1知識(shí)點(diǎn)2多晶體的塑性變形《金屬材料及熱處理》項(xiàng)目6：金屬的塑性變形認(rèn)知任務(wù)6.1認(rèn)識(shí)金屬的塑性變形與斷裂12《金屬材料及熱處理》工程上使用的金屬材料大多為位向、形狀、大小不同的晶粒組成的多晶體，因此多晶體的變形是許多單晶體變形的綜合作用的結(jié)果。多晶體內(nèi)單晶體的變形仍是以滑移和孿生兩種方式進(jìn)行的，但由于位向不同的晶粒是通過晶界結(jié)合在一起的，晶粒的位向和晶界對(duì)變形有很大的影響，所以多晶體的塑性變形較單晶體復(fù)雜。1)晶界和晶粒位向的影響2)多晶體金屬的變形過程一、多晶體的塑性變形3《金屬材料及熱處理》晶界的存在會(huì)增大滑移抗力，而且因多晶體中各晶粒晶格位向的不同，也會(huì)增大其滑移抗力，因此多晶體金屬的變形抗力總是高于單晶體。金屬的晶粒愈細(xì)，金屬的強(qiáng)度便愈高，而且塑性與韌性也較高1晶界和晶粒位向的影響拉伸試樣變形示意圖一、多晶體的塑性變形4《金屬材料及熱處理》多晶體金屬在外力的作用下，處于軟取向的晶粒優(yōu)先產(chǎn)生滑移變形，處于硬取向的相鄰晶粒尚不能滑移變形，只能以彈性變形相平衡。由于晶界附近點(diǎn)陣畸變和相鄰晶粒位向的差異，使變形晶粒中位錯(cuò)移動(dòng)難以穿過晶界傳到相鄰晶粒，致使位錯(cuò)在晶界處塞積。只有進(jìn)一步增大外力變形才能繼續(xù)進(jìn)行。隨著變形加大，晶界處塞積的位錯(cuò)數(shù)目不斷增多，應(yīng)力集中也逐漸提高。2多晶體金屬的變形過程一、多晶體的塑性變形5《金屬材料及熱處理》當(dāng)應(yīng)力集中達(dá)到一定程度后，相鄰晶粒中的位錯(cuò)源開始滑移，變形就從一批晶粒擴(kuò)展到另一批晶粒。同時(shí)，一批晶粒在變形過程中逐步由軟取向轉(zhuǎn)動(dòng)到硬取向，其變形愈來愈困難，另一批晶粒又從硬取向轉(zhuǎn)動(dòng)到軟取向，參加滑移變形。多晶體的塑性變形，是在各晶粒互相影響，互相制約的條件下，從少量晶粒開始，分批進(jìn)行，逐步擴(kuò)大到其它晶粒，從不均勻的變形逐步發(fā)展到均勻的變形。一、多晶體的塑性變形66《金屬材料及熱處理》多晶體的拉伸實(shí)驗(yàn)示意圖一、多晶體的塑性變形7知識(shí)點(diǎn)1單晶體的塑性變形《金屬材料及熱處理》項(xiàng)目6：金屬的塑性變形認(rèn)知任務(wù)6.1認(rèn)識(shí)金屬的塑性變形與斷裂78一、單晶體的塑性變形8《金屬材料及熱處理》金屬單晶體的塑性變形有“滑移”與“孿生”等不同方式，但一般大多數(shù)情況下都是以滑移方式進(jìn)行的。下面我們具體看一下單晶體塑性變形的基本方式——滑移。1)滑移的表象2)滑移的機(jī)理3)晶體的滑移面、滑移方向及滑移系4)晶體在滑移過程中的轉(zhuǎn)動(dòng)99《金屬材料及熱處理》一、單晶體的塑性變形1010《金屬材料及熱處理》一、單晶體的塑性變形11一、單晶體的塑性變形11《金屬材料及熱處理》1滑移的表象

如果將一個(gè)單晶體金屬試樣表面拋光后，經(jīng)過伸長(zhǎng)變形，再在金相顯微鏡下觀察，可以看到試樣表面出現(xiàn)許多條紋，這些條紋就是晶體在切應(yīng)力的作用下，一部分相對(duì)于另一部分沿著一定的晶面（滑移面）和一定的晶向（滑移方向）滑移產(chǎn)生的臺(tái)階，這些條紋稱為“滑移線”。

