等。 第四節(jié)第四節(jié) 塑性變形對(duì)組織性能的影響塑性變形對(duì)組織性能的影響整理ppt26二、對(duì)組織形貌的影響二、對(duì)組織形貌的影響 亞結(jié)構(gòu)形成亞結(jié)構(gòu)形成 在金屬未

27、變形或少量變形時(shí)，位錯(cuò)密度的分在金屬未變形或少量變形時(shí)，位錯(cuò)密度的分布一般是均勻的。但在大量變形之后，由于位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)和交布一般是均勻的。但在大量變形之后，由于位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)和交互作用，位錯(cuò)不均勻分布，并使晶粒碎化成許多位向略有差互作用，位錯(cuò)不均勻分布，并使晶粒碎化成許多位向略有差異的亞晶粒。異的亞晶粒。亞晶粒邊界上聚集大量位錯(cuò)亞晶粒邊界上聚集大量位錯(cuò)，而內(nèi)部的位錯(cuò)密，而內(nèi)部的位錯(cuò)密度相對(duì)低得多。隨著度相對(duì)低得多。隨著變形量的增大變形量的增大，產(chǎn)生的，產(chǎn)生的亞結(jié)構(gòu)也越細(xì)亞結(jié)構(gòu)也越細(xì)。整個(gè)晶粒內(nèi)部的位錯(cuò)密度的提高將降低了材料的耐腐蝕性。整個(gè)晶粒內(nèi)部的位錯(cuò)密度的提高將降低了材料的耐腐蝕性。第四節(jié)第四節(jié)

28、塑性變形對(duì)組織性能的影響塑性變形對(duì)組織性能的影響整理ppt27三、變形織構(gòu)的產(chǎn)生三、變形織構(gòu)的產(chǎn)生 金屬晶粒的取向一般是無(wú)規(guī)則的隨機(jī)排列，盡管金屬晶粒的取向一般是無(wú)規(guī)則的隨機(jī)排列，盡管每個(gè)晶粒有各向異性，宏觀性能表現(xiàn)出各向同性。當(dāng)每個(gè)晶粒有各向異性，宏觀性能表現(xiàn)出各向同性。當(dāng)金屬經(jīng)受金屬經(jīng)受大量大量(70%以上以上)的一定方向的變形之后的一定方向的變形之后, , 晶粒晶粒的的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)造成晶粒取向趨于一致，形成了造成晶粒取向趨于一致，形成了“擇優(yōu)取向擇優(yōu)取向”，即某一晶面在某個(gè)方向出現(xiàn)的幾率明顯高于其他方向。即某一晶面在某個(gè)方向出現(xiàn)的幾率明顯高于其他方向。金屬大變形后形成的這種有序化結(jié)構(gòu)叫做金屬

29、大變形后形成的這種有序化結(jié)構(gòu)叫做變形織構(gòu)變形織構(gòu)，它使金屬材料表現(xiàn)出明顯的它使金屬材料表現(xiàn)出明顯的各向異性各向異性。第四節(jié)第四節(jié) 塑性變形對(duì)組織性能的影響塑性變形對(duì)組織性能的影響對(duì)工程應(yīng)用的影響對(duì)工程應(yīng)用的影響：在大多數(shù)情況下是不利的，如有織構(gòu)的金：在大多數(shù)情況下是不利的，如有織構(gòu)的金屬板材屬板材沖制筒形零件沖制筒形零件，不同方向上塑性的差別較大，深沖后零，不同方向上塑性的差別較大，深沖后零件的邊緣不齊出現(xiàn)件的邊緣不齊出現(xiàn)“制耳制耳”現(xiàn)象；另外在不同方向上變形不同，現(xiàn)象；另外在不同方向上變形不同，制成的零件的制成的零件的硬度和壁厚會(huì)不均勻硬度和壁厚會(huì)不均勻，等等。但織構(gòu)有時(shí)也能帶，等等。但織構(gòu)

