第4章金属及合金的塑性变形和再结晶讲述.ppt

　　　金属经熔炼浇注成铸锭以后，通常要进行各种塑性加工，如轧制、挤压、冷拔、锻压、冲压等，以获得具有一定形状、尺寸和力学性能的型材、板材、管材或线材，以及零件毛坯或零件。 4.1 金属与合金的塑性变形 4.1 金属与合金的塑性变形 　１．在切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿着一定的晶面（滑移面）和晶向（滑移方向）产生相对位移，且不破坏晶体内部原子排列规律性的塑变方式。 　3．滑移系 　４．滑移的临界分切应力 ?c：在滑移面上沿滑移方面开始滑移的最小分切应力。 外力在滑移方向上的分解：?c＝?scos?cos? 5．滑移时晶体的转动和旋转 （1）位向和晶面的变化 　　 　 　　拉伸时,滑移面和滑移方向趋于平行于力轴方向 　　　 　　压缩时，滑移面逐渐趋于垂直于压力轴线。　 Single Crystal Slip 孪　　生(晶) 　　　切应力作用下，晶体的一部分沿一定晶面（孪晶面）和一定的晶相（孪生方向）相对于另一部分做均匀的切变所产生的变形。 1.孪生：均匀切变。滑移：塑性变形是不均勺的。 2.孪生：各晶面移动量与其离孪晶面距离成正比，相邻晶团相对移动距离通常只是原子间距的几分之一。滑移：变形时，滑移距离则是原于间距的整倍数。 3.孪生：晶体变形部分的位向发生变化，并且孪晶面与未变形部分对称。滑移时，晶体位向并不发生变化。 4.孪生和滑移一样并不改变晶体的点阵类型。 5.　孪生临界分切应力值大，因此，只在很难滑移的条件下，晶体才发生孪生。 　　　孪生变形产生的塑性变形量一般不超过10％，但是孪生使晶体位向变化，从而引起滑移系取向变化，能促进滑移的发生。往往孪生与滑移交替发生，即可获得较大的塑性变形量。 3）晶粒细化：→强度↑，且塑韧性↑ 晶粒越细，强度越高 晶粒越细，强度越高(细晶强化：由下列霍尔－配奇公式可知) ?s=?0+kd-1/2 原因：晶粒越细，晶界越多，位错运动的阻力越大 晶粒越细，塑韧性提高 　　晶粒越多，变形协调性均匀性提高：高塑性。细晶粒材料中，应力集中小，裂纹不易萌生；晶界多，裂纹不易传播，（不知道往哪里走），表现出高韧性。 一 单相固溶体的塑性变形 1 固溶体的结构 2 固溶强化 （1）固溶强化：固溶体材料随溶质含量提高其强度、硬度提高而塑性、韧性下降的现象。 　　晶格畸变，阻碍位错运动； （2）强化机制 　　气团（缺陷之间的反应或缠结）。 二 .　两相合金的塑性变形 1 结构：基体＋第二相。 2 性能： （1）两相性能接近：按强度分数相加计算。 （2）软基体＋硬第二相 第二相网状分布于晶界（二次渗碳体）； 　　　两相呈层片状分布（珠光体）； 　第二相呈颗粒状分布（三次渗碳体）（弥散强化）。 4.2　塑性变形对金属组织和性能的影响 一.塑性变形对金属组织结构的影响 二.塑性变形对金属对性能的影响 三.产生残余应力 二 对性能的影响 1 对力学性能的影响（加工硬化） （1）加工硬化（形变强化、冷作强化）：随变形量的增加，材料的强度、硬度升高而塑韧性下降的现象。 　　　　　　　　　　　强化金属的重要途径； 利 （2）利弊 材料加工成型的保证。 弊 变形阻力提高，动力消耗增大； 脆断危险性提高。 4.2 塑性变形对材料组织和性能的影响 二 对性能的影响 2 对物理、化学性能的影响 导电率、导磁率下降，比重、热导率下降； 结构缺陷增多，扩散加快； 化学活性提高，腐蚀加快。 三 残余应力（约占变形功的10％） 第一类残余应力（?Ⅰ）：宏观内应力，由整个物 体变形不均匀引起。 1 分类 第二类残余应力（?Ⅱ）：微观内应力，由晶粒变 形不均匀引起。 第三类残余应力（?Ⅲ）：点阵畸变，由位错、空 位等引起。80-90%。 利：预