在更高倍的電子顯微鏡下觀察，一個(gè)滑移臺(tái)階實(shí)際上是一束滑移線群的集合體，稱為“滑移帶”。

單晶體變形時(shí)，滑移只在晶體內(nèi)有限的晶面上進(jìn)行，是不均勻的。因此單晶體金屬的塑性變形在表面上看出現(xiàn)了一系列的滑移帶，其塑性變形就是眾多大小不同的滑移帶的綜合效果在宏觀上的體現(xiàn)。12一、單晶體的塑性變形12《金屬材料及熱處理》鋅單晶體拉伸試驗(yàn)鋅單晶體拉伸試驗(yàn)示意圖

（a）變形前試樣（b）變形后試樣13一、單晶體的塑性變形13《金屬材料及熱處理》2滑移的機(jī)理

晶體的塑性變形是晶體內(nèi)相鄰部分滑移的綜合表現(xiàn)。但晶體內(nèi)相鄰兩部分之間的相對(duì)滑移，不是滑移面兩側(cè)晶體之間的整體剛性滑動(dòng)，而是由于晶體內(nèi)存在位錯(cuò)，因位錯(cuò)線兩側(cè)的原子偏離了平衡位置，這些原子有力求達(dá)到平衡的趨勢(shì)。

當(dāng)晶體受外力作用時(shí)，位錯(cuò)（刃型位錯(cuò)）將垂直于受力方向，沿著一定的晶面和一定的晶向一格一格地逐步移動(dòng)到晶體的表面，形成一個(gè)原子間距的滑移量。一個(gè)滑移帶就是上百個(gè)或更多位錯(cuò)移動(dòng)到晶體表面所形成的臺(tái)階。14一、單晶體的塑性變形14《金屬材料及熱處理》

滑移機(jī)理示意圖15一、單晶體的塑性變形15《金屬材料及熱處理》3晶體的滑移面、滑移方向及滑移系

晶體上的滑移帶分布是不均勻的，即塑性變形時(shí)，位錯(cuò)只沿一定的晶面和一定的晶向移動(dòng)，并不是沿所有的晶面和晶向都能移動(dòng)的，這些一定的晶面和晶向分別稱為滑移面和滑移方向，并且這些晶面和晶面都是晶體中的密排面和密排方向。

因?yàn)槊芘琶嬷g和密排方向之間的原子間距最大，其原子之間的結(jié)合力最弱，所以在外力作用下最易引起相對(duì)的滑動(dòng)。不同金屬的晶體結(jié)構(gòu)不同，其滑移面和滑移方向的數(shù)目和位向不同，一個(gè)滑移面和在這個(gè)滑移面上的一個(gè)滑移方向組成一個(gè)“滑移系”。16一、單晶體的塑性變形16《金屬材料及熱處理》4晶體在滑移過程中的轉(zhuǎn)動(dòng)單晶體試樣在拉伸實(shí)驗(yàn)時(shí)，除了沿滑移面產(chǎn)生滑移外，晶體還會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)榫w在拉伸過程，當(dāng)滑移面上、下兩部分發(fā)生微小滑移時(shí)，試樣兩端的拉力不再處于同一直線上，于是在滑移面上形成一力偶，使滑移面產(chǎn)生以外力方向?yàn)檗D(zhuǎn)向，趨向于與外力平行的轉(zhuǎn)動(dòng)。可見在滑移過程中，由于晶體的轉(zhuǎn)動(dòng)，晶體的位向會(huì)發(fā)生變化，原來處于軟取向滑移系，逐漸轉(zhuǎn)向硬取向，使滑移困難，這種現(xiàn)象“取向硬化”；相反，原來硬取向的滑移系，將逐步趨于軟位向，易于滑移，稱為“取向軟化”?？梢娫诨七^程中“取向軟化”和“取向硬化”是同時(shí)進(jìn)行的。PPT模板下載：/moban/行業(yè)PPT模板：/hangye/節(jié)日PPT模板：/jieri/PPT素材下載：/sucai/PPT背景圖片：/beijing/PPT圖表下載：/tubiao/優(yōu)秀PPT下載：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/資料下載：/ziliao/PPT課件下載：/kejian/范文下載：/fanwen/試卷下載：/shiti/教案下載：/jiaoan/PPT論壇：