30、有時(shí)也能帶來(lái)好處，制造變壓器鐵芯的硅鋼片，利用織構(gòu)可大大提高變壓來(lái)好處，制造變壓器鐵芯的硅鋼片，利用織構(gòu)可大大提高變壓器的效率。器的效率。整理ppt28四、增加了殘余內(nèi)應(yīng)力四、增加了殘余內(nèi)應(yīng)力 塑性變形后材料內(nèi)部的殘余內(nèi)應(yīng)力明顯增加塑性變形后材料內(nèi)部的殘余內(nèi)應(yīng)力明顯增加，主要是，主要是由于材料在外力作用下內(nèi)部變形不均勻所造成的。由于材料在外力作用下內(nèi)部變形不均勻所造成的。第四節(jié)第四節(jié) 塑性變形對(duì)組織性能的影響塑性變形對(duì)組織性能的影響第一類(lèi)內(nèi)應(yīng)力第一類(lèi)內(nèi)應(yīng)力材料表層和心、這一部分和那一部分變形不均勻，造成平衡于材料表層和心、這一部分和那一部分變形不均勻，造成平衡于它們之間的宏觀內(nèi)應(yīng)力它們之間的宏

31、觀內(nèi)應(yīng)力. .第二類(lèi)內(nèi)應(yīng)力第二類(lèi)內(nèi)應(yīng)力相鄰晶粒取向不同引起變形不均勻，或晶內(nèi)不同部位變形不均相鄰晶粒取向不同引起變形不均勻，或晶內(nèi)不同部位變形不均勻，會(huì)造成微觀內(nèi)應(yīng)力勻，會(huì)造成微觀內(nèi)應(yīng)力. .第三類(lèi)內(nèi)應(yīng)力第三類(lèi)內(nèi)應(yīng)力位錯(cuò)等缺陷的增加，會(huì)造成晶格畸變位錯(cuò)等缺陷的增加，會(huì)造成晶格畸變. . 第三類(lèi)內(nèi)應(yīng)力占絕大部分，是變形金屬?gòu)?qiáng)化的主要原因。但耐腐蝕性下降。第第三類(lèi)內(nèi)應(yīng)力占絕大部分，是變形金屬?gòu)?qiáng)化的主要原因。但耐腐蝕性下降。第一、二類(lèi)內(nèi)應(yīng)力占的比例不大，但當(dāng)進(jìn)一步加工會(huì)打破原有平衡，引起材料的變形；一、二類(lèi)內(nèi)應(yīng)力占的比例不大，但當(dāng)進(jìn)一步加工會(huì)打破原有平衡，引起材料的變形；或者和零件使用應(yīng)力發(fā)生疊加，

32、引起材料的破壞。所以一般都要用退火的辦法盡量或者和零件使用應(yīng)力發(fā)生疊加，引起材料的破壞。所以一般都要用退火的辦法盡量將其消除。將其消除。整理ppt29第五節(jié)第五節(jié) 變形后金屬的加熱變化變形后金屬的加熱變化引言引言 1) 1) 冷變形后的金屬材料存在冷變形后的金屬材料存在加工硬化加工硬化和和殘余內(nèi)應(yīng)力殘余內(nèi)應(yīng)力等等性能變化，在很多情況下并不是人門(mén)希望的，可以通性能變化，在很多情況下并不是人門(mén)希望的，可以通過(guò)加熱引起的組織變化來(lái)改變這些性能。過(guò)加熱引起的組織變化來(lái)改變這些性能。 2)2)在材料的內(nèi)部的在材料的內(nèi)部的晶粒破碎拉長(zhǎng)晶粒破碎拉長(zhǎng)，位錯(cuò)位錯(cuò)等缺陷大量增等缺陷大量增加和存在的加和存在的內(nèi)應(yīng)力

