塑性變形時(shí)組織性能的變化

塑性變形時(shí)組織性能的變化第一頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二晶粒拉長(zhǎng)的程度取決于：①變形程度ε↑，纖維組織越明顯，拉長(zhǎng)↑②主變形圖示兩向壓縮一向拉伸最有利于晶粒的拉長(zhǎng)第二頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二冷變形金屬的組織與所觀察的試樣截面有關(guān)：冷軋鋼板：縱向截面晶粒變形伸長(zhǎng)最顯著橫向截面晶粒變形伸長(zhǎng)不及前者板面晶粒伸長(zhǎng)變形不明顯，不能反映板材的實(shí)際變形程度第三頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二第四頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二

２．亞結(jié)構(gòu)隨ε↑，ρ↑，位錯(cuò)纏結(jié)→形成胞狀組織→亞結(jié)構(gòu)，使一個(gè)晶粒分割成許多位向差很小的亞晶粒。1亞晶界=位錯(cuò)墻2ε↑，胞的數(shù)量↑，晶塊的尺寸↓，位向差↑第五頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二1第六頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二小角度晶界模型1第七頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二

３．變形織構(gòu)原來(lái)紊亂的位向出現(xiàn)了有序化，具有嚴(yán)格的位向性。這個(gè)過程叫做“擇優(yōu)取向”。具有擇優(yōu)取向的晶體組織稱為“變形織構(gòu)”。第八頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二變形織構(gòu)分為二類：①絲織構(gòu)各晶粒的某一晶向都平行于拉伸軸方向。以此晶向表示絲織構(gòu)面心立方：<111>絲織構(gòu)體心立方：<110>絲織構(gòu)

第九頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二

②板織構(gòu)各晶粒的某一晶面平行于板面，某一晶向平行于軋制方向。板織構(gòu)用晶面和晶向共同表示如(100)[011]板織構(gòu)表示：(100)平行軋面[011]平行軋向第十頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二第十一頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二

材料產(chǎn)生織構(gòu)時(shí)，出現(xiàn)各向異性。不利方面：沖壓時(shí)易出現(xiàn)“制耳效應(yīng)”第十二頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二有利方面：對(duì)于變壓器用的硅鋼片，為了提高磁性，特地在最易磁化方向<100>形成織構(gòu)。又如六方晶體——Zn板使(0001)晶面平行軋面，此方向不易變形——織構(gòu)強(qiáng)化多做壓力容器第十三頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二二．金屬性能的變化１．機(jī)械性能的變化①?gòu)?qiáng)度↑（亞晶界↑，晶格畸變）②塑性↓（晶內(nèi)和晶間受到破壞，附加應(yīng)力）③各向異性順纖維方向的機(jī)械性能優(yōu)于垂直于纖維方向第十四頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二２．物理－化學(xué)性質(zhì)的變化①密度↓②電阻↑導(dǎo)電性↓③導(dǎo)熱性↓④引起磁性變化⑤化學(xué)活性↑溶解性↑耐蝕性↓

第十五頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二6.2回復(fù)與再結(jié)晶變形以后的金屬在加熱過程中可分為回復(fù)、再結(jié)晶、晶粒長(zhǎng)大三階段?；貜?fù)：新晶粒產(chǎn)生以前再結(jié)晶：產(chǎn)生新晶粒的過程晶粒長(zhǎng)大：新晶粒的長(zhǎng)大過程第十六頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二第十七頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二一．回復(fù)１．定義原子回到穩(wěn)定的平衡位置的過程２．機(jī)理①低溫回復(fù)晶內(nèi)變化主要是空位消失消失途徑：與間隙原子復(fù)合跑到晶界或表面與位錯(cuò)起作用②中溫回復(fù)一部分異號(hào)位錯(cuò)發(fā)生復(fù)合、對(duì)消第十八頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二③高溫回復(fù)形成多邊化亞晶多邊化實(shí)質(zhì)：冷變形后，由于同號(hào)位錯(cuò)在滑移面塞積所引起點(diǎn)陣彎曲的晶體，在加熱時(shí)，通過刃型位錯(cuò)的攀移和滑移，使同號(hào)位錯(cuò)沿滑移面法向排列成小角度亞晶界的過程。

