第六章 金屬的塑性變形及再結晶.ppt

1、第六章 金屬的塑性變形及再結晶,各種金屬的板材、棒材、線材和型材都是通過軋制、鍛造、擠壓、冷拔、沖壓等壓力加工方法制造而成的，這些加工方法的特點是金屬材料在外力的作用下按一定的形狀和尺寸發(fā)生永久性的塑性變形,本章主要內容,第一節(jié) 金屬的塑性變形 第二節(jié) 冷塑性變形對金屬組織與性能的 影響 第三節(jié) 冷變形金屬在加熱時的變化 第四節(jié) 金屬的熱塑性變形,第一節(jié) 金屬的塑性變形,一、單晶體的塑性變形 方式：滑移和孿生 （一）滑移：在切應力作用下，晶體的一部分沿著某一晶面相對于另一部分的滑動 ，滑移結果晶體發(fā)生塑性變形。 產生滑移的晶面和晶向分別稱為滑移面和滑移方向 滑移是金屬塑性變形的主要方式,第六章

2、 金屬的塑性變形及再結晶,1、滑移帶和滑移線,塑性變形后的晶體，出現滑移帶和滑移線,2、滑移系,由一個滑移面和該面上的一個滑移方向組成一個滑移系。 晶體中滑移系越多，金屬晶體滑移的可能性就越大，其塑性就越好,滑移,4、滑移機理,（二）孿生 在切應力作用下，晶體的一部分相對于另一部分以一定的晶面（孿晶面）及晶向（孿生晶向）產生的剪切變形,二、多晶體的塑性變形 （一）特點 多晶體由許多晶粒組成，各個晶粒位向不同，且存在許多晶界，變形復雜 （二）晶界及晶粒位向的影響,第二節(jié) 冷塑性變形對金屬組織與性能的影響,產生機理：金屬材料發(fā)生塑性變形后，亞晶粒位錯密度位錯之間發(fā)生交互作用位錯運動困難強度、硬度

3、作用：有利于金屬的均勻變形，保證金屬零件的工作安全性,第六章 金屬的塑性變形及再結晶,一、冷塑性變形對金屬性能的影響 1、加工硬化：由于塑性變形的變形度增加，使金屬的強度、硬度提高，而塑性下降的現象,2、物理化學性能變化 塑性變形除了影響力學性能外，也使金屬的某些物理、化學性能發(fā)生變化。如：金屬電阻增加，耐蝕性降低,二、冷塑性變形對金屬組織的影響,（一）形成纖維組織 （二）亞組織的細化 金屬發(fā)生塑性變形時，在晶粒形狀變化的同時，晶粒內部存在的亞組織會不斷細化 （三）產生形變織構 金屬塑性變形，使晶粒發(fā)生轉動，當變形量達到一定程度時，絕大部分晶粒的位向與外力方向趨于一致，形成形變織構,三、產生殘

4、余應力由金屬內部變形不均勻引起,（一）宏觀殘余應力（第一類內應力） 金屬材料各部分變形不均勻而產生的 （二）微觀殘余應力（第二類內應力） 金屬材料各晶?；騺喚Яｉg的變形不均勻而產生的 （三）晶格畸變應力（第三類內應力） 由位錯等晶格缺陷在塑性變形過程中的大量增加引起缺陷附件晶格畸變而產生。是存在于變形金屬中最主要的殘余應力,第三節(jié) 冷變形金屬在加熱時的變化,塑性變形后加熱回復再結晶晶粒長大,第六章 金屬的塑性變形及再結晶,一、回復 回復：當加熱溫度較低時，冷變形金屬的顯微組織無明顯變化，力學性能也變化不大，但殘余應力顯著降低，物理和化學性能部分恢復到變形前 應用：對那些需要保留產品的加工硬化性

5、能，同時需要消除殘余內應力的工件，可以把熱處理加熱溫度選擇在使其內部發(fā)生回復的溫度 生產中將回復這種處理工藝稱為去應力退火（低溫退火）,二、再結晶 再結晶：冷變形金屬加熱到某一更高的溫度時，生成新晶粒，而晶格類型不變，加工硬化與殘余應力完全消除 （一）再結晶過程：形核長大等軸晶粒 注意：晶粒的晶格類型沒變，再結晶過程沒有發(fā)生相變；沒發(fā)生塑性變形的金屬不會發(fā)生再結晶 組織和性能變化：從拉長和纖維狀變?yōu)榫鶆虻牡容S晶粒。強度和硬度重新下降，塑性和韌性重新提高，加工硬化得以消除 （二）再結晶溫度：金屬開始再結晶的最低溫度 （三）再結晶退火：把冷變形金屬加熱到再結晶溫度以上，使其發(fā)生再結晶的熱處理工藝

6、生產中，采用再結晶退火消除加工硬化，提高塑性,三、晶粒長大,再結晶完成后繼續(xù)升高溫度或延長保溫時間，晶粒會繼續(xù)長大 實質晶界遷移過程 影響再結晶后晶粒大小的因素： （一）加熱溫度和保溫時間的影響 （二）冷變形度的影響,加熱溫度對冷變形金屬性能的影響,第四節(jié) 金屬的熱塑性變形,一、熱變形加工與冷變形加工 在再結晶溫度以上進行的塑性變形稱為熱變形加工 在再結晶溫度以下進行的塑性變形稱為冷變形加工 注：熱加工引發(fā)加工硬化和再結晶。由于加熱溫度高于再結晶溫度，所以因塑性變形引起的硬化過程和回復再結晶引起的軟化過程幾乎同時存在,第六章 金屬的塑性變形及再結晶,二、熱變形加工對金屬組織與性能的影響 （一）消除鑄態(tài)金屬的某些缺陷提高致密度，焊合鑄錠中的氣孔、縮松等缺陷，通過再結晶獲得等軸晶,（二）形成熱變形纖維組織（流線） 改變鑄態(tài)金屬中的成分偏析和夾雜物的分布，形成在宏觀檢測時通常所稱的“流線” （三）