33、內(nèi)應(yīng)力都使材料存在彈性應(yīng)變能，使都使材料存在彈性應(yīng)變能，使其內(nèi)其內(nèi)能升高處于不穩(wěn)定的狀態(tài)能升高處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，系統(tǒng)本身就存在釋放能量，系統(tǒng)本身就存在釋放能量的潛力，當(dāng)溫度提高后，原子的活動(dòng)能力增強(qiáng)，原子的潛力，當(dāng)溫度提高后，原子的活動(dòng)能力增強(qiáng)，原子在熱運(yùn)動(dòng)中會(huì)使材料朝著減少缺陷、降低能量的方向在熱運(yùn)動(dòng)中會(huì)使材料朝著減少缺陷、降低能量的方向發(fā)展，造成組織和性能的變化。發(fā)展，造成組織和性能的變化。整理ppt30一、冷變形后的材料加熱轉(zhuǎn)變一、冷變形后的材料加熱轉(zhuǎn)變對(duì)冷變形的塑性材料對(duì)冷變形的塑性材料重新加熱，隨著加熱重新加熱，隨著加熱的溫度和保溫時(shí)的不的溫度和保溫時(shí)的不同，發(fā)生的變化大致同，發(fā)生的

34、變化大致可以分為三個(gè)階段：可以分為三個(gè)階段：回復(fù)回復(fù)、再結(jié)晶再結(jié)晶和和晶粒晶粒的長(zhǎng)大的長(zhǎng)大，他們都是減，他們都是減少或消除結(jié)構(gòu)缺陷的少或消除結(jié)構(gòu)缺陷的過(guò)程。材料的內(nèi)應(yīng)力、過(guò)程。材料的內(nèi)應(yīng)力、晶粒尺寸、強(qiáng)度、塑晶粒尺寸、強(qiáng)度、塑性等性能也發(fā)生對(duì)應(yīng)性等性能也發(fā)生對(duì)應(yīng)變化。變化。 第五節(jié)第五節(jié) 變形后金屬的加熱變化變形后金屬的加熱變化整理ppt31二、回復(fù)二、回復(fù)第五節(jié)第五節(jié) 變形后金屬的加熱變化變形后金屬的加熱變化回復(fù)概念回復(fù)概念 在加熱溫度較低時(shí)，僅因金屬中的一些在加熱溫度較低時(shí)，僅因金屬中的一些點(diǎn)缺陷點(diǎn)缺陷和和位錯(cuò)的遷移位錯(cuò)的遷移而引起的某些晶內(nèi)的變化。回復(fù)階段一般而引起的某些晶內(nèi)的變化。回復(fù)

35、階段一般加熱溫度加熱溫度在在0.4T0.4Tm m以下以下?；貜?fù)的組織性能變化回復(fù)的組織性能變化宏觀應(yīng)力基本去除，微觀應(yīng)力仍然殘存；宏觀應(yīng)力基本去除，微觀應(yīng)力仍然殘存；物理性能，如電阻率，有明顯降低，有的可基本回到未變物理性能，如電阻率，有明顯降低，有的可基本回到未變形前的水平；形前的水平；力學(xué)性能，如硬度和流變應(yīng)力，覺(jué)察不到有明顯的變化；力學(xué)性能，如硬度和流變應(yīng)力，覺(jué)察不到有明顯的變化； 光學(xué)金相組織看不出任何變化，溫度較高發(fā)生回復(fù)，在電光學(xué)金相組織看不出任何變化，溫度較高發(fā)生回復(fù)，在電子顯微鏡下可間到晶粒內(nèi)部組織的變化。子顯微鏡下可間到晶粒內(nèi)部組織的變化。整理ppt32三、再結(jié)晶三、再結(jié)晶