《金屬材料及熱處理》謝謝1718知識(shí)點(diǎn)3合金的塑性變形《金屬材料及熱處理》項(xiàng)目6：金屬的塑性變形認(rèn)知任務(wù)6.1認(rèn)識(shí)金屬的塑性變形與斷裂1819一、單相固溶體的塑性變形19《金屬材料及熱處理》（1）溶質(zhì)原子的原子數(shù)分?jǐn)?shù)越高，強(qiáng)化作用也越大，特別是當(dāng)原子數(shù)分?jǐn)?shù)很低時(shí)的強(qiáng)化效應(yīng)更為顯著。（2）溶質(zhì)原子與基體金屬的原子尺寸相差越大，強(qiáng)化作用也越大。（3）間隙型溶質(zhì)原子比置換原子具有較大的固溶強(qiáng)化效果。（4）溶質(zhì)原子與基體金屬的價(jià)電子數(shù)相差越大，固溶強(qiáng)化作用越顯著。20二、多相合金的塑性變形20《金屬材料及熱處理》當(dāng)組成合金的兩相含量相差不大，晶粒尺寸屬同一數(shù)量級(jí)，且都為塑性相時(shí)，則合金的變形能力取決于兩相的體積分?jǐn)?shù)。1合金中兩相性能相近21二、多相合金的塑性變形21《金屬材料及熱處理》

1、硬而脆的第二相呈連續(xù)網(wǎng)狀分布在塑性相的晶界上這種情況最惡劣，會(huì)使合金塑性與韌性急劇下降。生產(chǎn)上可以通過熱加工和熱處理相互配合來破壞或消除網(wǎng)狀分布2、脆性第二相呈片狀或?qū)訝罘植荚谒苄曰w上如鋼中珠光體組織，此時(shí)，材料性能與兩相片層間距有關(guān)，也可用霍爾-佩奇公式描述：2合金中兩相性能相差較大22二、多相合金的塑性變形22《金屬材料及熱處理》3、脆性相在塑性相中呈顆粒狀分布當(dāng)金屬的脆性相在塑性相中呈顆粒狀分布時(shí)，會(huì)使強(qiáng)度降低，金屬的塑性和韌性會(huì)得到顯著改善；若第二相以細(xì)小彌散的微粒均勻分布于基體相中時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生顯著的強(qiáng)化作用。第二相粒子的強(qiáng)化作用是通過其對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻礙作用而表現(xiàn)出來的。這又分兩種情況：2合金中兩相性能相差較大23二、多相合金的塑性變形23《金屬材料及熱處理》1.位錯(cuò)繞過第二相粒子24二、多相合金的塑性變形24《金屬材料及熱處理》1.位錯(cuò)切過第二相粒子PPT模板下載：/moban/行業(yè)PPT模板：/hangye/節(jié)日PPT模板：/jieri/PPT素材下載：/sucai/PPT背景圖片：/beijing/PPT圖表下載：/tubiao/優(yōu)秀PPT下載：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/資料下載：/ziliao/PPT課件下載：/kejian/范文下載：/fanwen/試卷下載：/shiti/教案下載：/jiaoan/PPT論壇：

《金屬材料及熱處理》謝謝2526知識(shí)點(diǎn)4金屬的斷裂《金屬材料及熱處理》項(xiàng)目6：金屬的塑性變形認(rèn)知任務(wù)6.1認(rèn)識(shí)金屬的塑性變形與斷裂2627一、斷裂的基本類型27《金屬材料及熱處理》1斷裂的基本類型

