工程第五章金属的塑性变形与再结晶讲义.ppt

工程材料;第五章　 金属的塑性变形与再结晶;第五章　金属的塑性变形与再结晶;金属的塑性变形是怎么回事？;先学习单晶体的塑性变形是怎样的？ 多晶体？合金？ ;未变形;1、滑移变形的特点 　①滑移只能在切应力的作用下发生 　　产生滑移所需的最小切应力称为临界切应力。;②滑移沿原子密度最大的晶面和原子密度最大的晶向发生;滑移的结果会在金属表面造成台阶。;④滑移的同时伴随着晶体的转动;2、滑移的机理 　 滑移是通过位错在滑移面上的运动实现的。 　 当位错线扫过滑移面到达金属表面时，便产生一个原子间距的滑移量，同一滑移面上若有大量位错移出，则会在金属表面形成一条滑移线。 　重要结论： 　 位错运动越困难，则金属的强度越高；反之则强度越低，塑性越好。;§5.1　金属的塑性变形;§5.1　金属的塑性变形;§5.1　金属的塑性变形;§5.1　??属的塑性变形;?黄铜中围绕着 Al2O3颗粒的位错环;金属塑性变形后，对组织和性能有什么影响？;一、塑性变形对金属组织影响 1、晶粒形状发生变化;§5.2　塑性变形对金属组织和性能的影响;深冲件的制耳;二、塑性变形对金属性能的影响 1、产生加工硬化 　加工硬化（形变强化）： 　随着变形量的增加，金属强度和硬度升高，塑性和韧性下降的现象。;残余内应力的危害： 　①引起压力加工、热处理过程中零件的变形和开裂。 　②降低金属的强度（第一、二类内应力）。 　③降低金属的耐腐蚀性。;如果重新加热，组织和性能有什么变化？;§5.3　回复与再结晶;（一）回复 　 冷变形金属在较低温度加热时，在光学显微组织发生改变前所产生的某些亚结构和性能的变化过程称为回复。 1、组织、结构方面 　　①显微组织没有明显变化。 　　②亚结构发生一定的变化，表现为晶体缺陷数量有所减少。 　　空位与间隙原子的合并、同一滑移面上的异号位错相互抵消。 　2、性能方面 　　①力学性能没有明显变化。 　　　强度和硬度略有下降，塑性和韧性略有升高。 　　②内应力和电阻率明显降低。 　3、工业应用——去应力退火 　　将已经加工硬化的金属在较低的温度下加热，使其内应力基本消除，同时保持加工硬化的工艺方法。 举例：冷卷弹簧制品，在成型后进行一次250～300?C的低温加热，充分消除残余内应力，稳定尺寸，改善性能。;（二）再结晶 　 冷变形金属在加热到一定温度后，在已变形组织中重新产生无畸变的新晶粒，性能发生明显的变化，并恢复到完全软化状态的过程称为再结晶。 　1、组织、结构方面 　　①变形的晶粒完全恢复为等轴状晶粒。 　　②晶体缺陷数量明显减少。 　2、性能方面 　　①强度和硬度显著下降，塑性和韧性显著升高。 　　②冷变形时的加工硬化现象完全消失。 　　③内应力也基本被消除。 3、工业应用——再结晶退火 　　将已经加工硬化的金属加热到再结晶温度以上，使其发生再结晶，以消除加工理化的工艺方法。 举例：冷拉钢丝时，每拉拔一次，中间均进行再结晶退火，消除加工硬化，以便于下一次拉拔。;　4、再结晶的驱动力 　　再结晶的驱动力来自冷变形所产生的储存能。 　　再结晶过程也是一个形核和长大的过程。在温度作用下，再结晶的核心（晶核）在变形造成的最大畸变处形成，随后进一步长大，最终全面替换畸变的晶粒，金属组织重新恢复成无畸变的等轴晶。 　5、再结晶温度 　　冷变形金属发生再结晶的最低温度。 　　再结晶不是一个恒温过程，没有恒定的转变温度。因此，再结晶温度的意义是开始发生再结晶的温度，即在畸变的晶粒中产生无畸变等轴晶粒的最低温度。 　6、再结晶与重结晶（相变）的区别　　　　 　　本质区别在于是否发生晶体结构和化学成分的变化。 　　再结晶过程没有，重结晶（相变）过程有。;（三）晶粒长大 　 冷变形金属在再结晶结束后，继续升高温度或保温，晶粒就会不断长大，这一过程即称为晶粒长大。 　晶粒长大的类型 　　①正常长大　随温度升高或保温时间延长，晶粒均匀连续地长大。 　　②反常长大（二次再结晶）　晶粒不均匀不连续地迅速长大。 四、影响再结晶后晶粒度的因素 　1、加热温度和保温时间　　　　 　　加热温度越高、保温时间越长，晶粒越粗大。 　　其中温度的影响尤其显著。 　2、变形程度 　　①变形量较小　不发生再结晶，晶粒保持原状、大小。 　　②变形量达到2～10%　再结晶后的晶粒异常粗大。 　　　2～10%的变形量称为临界变形度。 　　③变形量超过临界变形度　随变形程度的增加，晶粒细小而均匀。;§5.3　回复与再结晶;§5.3　回复与再结晶;如果在T再以上温度进行变形，将发生什么？;一、热加工与冷加工 　　热加工：指在再结晶温度以上的加工过程。 　 冷加工：指在再结晶温度以下的加工过程。 二、动态回复和动态再结晶 　　金属在热加工时，温度在T再之