36、第五節(jié)第五節(jié) 變形后金屬的加熱變化變形后金屬的加熱變化1.1.基本過(guò)程基本過(guò)程 經(jīng)過(guò)塑性變形后的金屬材料在加熱到較高溫度時(shí)經(jīng)過(guò)塑性變形后的金屬材料在加熱到較高溫度時(shí)(一般大一般大于于0.4Tm)，可以發(fā)生晶粒的重新改組。同結(jié)晶過(guò)程類(lèi)似，首先，可以發(fā)生晶粒的重新改組。同結(jié)晶過(guò)程類(lèi)似，首先在材料中變形嚴(yán)重，即位錯(cuò)或其他缺陷集中處，形成新的無(wú)畸在材料中變形嚴(yán)重，即位錯(cuò)或其他缺陷集中處，形成新的無(wú)畸變的小晶粒，這些小晶粒消耗周?chē)l(fā)生過(guò)變形的晶體而不斷長(zhǎng)變的小晶粒，這些小晶粒消耗周?chē)l(fā)生過(guò)變形的晶體而不斷長(zhǎng)大，同時(shí)也有新的小晶粒形成，直到新的晶粒全部代替變形過(guò)大，同時(shí)也有新的小晶粒形成，直到新的晶粒全部

37、代替變形過(guò)的晶體。這個(gè)過(guò)程也是一的晶體。這個(gè)過(guò)程也是一形核和核心形核和核心長(zhǎng)大，稱為長(zhǎng)大，稱為再結(jié)晶再結(jié)晶。 2.2.結(jié)果結(jié)果 材料發(fā)生了再結(jié)晶后，由于全部用新生成的晶粒替換了材料發(fā)生了再結(jié)晶后，由于全部用新生成的晶粒替換了原發(fā)生過(guò)塑性變形的晶粒，所以材料經(jīng)過(guò)再結(jié)晶后，由冷塑原發(fā)生過(guò)塑性變形的晶粒，所以材料經(jīng)過(guò)再結(jié)晶后，由冷塑性變形帶來(lái)的所有性能變化就全部消失，性變形帶來(lái)的所有性能變化就全部消失，材料的組織發(fā)生了材料的組織發(fā)生了變化，性能完全徹底回到變形前的狀態(tài)。變化，性能完全徹底回到變形前的狀態(tài)。整理ppt33三、再結(jié)晶三、再結(jié)晶第五節(jié)第五節(jié) 變形后金屬的加熱變化變形后金屬的加熱變化3.3.

38、特點(diǎn)特點(diǎn)再結(jié)晶過(guò)程不是相變?cè)俳Y(jié)晶過(guò)程不是相變，盡管冷塑性變形后的發(fā)生再結(jié)晶，晶，盡管冷塑性變形后的發(fā)生再結(jié)晶，晶粒以形核和晶核長(zhǎng)大來(lái)進(jìn)行，但變化前后的晶粒成分相同，粒以形核和晶核長(zhǎng)大來(lái)進(jìn)行，但變化前后的晶粒成分相同，晶體結(jié)構(gòu)并未發(fā)生變化，因此它們是屬于同一個(gè)相。晶體結(jié)構(gòu)并未發(fā)生變化，因此它們是屬于同一個(gè)相。再結(jié)晶沒(méi)有確定的轉(zhuǎn)變溫度再結(jié)晶沒(méi)有確定的轉(zhuǎn)變溫度，再結(jié)晶是在溫度達(dá)到一定程度，再結(jié)晶是在溫度達(dá)到一定程度后，原子活動(dòng)能力增強(qiáng)發(fā)生遷移進(jìn)行晶格位置的重排，溫度后，原子活動(dòng)能力增強(qiáng)發(fā)生遷移進(jìn)行晶格位置的重排，溫度愈高，完成愈快，沒(méi)有固定溫度，但愈高，完成愈快，沒(méi)有固定溫度，但有一溫度下限有一溫度

39、下限，這個(gè)溫，這個(gè)溫度稱為度稱為再結(jié)晶開(kāi)始溫度再結(jié)晶開(kāi)始溫度。決定再結(jié)晶溫度的因素有：決定再結(jié)晶溫度的因素有：材料材料冷變形程度冷變形程度愈大，愈大，再結(jié)晶開(kāi)始溫度愈低；再結(jié)晶開(kāi)始溫度愈低；熔點(diǎn)熔點(diǎn)高、高、雜質(zhì)原子雜質(zhì)原子多多( (純度低），純度低），再結(jié)晶開(kāi)始溫度愈高；再結(jié)晶開(kāi)始溫度愈高；延長(zhǎng)加熱的保溫時(shí)間可以在較低溫度下達(dá)到同樣效果。延長(zhǎng)加熱的保溫時(shí)間可以在較低溫度下達(dá)到同樣效果。 工程用金屬材料，一般再結(jié)晶溫度可用工程用金屬材料，一般再結(jié)晶溫度可用0.4T0.4TM M來(lái)估計(jì)。來(lái)估計(jì)。整理ppt34四、晶粒長(zhǎng)大四、晶粒長(zhǎng)大第五節(jié)第五節(jié) 變形后金屬的加熱變化變形后金屬的加熱變化1.1.長(zhǎng)大