塑性斷裂：塑性斷裂又稱為延性斷裂，斷裂前發(fā)生大量的宏觀塑性變形，斷裂時(shí)承受的工程應(yīng)力大于材料的屈服強(qiáng)度。由于塑性斷裂前產(chǎn)生顯著的塑性變形，容易引起人們的注意，從而可及時(shí)采取措施防止斷裂的發(fā)生，即使局部發(fā)生斷裂，也不會(huì)造成災(zāi)難性事故。對(duì)于使用時(shí)只有塑性斷裂可能的金屬材料，設(shè)計(jì)時(shí)只需按材料的屈服強(qiáng)度計(jì)算承載能力，一般就能保證安全使用。28一、斷裂的基本類型28《金屬材料及熱處理》脆性斷裂：金屬脆性斷裂過程中，極少或沒有宏觀塑性變形，但在局部區(qū)域仍存在一定的微觀塑性變形。斷裂時(shí)承受的工程應(yīng)力通常不超過材料的屈服強(qiáng)度，甚至低于按宏觀強(qiáng)度理論確定的許用應(yīng)力，因此，又稱低應(yīng)力斷裂。由于脆性斷裂前既無宏觀塑性變形，又無其他預(yù)兆，并且一旦開裂后，裂紋擴(kuò)展迅速，造成整體斷裂或很大的裂口，有時(shí)還產(chǎn)生很多碎片，容易導(dǎo)致嚴(yán)重事故。選擇可能發(fā)生脆斷的金屬材料，必須從脆斷角度計(jì)算其承載能力，并充分估計(jì)過載的可能性。脆性斷裂通常發(fā)生于高強(qiáng)度或塑性、韌性差的金屬或合金中，而且塑性較好的金屬在低溫、厚的截面或高的應(yīng)變速率等條件下或當(dāng)裂紋起重要作用時(shí)，都可能以脆性方式斷裂。29292影響材料斷裂的基本因素《金屬材料及熱處理》（1）裂紋和應(yīng)力狀態(tài)的影響

對(duì)大量脆性斷裂事故的調(diào)查表明，大多數(shù)斷裂是由于材料中存在微小裂紋和缺陷引起的。裂紋的存在引起應(yīng)力集中，且產(chǎn)生復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)，就改變了構(gòu)件的斷裂行為。同樣，受載方式不同會(huì)造成應(yīng)力狀態(tài)的改變，也能改變材料的斷裂行為。例如拉伸或彎曲很脆的材料（如大理石），在受三向壓應(yīng)力時(shí)，卻表現(xiàn)出良好的塑性。一、影響材料斷裂的基本因素30一、影響材料斷裂的基本因素302影響材料斷裂的基本因素《金屬材料及熱處理》（2）溫度的影響中、低強(qiáng)度鋼的斷裂過程都有一個(gè)重要現(xiàn)象，就是隨著溫度的降低，都有從塑性斷裂逐漸過渡為脆性斷裂的現(xiàn)象，尤其是當(dāng)試件上帶有裂紋和缺口時(shí)，更加劇了這種過渡傾向。31一、斷裂的基本類型31《金屬材料及熱處理》塑性斷裂向脆性斷裂過渡示意圖中、低強(qiáng)度鋼光滑試樣的屈服強(qiáng)度Rr0.2隨著溫度的下降而升高，而裂紋擴(kuò)展所需的臨界應(yīng)力σf則基本不變，因此存在著一個(gè)兩應(yīng)力相等的溫度Tc。當(dāng)T>Tc時(shí)，σf<Rr0.2，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到σs就產(chǎn)生塑性變形，也導(dǎo)致微裂紋的形成，但裂紋還不能擴(kuò)展，只有當(dāng)應(yīng)力達(dá)到裂紋所需的臨界應(yīng)力時(shí)才能造成斷裂，即試樣要經(jīng)一定的塑性變形后才斷裂，此時(shí)為塑性斷裂；當(dāng)T<Tc時(shí)，σf<Rr0.2，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到σf時(shí)并不發(fā)生斷裂，此時(shí)金屬中尚無裂紋，只有當(dāng)應(yīng)力增加到σs時(shí)，裂紋才能形成，隨即迅速擴(kuò)展，導(dǎo)致脆性斷裂。一般此溫度稱為脆性轉(zhuǎn)折溫度。當(dāng)試樣中存在裂紋及缺口時(shí)，會(huì)使脆性轉(zhuǎn)折溫度升高。通常用帶缺口的試樣進(jìn)行系列沖擊試驗(yàn)來測(cè)定這一溫度。32一、斷裂的基本類型32《金屬材料及熱處理》脆性轉(zhuǎn)變溫度示意圖當(dāng)溫度降至某一數(shù)值時(shí)，試樣急劇脆化，這個(gè)溫度就是脆性轉(zhuǎn)折溫度。脆性轉(zhuǎn)折溫度一般是一個(gè)范圍，它的寬度和高低與金屬的晶體結(jié)構(gòu)、晶粒大小、應(yīng)變速率、應(yīng)力狀態(tài)、化學(xué)成分、雜質(zhì)元素等因素有關(guān)。一般來說，體心立方金屬冷脆斷裂傾向大，脆性轉(zhuǎn)折溫度高，密排六方金屬次之，面心立方金屬則基本上沒有溫度效應(yīng)。晶粒越細(xì)，裂紋形成和擴(kuò)展越大的阻力越大，所以細(xì)化晶?？墒勾嘈赞D(zhuǎn)折溫度降低。此外，合金元素Ni具有顯著降低脆性轉(zhuǎn)折溫度的作用。33一、影響材料斷裂的基本因素332影響材料斷裂的基本因素《金屬材料及熱處理》（3）其他影響因素：如不考慮材料本身影響因素，影響材料斷裂的外界因素還很多。例如環(huán)境介質(zhì)對(duì)斷裂有很大影響，某些金屬與合金在腐蝕介質(zhì)和拉應(yīng)力的同時(shí)作用下，產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕斷裂。金屬材料經(jīng)酸洗、電鍍，或從周圍介質(zhì)中吸收了氫之后，產(chǎn)生氫脆斷裂。變形速度的影響比較復(fù)雜，一方面，變形速度增加，使金屬加工硬化嚴(yán)重，因而塑性降低。另一方面它又使變形熱來不及散出，促使加工硬化消除而提高塑性。至于那個(gè)因素占主導(dǎo)地位，要視具體情況而定。PPT模板下載：/moban/行業(yè)PPT模板：/hangye/節(jié)日PPT模板：/jieri/PPT素材下載：/sucai/PPT背景圖片：/beijing/PPT圖表下載：/tubiao/優(yōu)秀PPT下載：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/資料下載：/ziliao/PPT課件下載：/kejian/范文下載：/fanwen/試卷下載：/shiti/教案下載：/jiaoan/PPT論壇：

