3 金属的塑性变形与再结晶.ppt

工程材料与热加工 工程材料与热加工 3.1.1 单晶体金属的塑性变形 1. 滑移 (1) 滑移线及滑移带 滑移总是沿着一定的晶面和该面上一定的晶向进行的，此晶面称为滑移面；此晶向称为滑移方向。 (3) 滑移的临界分切应力 2. 孪生 3. 孪生和滑移的区别 3.1.2 多晶体金属的塑性变形 3.2 冷塑性变形对金属组织和性能的影响 图3-4 表示两种常见金属材料的变形程度与力学性能的关系。 END 3.4.1 金属的冷加工与热加工 3.4 热加工对金属组织和性能的影响 冷加工 在再结晶温度以下的压力加工 有加工硬化现象 热加工 在再结晶温度以上的压力加工 无加工硬化现象 特 点 特 点 常见金属材料的热加工温度见表3-2 请点击 1. 改善铸锭组织，消除铸态金属的某些缺陷 2. 形成热加工纤维组织 3. 形成带状组织 3.4.2 热加工后的组织与性能 wc≈0.3%的非合金钢锻态和铸态力学性能比较见表3-3 wc≈0.45%的非合金钢力学性能与纤维方向的关系见表 3-4 亚共析钢的带状组织见图3-10 35 请点击 请点击 请点击 图3-8 二次再结晶过程示意图τ1＜＜τ2＜τ3 工程材料与热加工 第三章 金属的塑性变形与再结晶 第3章 金属的塑性变形与再结晶 3.2 冷塑性变形对金属组织和性能的影响 3.1.1 单晶体金属的塑性变形 3.1.2 多晶体的塑性变形 3.2.1 冷塑性变形对组织结构的影响 3.2.2 冷塑性变形对性能的影响 3.1 金属的塑性变形 3.3 冷塑性变形金属在加热时组织和性能的变化 3.3.1 回复 3.3.2 再结晶 3.3.3 晶粒长大 3.3.4 影响再结晶后晶粒大小的因素 3.4 热加工对金属组织和性能的影响 3.4.1 热加工后的组织与性能 3.4.1 金属的热加工与冷加工 热加工对金属组织和性能的影响。 通过本章的 学习，了解金属塑性 变形的实质，明确塑性 变形对金属组织和性能 的影响， 掌握冷塑性变 形金属在加热时组织和 性能的变化及热加工 对金属组织和性 能的影响。 塑性变形对金属组织和 性能的影响 冷塑性变形金属在加热时组织 和性能的变化 在常温和低温下金属的塑性变形主 要是通过滑移和孪生的方式进的，其中滑移是最基本的方式 。 3.1金属的塑性变形 在金属学中便把在宏观及普通金相观察中看到 的滑移称为滑移带，如图3-1所示。 图3-1 冷轧无取向硅钢的滑移带 把组成滑移带的那些更细的线称为滑移线。 滑移带： 滑移线： (2) 滑移系 滑移面和 滑移方向： 滑移系： 一个滑移面与其上的一个滑移方向组成一个滑移系，每一个滑移系表示金属晶体在产生滑移时，滑移动作可能采取的一个空间位向。 三种常见金属结构的滑移系见表3-1 晶体的滑移系的数目越多，那么金属的塑性就越好。反之晶体的滑移系的数目越少，那么金属的塑性就越差。从上表中可以看出，具有密排六方晶格结构的金属的塑性要比具有体心立方或面心立方晶格结构的金属的的塑性差很多。 1×3=3 4×3=12 6×2=12 滑移系 数目 滑移方向 滑移面 密排六方结构 面心立方结构 体心立方结构 晶体结构 ｛111｝ ｛110｝ ｛0001｝ ∧110∨ ∧111∨ ∧1120∨ - - 图3-2 单晶体在滑移变形 时的应力分解图 设有一圆柱形的金属单晶体受到拉力的作用（如图3-2）。若已知其滑移面为A，滑移方向为 ，则在滑移面上沿着滑移方向的分切应力为： 式中P为外加作用力，F为晶体横截面积， 为滑移方向与外力轴线的夹角， 为滑移面的法线与外力轴线的夹角。 当 达到临界值 时，滑移开始。这时在宏观上金属开始屈服， 应当等于 ，则 这就是所谓Schmid定理。 称为金属晶体的临界分切应力。 称为取向因子或施密特（Schmid）因子。 第3章金属的塑性变形与再结晶 3.1 金属的塑性变形 7 塑性变形的方式除了滑移外，还有孪生，如图3-3所示。 图3-3 孪生过程示意图 在切应力作用下，晶体的一部分沿一定的晶面（孪生面，即图中的M1N1和M2N2）及晶向（孪生方向）进行剪切变形。发生孪生的部分（即切变部分）