40、動(dòng)力長(zhǎng)大動(dòng)力 再結(jié)晶完成后，金屬獲得均勻細(xì)小的晶粒，但潛伏著長(zhǎng)大再結(jié)晶完成后，金屬獲得均勻細(xì)小的晶粒，但潛伏著長(zhǎng)大的趨勢(shì)，因?yàn)榫ЯｉL(zhǎng)大后，晶粒變大，則晶界的總面積減小，的趨勢(shì)，因?yàn)榫ЯｉL(zhǎng)大后，晶粒變大，則晶界的總面積減小，總界面能總界面能也就減小。所以只要條件滿足，晶粒就會(huì)自行長(zhǎng)大。也就減小。所以只要條件滿足，晶粒就會(huì)自行長(zhǎng)大。2.2.晶粒的正常長(zhǎng)大晶粒的正常長(zhǎng)大 在長(zhǎng)大過(guò)程中，所有能長(zhǎng)大晶粒都處在大致相同的環(huán)境，在長(zhǎng)大過(guò)程中，所有能長(zhǎng)大晶粒都處在大致相同的環(huán)境，長(zhǎng)大后的晶粒大小分布統(tǒng)計(jì)結(jié)果相同。長(zhǎng)大方式以大吃小的長(zhǎng)大后的晶粒大小分布統(tǒng)計(jì)結(jié)果相同。長(zhǎng)大方式以大吃小的兼并方式進(jìn)行。晶粒長(zhǎng)大的最終

41、結(jié)果是材料的晶粒平均尺寸兼并方式進(jìn)行。晶粒長(zhǎng)大的最終結(jié)果是材料的晶粒平均尺寸變大。變大。3.3.晶粒的非正常長(zhǎng)大晶粒的非正常長(zhǎng)大在長(zhǎng)大過(guò)程中，一般晶粒在正常緩慢長(zhǎng)大時(shí)，如果有少數(shù)晶粒在長(zhǎng)大過(guò)程中，一般晶粒在正常緩慢長(zhǎng)大時(shí)，如果有少數(shù)晶粒處在特別優(yōu)越的環(huán)境，這些大量吞食周?chē)Я?，迅速長(zhǎng)大。處在特別優(yōu)越的環(huán)境，這些大量吞食周?chē)Я?，迅速長(zhǎng)大。整理ppt35晶粒非正常長(zhǎng)大圖片晶粒非正常長(zhǎng)大圖片 第五節(jié)第五節(jié) 變形后金屬的加熱變化變形后金屬的加熱變化整理ppt36五、再結(jié)晶后的晶粒尺寸五、再結(jié)晶后的晶粒尺寸 1 1、預(yù)先變形量、預(yù)先變形量1)1)在臨界變形量在臨界變形量( (不同材料不同材料不相同不相