《金屬材料及熱處理》謝謝3435知識(shí)點(diǎn)1冷塑性變形對(duì)金屬組織和性能的影響《金屬材料及熱處理》項(xiàng)目6：金屬的塑性變形認(rèn)知任務(wù)6.2認(rèn)識(shí)金屬的塑性加工中組織和性能的變化3536一、冷塑性加工對(duì)組織結(jié)構(gòu)的影響361顯微組織的變化《金屬材料及熱處理》

低碳鋼冷塑性加工后的纖維組織a）30％的壓縮率b）50％的壓縮率c）70％的壓縮率37一、冷塑性加工對(duì)組織結(jié)構(gòu)的影響372亞結(jié)構(gòu)的細(xì)化《金屬材料及熱處理》

實(shí)際晶體的每一個(gè)晶粒內(nèi)都存在著許多尺寸很小，位向差也很小的亞結(jié)構(gòu)，塑性變形前鑄態(tài)金屬的亞結(jié)構(gòu)直徑約為10-2cm，冷塑性加工后，亞結(jié)構(gòu)直徑將細(xì)化到10-4~10-6cm。38一、冷塑性加工對(duì)組織結(jié)構(gòu)的影響383形變織構(gòu)《金屬材料及熱處理》當(dāng)變形量很大時(shí)，多晶體中原來任意取向的各個(gè)晶粒會(huì)逐漸調(diào)整其取向而彼此趨于一致，這一現(xiàn)象稱為晶粒的擇優(yōu)取向，這種由于金屬塑性變形使晶粒具有擇優(yōu)取向的組織叫做形變織構(gòu)