第十九頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二位錯(cuò)為什么要從橫向排列變成豎直排列？？第二十頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二３．回復(fù)特點(diǎn)①消除大部分內(nèi)應(yīng)力，彈性應(yīng)變基本消除②恢復(fù)部分物理－化學(xué)性能電阻率↓，耐蝕性↑③機(jī)械性能變化不大④晶粒外形、位向不變⑤晶間、晶內(nèi)微裂紋未得以修復(fù)去應(yīng)力退火1第二十一頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二1第二十二頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二二．再結(jié)晶１．定義隨加熱溫度升高，在形變金屬的基體上出現(xiàn)無(wú)應(yīng)變的新晶粒，直至全部基體都被這些新晶粒所取代的過程。重結(jié)晶?第二十三頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二２．過程①形核三種形核方式(a)亞晶粒合并形核(b)亞晶粒長(zhǎng)大形核(c)凸出形核第二十四頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二

②晶核長(zhǎng)大當(dāng)各個(gè)再結(jié)晶核心長(zhǎng)大到互相接觸時(shí)，就形成了完全由大角度晶界所分界的無(wú)應(yīng)變的新晶粒組織。第二十五頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二３．再結(jié)晶溫度和再結(jié)晶時(shí)間①再結(jié)晶溫度：開始再結(jié)晶的最低溫度TZ測(cè)量TZ的方法常用的有：

金相法：顯微鏡中觀察到第一個(gè)新晶?；蚓Ы缫蛲钩鲂魏硕霈F(xiàn)鋸齒狀邊緣的退火溫度。第二十六頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二硬度法：硬度－退火溫度曲線上硬度開始顯著降低的溫度。工業(yè)生產(chǎn)中通常以經(jīng)過大變形量（～70%以上）的冷變形金屬，經(jīng)一小時(shí)退火能完全再結(jié)晶的最低退火溫度定為TZ。②再結(jié)晶時(shí)間：一定溫度下，完成一定量（95%）再結(jié)晶所需要的時(shí)間。第二十七頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二４．影響再結(jié)晶的主要因素①金屬本性雜質(zhì)↑，TZ↑，d↓如純Al，TZ=90℃99%Al，TZ=290℃合金元素↑，TZ↑，d↓低碳鋼，TZ≈670℃18-8不銹鋼，TZ＞800℃第二十八頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二②變形程度ε↑，TZ↓ε－d關(guān)系，如圖示第二十九頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二③保溫時(shí)間ε一定，保溫時(shí)間越長(zhǎng)，TZ↓④原始晶粒度在其他條件相同的情況下，原始晶粒越細(xì)小，則變形抗力越大，貯存能越高，TZ↓，d↓第三十頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二５．再結(jié)晶特點(diǎn)①內(nèi)應(yīng)力全部消除②恢復(fù)了機(jī)械性能強(qiáng)度↓、塑性↑③修復(fù)了顯微裂紋④使化學(xué)成分均勻⑤消除了各向異性1第三十一頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二1第三十二頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二三．晶粒長(zhǎng)大１．正常長(zhǎng)大（均勻長(zhǎng)大）

晶界能是晶粒長(zhǎng)大的推動(dòng)力。它有如下特點(diǎn)：①晶粒長(zhǎng)大是依靠晶界的移動(dòng)，使大晶粒吞并小晶粒，并不是晶粒的合并。

第三十三頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二②晶粒界面的曲率是晶界移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力。第三十四頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二③長(zhǎng)大過程中，三個(gè)晶粒的交角趨于120°穩(wěn)定的二維晶粒呈六邊形。④晶粒長(zhǎng)大速度比再結(jié)晶速度要小得多⑤晶粒長(zhǎng)大均勻，平均尺寸連續(xù)增大第三十五頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二

