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1、第六章金属的塑性变形及再结晶第1页，本讲稿共23页 各种金属的板材、棒材、线材和型材都是通过轧制、锻造、挤压、冷拔、冲压等压力加工方法制造而成的，这些加工方法的特点是金属材料在外力的作用下按一定的形状和尺寸发生永久性的塑性变形第2页，本讲稿共23页本章主要内容本章主要内容第一节 金属的塑性变形第二节 冷塑性变形对金属组织与性能的影响第三节 冷变形金属在加热时的变化第四节 金属的热塑性变形第3页，本讲稿共23页第一第一节节 金属的塑性变形金属的塑性变形一、单晶体的塑性变形方式：滑移和孪生（一）滑移：在切应力作用下，晶体的一部分沿着某一晶面相对于另一部分的滑动，滑移结果晶体发生塑性变形。产生滑移的
2、晶面和晶向分别称为滑移面和滑移方向 滑移是金属塑性变形的主要方式第六章第六章第六章第六章 金属的塑性变形及再结晶金属的塑性变形及再结晶金属的塑性变形及再结晶金属的塑性变形及再结晶第4页，本讲稿共23页1、滑移带和滑移线 塑性变形后的晶体，出现滑移带和滑移线2、滑移系 由一个滑移面和该面上的一个滑移方向组成一个滑移系。晶体中滑移系越多，金属晶体滑移的可能性就越大，其塑性就越好第5页，本讲稿共23页滑移第6页，本讲稿共23页4、滑移机理第7页，本讲稿共23页线缺陷第8页，本讲稿共23页（二）孪生 在切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分以一定的晶面（孪晶面）及晶向（孪生晶向）产生的剪切变形第9页
3、，本讲稿共23页二、多晶体的塑性变形（一）特点多晶体由许多晶粒组成，各个晶粒位向不同，且存在许多晶界，变形复杂（二）晶界及晶粒位向的影响 第10页，本讲稿共23页第二第二节节 冷塑性变形对金属组织与性能冷塑性变形对金属组织与性能的影响的影响产生机理：金属材料发生塑性变形后，亚晶粒位错密度位错之间发生交互作用位错运动困难强度、硬度作用：有利于金属的均匀变形，保证金属零件的工作安全性第六章第六章第六章第六章 金属的塑性变形及再结晶金属的塑性变形及再结晶金属的塑性变形及再结晶金属的塑性变形及再结晶一、冷塑性变形对金属性能的影响1、加工硬化：由于塑性变形的变形度增加，使金属的强度、硬度提高，而塑性下降
4、的现象第11页，本讲稿共23页2、物理化学性能变化塑性变形除了影响力学性能外，也使金属的某些物理、化学性能发生变化。如：金属电阻增加，耐蚀性降低第12页，本讲稿共23页二、冷塑性变形对金属组织的影响（一）（一）形成纤维组织形成纤维组织（二）（二）亚组织的细化亚组织的细化金属发生塑性变形时，在晶粒形状变化的同时，晶粒内部存在金属发生塑性变形时，在晶粒形状变化的同时，晶粒内部存在的亚组织会不断细化的亚组织会不断细化（三）（三）产生形变织构产生形变织构金属塑性变形，使晶粒发生转动，当变形量达到一定程度金属塑性变形，使晶粒发生转动，当变形量达到一定程度时，绝大部分晶粒的位向与外力方向趋于一致，形成形时
5、，绝大部分晶粒的位向与外力方向趋于一致，形成形变织构变织构第13页，本讲稿共23页三、产生残余应力由金属内部变形不均匀引起（一）（一）宏观残余应力（第一类内应力）宏观残余应力（第一类内应力）金属材料各部分变形不均匀而产生的金属材料各部分变形不均匀而产生的（二）（二）微观残余应力（第二类内应力）微观残余应力（第二类内应力）金属材料各晶粒或亚晶粒间的变形不均匀而产生的金属材料各晶粒或亚晶粒间的变形不均匀而产生的（三）（三）晶格畸变应力（第三类内应力）晶格畸变应力（第三类内应力）由位错等晶格缺陷在塑性变形过程中的大量增加引起由位错等晶格缺陷在塑性变形过程中的大量增加引起缺陷附件晶格畸变而产生。是存在
6、于变形金属中最缺陷附件晶格畸变而产生。是存在于变形金属中最主要的残余应力主要的残余应力第14页，本讲稿共23页第三第三节节 冷变形金属在加热时的变化冷变形金属在加热时的变化塑性变形后加热回复再结晶晶粒长大 第六章第六章第六章第六章 金属的塑性变形及再结晶金属的塑性变形及再结晶金属的塑性变形及再结晶金属的塑性变形及再结晶第15页，本讲稿共23页一、回复回复回复：当加热温度较低时，冷变形金属的显微组织无明显变化，力学性能也变化不大，但残余应力显著降低，物理和化学性能部分恢复到变形前应用：对那些需要保留产品的加工硬化性能，同时需要消除残余内应力的工件，可以把热处理加热温度选择在使其内部发生回复的温度
7、生产中将回复这种处理工艺称为去应力退火（低温退火）第16页，本讲稿共23页二、再结晶再结晶再结晶：冷变形金属加热到某一更高的温度时，生成新晶粒，而晶格类型不变，加工硬化与残余应力完全消除（一）再结晶过程：形核长大等轴晶粒注意：晶粒的晶格类型没变，再结晶过程没有发生相变；没发生塑性变形的金属不会发生再结晶组织和性能变化：从拉长和纤维状变为均匀的等轴晶粒。强度和硬度重新下降，塑性和韧性重新提高，加工硬化得以消除（二）再结晶温度：金属开始再结晶的最低温度（三）再结晶退火：把冷变形金属加热到再结晶温度以上，使其发生再结晶的热处理工艺生产中，采用再结晶退火消除加工硬化，提高塑性第17页，本讲稿共23页三
8、、晶粒长大再结晶完成后继续升高温度或延长保温时间，晶粒会继续长大实质晶界迁移过程影响再结晶后晶粒大小的因素：（一）加热温度和保温时间的影响（二）冷变形度的影响第18页，本讲稿共23页加热温度对冷变形金属性能的影响第19页，本讲稿共23页第四第四节节 金属的热塑性变形金属的热塑性变形一、热变形加工与冷变形加工在再结晶温度以上进行的塑性变形称为热变形加工热变形加工在再结晶温度以下进行的塑性变形称为冷变形加工冷变形加工注：热加工引发加工硬化和再结晶。由于加热温度高于再结晶温度，所以因塑性变形引起的硬化过程和回复再结晶引起的软化过程几乎同时存在第六章第六章第六章第六章 金属的塑性变形及再结晶金属的塑性变形及再结晶金属的塑性变形及再结晶金属的塑性变形及再结晶第20页，本讲稿共23页二、热变形加工对金属组织与性能的影响（一）消除铸态金属的某些缺陷提高致密度，焊合铸锭中的气孔、缩松等缺陷，通过再结晶获得等轴晶（二）形成热变形纤维组织（流线）改变铸态金属中的成分偏析和夹杂物的分布，形成在宏观检测时通常所称的“流线”（三）形成带状组织带状组织:铁素体和珠光体沿加工变形方向成层状平行交替的条带状组织,使材料产生各向异性第21页，本讲稿共23页本章到此结束。第22页，本讲稿共23页多晶体的塑性变形可以看作是：单个晶粒的位错及晶粒之间的滑动和转动的综合结果。P第23页，本讲稿共23页