第三章金屬的塑性變形

第三章金屬的塑性變形第一頁，共二十八頁，2022年，8月28日第二頁，共二十八頁，2022年，8月28日第三頁，共二十八頁，2022年，8月28日第四頁，共二十八頁，2022年，8月28日第三章金屬材料的塑性變形3.1單晶體和多晶體的塑性變形3.2金屬的形變強(qiáng)化3.3塑性變形金屬在加熱時(shí)組織和性能的變化3.4塑性加工性能及影響因素本章小結(jié)第五頁，共二十八頁，2022年，8月28日3.1單晶體和多晶體的塑性變形單晶體的塑性變形1.滑移2.孿生3.1.2多晶體金屬塑性變形的特點(diǎn)1.晶粒取向?qū)λ苄宰冃蔚挠绊?.晶界對(duì)塑性變形的影響第三章金屬材料的塑性變形第六頁，共二十八頁，2022年，8月28日鋅單晶體的滑移變形示意圖滑移特點(diǎn)：①滑移是在切應(yīng)力作用下完成的；②滑移時(shí)移動(dòng)的距離是原子間距的整數(shù)倍；③滑移的同時(shí)由于正應(yīng)力組成的力偶作用，推動(dòng)晶體轉(zhuǎn)動(dòng)，力圖使滑移面轉(zhuǎn)向與外力一致的方向。④滑移的實(shí)質(zhì)是位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。因此滑移的實(shí)際臨界切應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于理論臨界切應(yīng)力。第三章金屬材料的塑性變形第七頁，共二十八頁，2022年，8月28日1.單晶體的滑移單晶體滑移變形示意圖第三章金屬材料的塑性變形第八頁，共二十八頁，2022年，8月28日位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)引起的滑移變形示意圖未變形彈性變形彈塑性變形塑性變形第三章金屬材料的塑性變形第九頁，共二十八頁，2022年，8月28日滑移面的確定第三章金屬材料的塑性變形第十頁，共二十八頁，2022年，8月28日常見金屬晶格中的主要滑移系體心立方晶格面心立方晶格密排六方晶格(110)*6(111)*4底面*1[111]*2[110]*3底面對(duì)角線*36*24*31*3第三章金屬材料的塑性變形第十一頁，共二十八頁，2022年，8月28日2.孿生孿生變形示意圖*試比較滑移和孿生的異同點(diǎn)第三章金屬材料的塑性變形第十二頁，共二十八頁，2022年，8月28日1.晶粒取向?qū)λ苄宰冃蔚挠绊懺诙嗑w中，各晶粒的位向不同(如圖所示)，那些滑移面與外力方向成45°角的晶粒（其取向?yàn)椤败浳幌颉保┦紫劝l(fā)生滑移,但它們的滑移變形會(huì)受到其它晶粒（硬位向）的阻礙,進(jìn)一步增加外力,才能使處于硬位向的晶粒也滿足臨界切應(yīng)力條件,產(chǎn)生滑移.因此,多晶體的滑移變形是分期分批進(jìn)行的；又由于硬位向的阻礙作用,多晶體的變形抗力比單晶體的大,即強(qiáng)度高.第三章金屬材料的塑性變形第十三頁，共二十八頁，2022年，8月28日?qǐng)D3.5多晶體塑性變形示意圖第三章金屬材料的塑性變形第十四頁，共二十八頁，2022年，8月28日2.晶界對(duì)塑性變形的影響第三章金屬材料的塑性變形第十五頁，共二十八頁，2022年，8月28日3.2金屬的形變強(qiáng)化形變強(qiáng)化現(xiàn)象3.2.2塑性變形后金屬的組織結(jié)構(gòu)的變化