２．反常長(zhǎng)大（二次再結(jié)晶）第三十六頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二二次再結(jié)晶產(chǎn)生的條件如下：①微粒（雜質(zhì)或第二相粒子）阻礙晶界移動(dòng)②再結(jié)晶織構(gòu)只在一定取向上易長(zhǎng)大③晶粒間的位向差小晶界遷移率?、鼙砻嬗袩嵛g溝（板材高溫長(zhǎng)期加熱形成）第三十七頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二四．再結(jié)晶織構(gòu)冷變形后的金屬在再結(jié)晶過程中所形成的織構(gòu)金屬在變形過程中所形成的變形織構(gòu)，再結(jié)晶后可出現(xiàn)三種情況：１．保持或加強(qiáng)原有織構(gòu)２．形成新的織構(gòu)３．晶粒取向混亂第三十八頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二五．再結(jié)晶圖——以圖解的形式表示再結(jié)晶結(jié)束后的平均晶粒尺寸與變形程度、再結(jié)晶溫度的關(guān)系。第一類再結(jié)晶圖：冷加工工藝退火T℃－ε－d靜態(tài)第二類再結(jié)晶圖：熱加工工藝熱加工T℃－ε－d動(dòng)態(tài)第三十九頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二１．溫度一定，ε－d的關(guān)系２．變形程度一定，

T℃－d的關(guān)系第四十頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二6.3熱加工變形時(shí)組織性能的變化熱加工：在再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的加工，屬于完全軟化過程一．熱加工的特點(diǎn)1.變形抗力小能耗少2.塑性升高產(chǎn)生斷裂的傾向性減小3.不易形成變形織構(gòu)4.性能均勻性較差5.表面質(zhì)量、尺寸精度較差第四十一頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二

二．金屬組織性能的變化1.使組織致密2.使晶粒細(xì)化3.使夾雜物、第二相破碎4.形成纖維組織金屬中未溶夾雜在熱加工后沿流向分布，形成金屬流線。

第四十二頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二

金屬流線第四十三頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二這種纖維組織不能因再結(jié)晶而改變，仍處于拉長(zhǎng)狀態(tài)。須經(jīng)反向壓縮變形或采用高溫長(zhǎng)時(shí)間退火才能消除。纖維組織的存在，使金屬產(chǎn)生各向異性。順纖維方向較垂直于纖維方向具有較高的機(jī)械性能，尤其是塑性和韌性。見表3-2

第四十四頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二用熱加工方法制造零件時(shí)：盡量使流線與零件工作時(shí)所受到的最大拉應(yīng)力方向相一致，與外加的剪切應(yīng)力或沖擊力的方向相垂直。減弱纖維組織的方法：提高材料的潔凈度減少第二相的體積百分?jǐn)?shù)第四十五頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二5.形成帶狀組織——不同結(jié)構(gòu)的晶粒呈層狀排列低碳鋼經(jīng)熱軋后，珠光體和鐵素體有時(shí)沿軋向呈帶狀分布，構(gòu)成帶狀組織。這種組織是由于枝晶偏析或夾雜物在壓力加工過程中被拉長(zhǎng)所造成。第四十六頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二

帶狀組織

第四十七頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二帶狀組織也會(huì)產(chǎn)生各向異性，但若不存在較多的拉長(zhǎng)非金屬夾雜物時(shí)，對(duì)鋼的橫向機(jī)械性能影響并不顯著，反之，則會(huì)使鋼橫向的塑性和沖擊韌性明顯下降。消除帶狀組織的方法：正火處理高溫?cái)U(kuò)散退火（磷偏析引起）第四十八頁(yè)，共五十二頁(yè)，編輯于2023年，星期二6.4溫加工變形時(shí)組織性能的變化冷加工：