42、同, ,一般金屬在一般金屬在2 210%10%之間之間) )以下以下, ,材料不發(fā)生再結(jié)材料不發(fā)生再結(jié)晶，維持原來(lái)的晶粒尺寸；晶，維持原來(lái)的晶粒尺寸；2)2)臨界變形量附近臨界變形量附近, ,因核心因核心數(shù)量很少而再結(jié)晶后的數(shù)量很少而再結(jié)晶后的尺寸尺寸很大很大,有時(shí)甚至可得到有時(shí)甚至可得到單晶單晶;3)3)通常隨著變形量增加，再結(jié)晶的晶粒尺寸不斷減小通常隨著變形量增加，再結(jié)晶的晶粒尺寸不斷減小, ,當(dāng)變形量過(guò)大當(dāng)變形量過(guò)大(70%)(70%)后，可能產(chǎn)生明顯織構(gòu)，在退火后，可能產(chǎn)生明顯織構(gòu)，在退火溫度高時(shí)發(fā)生晶粒的異常長(zhǎng)大。溫度高時(shí)發(fā)生晶粒的異常長(zhǎng)大。整理ppt37五、再結(jié)晶后的晶粒尺寸五、再

43、結(jié)晶后的晶粒尺寸 2 2、退火溫度和時(shí)間、退火溫度和時(shí)間其它條件相同時(shí)，其它條件相同時(shí)，退火溫度高、保溫時(shí)間長(zhǎng)，所得到退火溫度高、保溫時(shí)間長(zhǎng)，所得到的晶粒尺寸愈大的晶粒尺寸愈大。再結(jié)晶剛結(jié)束時(shí)，晶粒尺寸一般相差不明顯，但退火再結(jié)晶剛結(jié)束時(shí)，晶粒尺寸一般相差不明顯，但退火溫度高，完成再結(jié)晶用的時(shí)間少，長(zhǎng)大的時(shí)間就長(zhǎng)，溫度高，完成再結(jié)晶用的時(shí)間少，長(zhǎng)大的時(shí)間就長(zhǎng)，長(zhǎng)大速度快。長(zhǎng)大速度快。隨退火溫度的提高而晶粒尺寸增大隨退火溫度的提高而晶粒尺寸增大。再結(jié)晶退火一般均采用保溫再結(jié)晶退火一般均采用保溫 2 2小時(shí)小時(shí)，保證再結(jié)晶充分，保證再結(jié)晶充分完成而晶粒不過(guò)分長(zhǎng)大，延長(zhǎng)保溫時(shí)間顯然會(huì)造成晶完成而晶粒

44、不過(guò)分長(zhǎng)大，延長(zhǎng)保溫時(shí)間顯然會(huì)造成晶粒尺寸的長(zhǎng)大。粒尺寸的長(zhǎng)大。 第五節(jié)第五節(jié) 變形后金屬的加熱變化變形后金屬的加熱變化整理ppt38六、再結(jié)晶應(yīng)用六、再結(jié)晶應(yīng)用第五節(jié)第五節(jié) 變形后金屬的加熱變化變形后金屬的加熱變化回復(fù)回復(fù) 去應(yīng)力退火，消除應(yīng)力，穩(wěn)定組織；去應(yīng)力退火，消除應(yīng)力，穩(wěn)定組織；再結(jié)晶再結(jié)晶 再結(jié)晶退火，消除加工硬化效果，消除組織各再結(jié)晶退火，消除加工硬化效果，消除組織各 向異性；向異性；晶粒長(zhǎng)大晶粒長(zhǎng)大 在工藝過(guò)程中避免產(chǎn)生。在工藝過(guò)程中避免產(chǎn)生。整理ppt39第六節(jié)第六節(jié) 金屬的熱塑性變形金屬的熱塑性變形引言引言 冷態(tài)對(duì)材料進(jìn)行塑性變形會(huì)產(chǎn)生加工硬化，當(dāng)材冷態(tài)對(duì)材料進(jìn)行塑性變形會(huì)