(1)晶粒破碎,亞結(jié)構(gòu)增多(2)晶粒拉長,出現(xiàn)纖維組織或織構(gòu)(產(chǎn)生各向異性)3.2.3塑性變形產(chǎn)生的殘余應(yīng)力殘余應(yīng)力的危害:(1)降低工件的承載能力(2)使工件的形狀和尺寸發(fā)生變化(3)降低工件的耐蝕性第三章金屬材料的塑性變形第十六頁，共二十八頁，2022年，8月28日形變強(qiáng)化現(xiàn)象定義:金屬經(jīng)過冷態(tài)下的塑性變形(冷加工)后,其強(qiáng)度、硬度提高,而塑性、韌性降低的現(xiàn)象叫做形變強(qiáng)化,或加工硬化或冷作硬化.形變強(qiáng)化還使物理、化學(xué)性能發(fā)生變化,如電阻增大,耐蝕性降低.在冷加工時(shí),形變強(qiáng)化使金屬塑性降低,進(jìn)一步加工困難,應(yīng)安排中間退火工藝.第三章金屬材料的塑性變形第十七頁，共二十八頁，2022年，8月28日3.3塑性變形金屬在加熱時(shí)組織和性能變化3.3.1回復(fù)T回=（0.25~0.3)T熔T回、

T熔為絕對(duì)溫度3.3.2再結(jié)晶定義:經(jīng)冷變形的金屬當(dāng)加熱到T再時(shí),會(huì)在變形最激烈的區(qū)域自發(fā)形成新的細(xì)小等軸晶粒,叫做再結(jié)晶這一過程實(shí)質(zhì)上也是一個(gè)形核和長大的過程,但晶格類型不變,只是改變了晶粒外形.T再=0.4T熔

※金屬再結(jié)晶后,消除了殘余應(yīng)力和形變強(qiáng)化現(xiàn)象晶粒長大3.3.4冷變形和熱變形金屬纖維組織及其應(yīng)用第三章金屬材料的塑性變形第十八頁，共二十八頁，2022年，8月28日形變強(qiáng)化金屬的回復(fù)和再結(jié)晶示意圖第三章金屬材料的塑性變形第十九頁，共二十八頁，2022年，8月28日晶粒長大示意圖臨界變形度織構(gòu)第三章金屬材料的塑性變形第二十頁，共二十八頁，2022年，8月28日冷加工和熱加工在T再溫度以下的塑性變形叫冷加工;T再溫度以上的塑性變形叫熱加工.冷加工產(chǎn)生形變強(qiáng)化,進(jìn)一步變形困難;熱加工消除了形變強(qiáng)化現(xiàn)象,若對(duì)鑄錠進(jìn)行熱加工,能使鑄錠的氣孔及縮松焊合、提高致密度、并能細(xì)化晶粒,還能形成纖維組織.第三章金屬材料的塑性變形第二十一頁，共二十八頁，2022年，8月28日金屬纖維組織及其應(yīng)用定義:纖維組織的各向異性特點(diǎn):不能用熱處理方法消除應(yīng)用:麻花鉆的軋制、汽車半軸的局部鐓粗等。第三章金屬材料的塑性變形第二十二頁，共二十八頁，2022年，8月28日纖維組織的應(yīng)用第三章金屬材料的塑性變形第二十三頁，共二十八頁，2022年，8月28日3.4塑性加工性能及影響因素3.4.1塑性加工性能及其指標(biāo)塑性、變形抗力3.4.2塑性加工性能的影響因素1.金屬的本質(zhì)

(1)化學(xué)成分的影響(2)金屬組織的影響

2.加工條件

(1)變形溫度的影響(2)變形速度的影響(3)應(yīng)力狀態(tài)的影響第三章金屬材料的塑性變形第二十四頁，共二十八頁，2022年，8月28日變形溫度的影響提高溫度有利于金屬塑性變形，但溫度過高將產(chǎn)生過熱、過燒脫碳、氧化等缺陷。鍛造溫度即始鍛溫度與終鍛溫度間的溫度范圍。第三章金屬材料的塑性變形第二十五頁，共二十八頁，2022年，8月28日變形速度的影響第三章金屬材料的塑性變形第二十六頁，共二十八頁，2022年，8月28日應(yīng)力狀態(tài)的影響第三章金屬材料的塑性變形擠壓時(shí)金屬應(yīng)力狀態(tài)拉拔時(shí)金屬應(yīng)力狀態(tài)第二十七頁，共二十八頁，2022年，8月28日本章小結(jié)

鍛造、軋制、擠壓、沖壓等都是塑性變形。這些塑性變形的目的不僅是為了得到