變形前后晶粒形狀變化示意圖3939《金屬材料及熱處理》形變織構(gòu)示意圖一、冷塑性加工對(duì)組織結(jié)構(gòu)的影響40二、冷塑性加工對(duì)金屬性能的影響401加工硬化《金屬材料及熱處理》在塑性變形過程中，隨著金屬內(nèi)部組織的變化，金屬的力學(xué)性能也將產(chǎn)生明顯的變化，即隨著變形程度的增加，金屬的強(qiáng)度、硬度增加，而塑性、韌性下降，這種現(xiàn)象即為加工硬化或形變強(qiáng)化。41二、冷塑性加工對(duì)金屬性能的影響41《金屬材料及熱處理》金屬在冷態(tài)下進(jìn)行塑性變形時(shí)，隨著變形度的增加，其強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性下降——加工硬化塑性變形→位錯(cuò)開動(dòng)→位錯(cuò)大量增殖→相互作用→運(yùn)動(dòng)阻力加大→變形抗力↑→彈度、硬度↑塑性、韌性↓位錯(cuò)強(qiáng)化：位錯(cuò)密度↑→強(qiáng)度、硬度↑意義①一種強(qiáng)化手段②冷加工成形得以順利進(jìn)行③具有過載能力，使用安全④↓塑性，↑切削性能不利：塑性變形困難→中間退火→消除42二、冷塑性加工對(duì)金屬性能的影響422冷塑性加工對(duì)其他性能的影響《金屬材料及熱處理》經(jīng)冷塑性加工后，金屬材料的物理性能和化學(xué)性能也將發(fā)生明顯變化。如使金屬及合金的比電阻增加，導(dǎo)電性能和電阻溫度系數(shù)下降，熱導(dǎo)率也略微下降。冷塑性加工還使磁導(dǎo)率、磁飽和度下降，但磁滯和矯頑力增加。冷塑性加工提高金屬的內(nèi)能，使其化學(xué)活性提高，腐蝕速度增快。冷塑性加工后由于金屬中的晶體缺陷（位錯(cuò)及空位）增加，因而使其擴(kuò)散激活能減少，擴(kuò)散速度增加。4343《金屬材料及熱處理》殘余應(yīng)力分為以下幾種：（1）宏觀內(nèi)應(yīng)力（第一類內(nèi)應(yīng)力）——宏觀，表面和心部，塑性變形不均（2）微觀內(nèi)應(yīng)力（第二類內(nèi)應(yīng)力）——微觀，晶粒間或晶內(nèi)不同區(qū)域變形不均（3）點(diǎn)陣畸變內(nèi)應(yīng)力（第三類內(nèi)應(yīng)力）——超微觀，晶?；?nèi)?、殘余?yīng)力PPT模板下載：/moban/行業(yè)PPT模板：/hangye/節(jié)日PPT模板：/jieri/PPT素材下載：/sucai/PPT背景圖片：/beijing/PPT圖表下載：/tubiao/優(yōu)秀PPT下載：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/資料下載：/ziliao/PPT課件下載：/kejian/范文下載：/fanwen/試卷下載：/shiti/教案下載：/jiaoan/PPT論壇：

《金屬材料及熱處理》謝謝444545知識(shí)點(diǎn)2冷塑性變形金屬在加熱時(shí)組織和性能的變化《金屬材料及熱處理》任務(wù)6.2認(rèn)識(shí)金屬的塑性加工中組織和性能的變化項(xiàng)目6：金屬的塑性變形認(rèn)知4646《金屬材料及熱處理》第一階段：顯微組織基本上未發(fā)生變化，其晶粒仍保持纖維狀或扁平狀變形組織，稱回復(fù)階段。第二階段：以新的無畸變等軸小晶粒逐漸取代變形組織，稱為再結(jié)晶階段。第三階段：上述小晶粒通過互相吞并方式而長(zhǎng)大，直至形成較為穩(wěn)定的尺寸，稱為晶粒長(zhǎng)大階段。1顯微組織的變化一、冷塑性加工金屬在退火加熱過程中的變化4747《金屬材料及熱處理》在回復(fù)階段，強(qiáng)度值略有下降，但數(shù)值變化很小，而塑性有所提高。在再結(jié)晶階段，硬度與強(qiáng)度均顯著下降，塑性大大提高在回復(fù)階段，位錯(cuò)密度的減小有限，只有在再結(jié)晶階段，位錯(cuò)密度才會(huì)顯著下降冷塑性加工金屬在加熱過程中的變化2力學(xué)性能的變化一、冷塑性加工金屬在退火加熱過程中的變化48一、冷塑性加工金屬在退火加熱過程中的變化48《金屬材料及熱處理》當(dāng)變形金屬加熱到足以引起應(yīng)力松弛的溫度時(shí)，其中的儲(chǔ)存能將釋放出來?；貜?fù)階段釋放的儲(chǔ)存能很小。退火過程中能量的釋放3儲(chǔ)存能及內(nèi)應(yīng)力的變化4949《金屬材料及熱處理》回復(fù)階段硬度變化很小，約占總變化的1/5，再結(jié)晶階段下降較多，強(qiáng)度與硬度有相似的變化規(guī)律。因?yàn)榛貜?fù)階段仍保持很高的位錯(cuò)密度。在再結(jié)晶階段，硬度與強(qiáng)度顯著下降，塑性大大提高。4機(jī)械性能的變化規(guī)律一、冷塑性加工金屬在退火加熱過程中的變化50一、冷塑性加工金屬在退火加熱過程中的變化50《金屬材料及熱處理》