45、產(chǎn)生加工硬化，當(dāng)材料成形需要較大的變形量時(shí)，可以經(jīng)過(guò)一段變形后，料成形需要較大的變形量時(shí)，可以經(jīng)過(guò)一段變形后，進(jìn)行一次再結(jié)晶退火，再來(lái)繼續(xù)進(jìn)行塑性變形，再退進(jìn)行一次再結(jié)晶退火，再來(lái)繼續(xù)進(jìn)行塑性變形，再退火，直到達(dá)到需要的變形程度。火，直到達(dá)到需要的變形程度。 金屬材料的強(qiáng)度和硬度會(huì)隨溫度的上升而下降，金屬材料的強(qiáng)度和硬度會(huì)隨溫度的上升而下降，塑性會(huì)隨溫度的升高而升高。在較高的溫度下進(jìn)行塑塑性會(huì)隨溫度的升高而升高。在較高的溫度下進(jìn)行塑性變形，材料的抗力小，變形所用的動(dòng)力性變形，材料的抗力小，變形所用的動(dòng)力( (外加變形力外加變形力) )也小，高的塑性減少開(kāi)裂破壞的可能性。也小，高的塑性減少開(kāi)裂破

46、壞的可能性。如果溫度超如果溫度超過(guò)材料的再結(jié)晶溫度，在變形的同時(shí)會(huì)發(fā)生再結(jié)晶，過(guò)材料的再結(jié)晶溫度，在變形的同時(shí)會(huì)發(fā)生再結(jié)晶，可不產(chǎn)生加工硬化，直接進(jìn)行大變形量的變形可不產(chǎn)生加工硬化，直接進(jìn)行大變形量的變形。 整理ppt40一、熱加工一、熱加工第六節(jié)第六節(jié) 金屬的熱塑性變形金屬的熱塑性變形 把金屬的塑性變形稱為加工，凡是把金屬的塑性變形稱為加工，凡是在其再結(jié)晶溫在其再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行加工變形稱為度以上進(jìn)行加工變形稱為熱加工熱加工，反之在其再結(jié)晶溫，反之在其再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的加工變形稱為度以下進(jìn)行的加工變形稱為冷加工冷加工。 冷熱加工的分界線不是以變形過(guò)程是否進(jìn)行過(guò)加熱冷熱加工的分界線不是以變形

47、過(guò)程是否進(jìn)行過(guò)加熱l 鉛的再結(jié)晶溫度在鉛的再結(jié)晶溫度在 00以下，在室溫下進(jìn)行變形是以下，在室溫下進(jìn)行變形是 屬于熱加工屬于熱加工l 鐵的再結(jié)晶溫度為鐵的再結(jié)晶溫度為450450左右，在左右，在400400進(jìn)行變形仍進(jìn)行變形仍屬于冷加工屬于冷加工, ,l 鎢在鎢在10001000進(jìn)行變形也屬于冷加工。進(jìn)行變形也屬于冷加工。整理ppt41二、熱加工時(shí)的軟化二、熱加工時(shí)的軟化 在高溫下，塑性變形的同時(shí)，發(fā)生組織結(jié)構(gòu)的軟在高溫下，塑性變形的同時(shí)，發(fā)生組織結(jié)構(gòu)的軟化，熱加工時(shí)軟化有以下類(lèi)型：化，熱加工時(shí)軟化有以下類(lèi)型： 動(dòng)態(tài)回復(fù)動(dòng)態(tài)回復(fù) 變形在增加缺陷的同時(shí)以回復(fù)方式減少變形在增加缺陷的同時(shí)以回復(fù)方式減少部分缺陷，甚至可達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。部分缺陷，甚至可達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶動(dòng)態(tài)再結(jié)晶 變形量超過(guò)臨界變形量后，以再結(jié)晶變形量超過(guò)臨界變形量后，以再結(jié)晶方式形核并不斷長(zhǎng)大。邊長(zhǎng)大的同時(shí)繼續(xù)變形，再方式形核并不斷長(zhǎng)大。邊長(zhǎng)大的同時(shí)繼續(xù)變形，再達(dá)到一定程度再次形核長(zhǎng)大，如此往而復(fù)始。達(dá)到一定程度再次形核長(zhǎng)大，如此往而復(fù)始。 亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶 變形過(guò)程中形成的變形過(guò)程中形成的再結(jié)晶核心或長(zhǎng)再結(jié)晶核心或長(zhǎng)大未完成的小晶體大未完成的小晶體，在變形過(guò)程停止后的繼續(xù)長(zhǎng)大。，在變形過(guò)程停止后的繼續(xù)