電阻的回復(fù)階段已表現(xiàn)出明顯的下降趨勢(shì)。點(diǎn)缺陷對(duì)電阻的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)大于位錯(cuò)，而回復(fù)階段點(diǎn)缺陷的密度發(fā)生顯著的減小。1）電阻的變化2）密度的變化再結(jié)晶階段密度急劇增高。5其它性能的變化51一、冷塑性加工金屬在退火加熱過程中的變化51《金屬材料及熱處理》在回復(fù)階段前期，亞晶粒尺寸變化不大，但在后期，尤其在接近再結(jié)晶溫度時(shí)，晶粒尺寸顯著增大。6亞晶粒尺寸PPT模板下載：/moban/行業(yè)PPT模板：/hangye/節(jié)日PPT模板：/jieri/PPT素材下載：/sucai/PPT背景圖片：/beijing/PPT圖表下載：/tubiao/優(yōu)秀PPT下載：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/資料下載：/ziliao/PPT課件下載：/kejian/范文下載：/fanwen/試卷下載：/shiti/教案下載：/jiaoan/PPT論壇：

《金屬材料及熱處理》謝謝5253知識(shí)點(diǎn)3熱加工變形對(duì)組織和性能的影響《金屬材料及熱處理》項(xiàng)目6：金屬的塑性變形認(rèn)知任務(wù)6.2認(rèn)識(shí)金屬的塑性加工中組織和性能的變化5354一、金屬熱塑性加工的特點(diǎn)54《金屬材料及熱處理》

熱塑性加工通常是指將金屬材料加熱至高溫進(jìn)行鍛造、熱軋等塑性加工過程，除了一些鑄件和燒結(jié)件之外，幾乎所有的金屬都要進(jìn)行熱塑性加工，其中一部分成為成品，在熱塑性加工狀態(tài)下使用；另一部分為中間制品，尚需進(jìn)一步加工。無論是成品還是中間制品，它們的性能都受熱塑性加工過程所形成組織的影響。

從金屬學(xué)的角度看，所謂熱塑性加工是指在再結(jié)晶溫度以上的塑性加工過程；在再結(jié)晶溫度以下的塑性加工過程稱為冷塑性加工。55一、金屬熱塑性加工的特點(diǎn)55《金屬材料及熱處理》金屬熱塑性加工的特點(diǎn)（1）塑性升高，變形抗力低，產(chǎn)生斷裂的傾向性減少，可采用較大的變形量，變形達(dá)到需要尺寸時(shí)，所消耗的能量減少。（2）不易產(chǎn)生織構(gòu)，這是因?yàn)樵诟邷叵庐a(chǎn)生滑移的系統(tǒng)較多，使滑移面和滑移方向不斷發(fā)生變化。因此，在熱加工時(shí)，在金屬內(nèi)的擇優(yōu)取向或方向性就小。（3）變形量大，且不需要像冷塑性加工要輔以中間退火，所以生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)率高。（4）可使室溫下不能塑性加工的金屬（如鈦、鎂、鉬及鎳基合金等）進(jìn)行塑性加工。（5）作為開坯，可以改善粗大的鑄造組織，使疏松和微小裂紋愈合。（6）組織與性能可以通過不同熱塑性加工溫度、變形程度、變形速度、冷卻速度和道次間隙時(shí)間等加以控制。1在一定的條件，熱塑性加工與冷塑性加工相比，具有一系列的優(yōu)點(diǎn)：56一、金屬熱塑性加工的特點(diǎn)56《金屬材料及熱處理》不足之處：（1）需要加熱，不如冷塑性加工簡(jiǎn)單易行。（2）熱塑性加工制品的組織和性能不如冷塑性加工均勻和易于控制。（3）熱塑性加工制品不如冷塑性加工制品尺寸精確，表面光潔。（4）對(duì)細(xì)或薄的加工制品，由于溫降快，尺寸精度差，不宜采用熱塑性加工，一般仍然采用冷塑性加工（如冷軋、冷拔等)的方法。（5）強(qiáng)度不高，熱塑性加工時(shí)，由于溫度高的原因，對(duì)金屬起到軟化的作用。（6）金屬的消耗較大，加熱時(shí)由于表面的氧化而有約1%~3%的金屬燒損，在加工過程中也有氧化鐵皮的脫落以及由于缺陷造成切損增多等，使金屬的收得率降低。（7）對(duì)含有低熔點(diǎn)元素的合金不宜加工，例如一般的碳鋼中含有較多的FeS，或在銅中含有Bi時(shí)的熱塑性加工，由于在晶界上有這些雜質(zhì)所組成的低熔點(diǎn)共晶體發(fā)生熔化，使晶間的結(jié)合遭到破壞而引起金屬的斷裂。57一、金屬熱塑性加工的特點(diǎn)57《金屬材料及熱處理》熱塑性加工中的軟化過程——?jiǎng)討B(tài)回復(fù)與動(dòng)態(tài)再結(jié)晶熱塑性加工過程中發(fā)生的回復(fù)是通過位錯(cuò)的攀移、交滑移和位錯(cuò)從結(jié)點(diǎn)脫釘來實(shí)現(xiàn)的。金屬層錯(cuò)能高，擴(kuò)展位錯(cuò)窄，位錯(cuò)容易發(fā)生攀移、交滑移和從位錯(cuò)網(wǎng)中解脫出來，從而使異號(hào)位錯(cuò)相互抵消，使亞晶組織的位錯(cuò)密度降低，使儲(chǔ)存能下降，不足以發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，所以只能發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)。而溶質(zhì)原子通常降低層錯(cuò)能，因而會(huì)阻礙動(dòng)態(tài)回復(fù)，增加動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的可能性。21）動(dòng)態(tài)回復(fù)：58一、金屬熱塑性加工的特點(diǎn)58《金屬材料及熱處理》動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的晶粒越小，變形抗力越高。變形溫度越高，應(yīng)變速度越低，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶后的晶粒就越大。因此，控制變形溫度、變形速度及變形程度就是為了調(diào)整熱塑性加工材料的晶粒大小和強(qiáng)度。2）動(dòng)態(tài)再結(jié)晶動(dòng)態(tài)再結(jié)晶容易發(fā)生在層錯(cuò)能低的金屬及合金中，由于它們的擴(kuò)展位錯(cuò)寬，位錯(cuò)難以發(fā)生攀移、交滑移和從位錯(cuò)網(wǎng)中解脫出來而相互抵消，變形開始時(shí)形成的亞組織回復(fù)的很慢，此時(shí)位錯(cuò)密度很高，且亞晶尺寸很小，胞壁有較多的位錯(cuò)纏結(jié)，在一定的應(yīng)力和變形溫度條件下，當(dāng)材料在變形中儲(chǔ)存以積累到足夠高時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生。動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的能力除與層錯(cuò)能有關(guān)外，還取決于晶界遷移的難易。金屬越純，發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的能力越強(qiáng)。溶質(zhì)原子雖然減小了回復(fù)的可能性，增加了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的能力，但溶質(zhì)原子阻礙晶界遷移，減慢動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的速度。彌散的第二相粒子，也阻止晶界的遷移，阻礙動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生。59一、金屬熱