第2章金属材料组织-3-清华大学-工程材料精要.ppt

??　 2.3.3 金属材料的热加工与冷加工? 　 金属塑性变形加工方法： 热加工：热锻、热轧、热挤压、热拔 冷加工：冷镦、冷轧、冷挤压、冷冲、切削 热加工和冷加工不是根据变形时是否加热来区分，而是根据变形时的温度处于金属的再结晶温度以上还是以下来划分的。 热加工：在再结晶温度以上的塑性变形加工。 冷加工：在再结晶温度以下的塑性变形加工。 ??　 一、金属的热加工及其对组织、性能影响? 钢材的热锻和热轧，温度处于再结晶温度以上，金属塑性变形后，随即发生再结晶。加工硬化随即消除，使材料保持良好的塑性状态。　 老师提示：热加工提高金属的强度、塑性和韧性，使金属的机械性能全面提高。 （1）热加工能使铸态金属中的气孔、疏松、微裂纹焊合，提高金属的致密度；减轻或消除枝晶偏析和改善夹杂物、第二相的分布等。 （2）热加工能打碎铸态金属中的粗大树枝晶和柱状晶，并通过再结晶获得等轴细晶粒。 ??　 二、金属的冷加工及其对组织、性能的影响? 　 冷轧、冷拔、冷冲等属于冷加工。 加工温度处于再结晶温度以下, 金属材料发生塑性变形时不发生再结晶过程。冷加工发生塑性变形，金属晶粒变形、组织细化、缺陷增加。 与冷加工前相比，金属材料的强度和硬度升高，塑性和韧性下降，即产生加工硬化的现象。 加工硬化具有极重要的实际意义。 想一想?: 加工硬化在实际工程中有什么重要的应用？ ??　 本节小结 金属的塑性变形 塑性变形机理：滑移、孪生 冷塑性变形对组织、性能影响：金属晶粒变形、位错密度增加、产生残余内应力，大的变形量可产生形变织构。 产生加工硬化。 再结晶 再结晶：形成新的等轴晶，晶格形式不变。 再结晶对性能影响：消除加工硬化 再结晶温度：T再结晶=（0.35 ～ 0.4）T熔点 2.3? 金属的塑性加工 ? 2.3.1 金属的塑性变形? 　 概述 金属材料通过冶炼、铸造，获得铸锭后，可通过塑性加工获得型材、板材、管材或线材，以及零件毛坯或零件。 塑性加工:锻造、轧制、挤压、拉拔、冲压 塑性加工方法示意图 塑性加工时，金属产生塑性变形，对金属的组织结构和性能会产生重要的影响。 问题1： 塑性变形对金属的组织结构和性能有什么重要影响？ 问题2： 塑性变形后的金属再加热时组织结构和性能有什么变化？ ??　 一、单晶体的塑性变形? 　 单晶体的塑性变形基本方式有2种： 滑移 孪生? 　 1. 滑移 ????? 晶体在切应力的作用下，晶体的一部分沿一定的晶面(滑移面)上的一定方向(滑移方向)相对于另一部分发生滑动叫滑移。 滑移 ??　 （2）滑移是晶体内部位错运动的结果。 滑移特点 （1）滑移只能在切应力作用下才会发生。 滑移临界切应力 产生滑移的最小切应力。 钨、钼、铁的滑移临界切应力比铜、铝的要大。　 ??　 （3）总变形量是滑移方向上的原子间距的整数倍。 滑移在表面形成滑移带。 滑移带观察 ??　 金属三种常见晶格的滑移系 1×3 = 3 4×3 = 12 6×2 = 12 滑移系 ? 3个 110? 3个 111? 2个? 每个滑移面上 的滑移方向 {0001}? 1个 {111}? 4个 {110}? 6个 滑移面 密排六方晶格 面心立方晶格 体心立方晶格 晶 格 滑移系：由一个滑移面与其上的一个滑移方向组成。 （4）滑移沿着晶体中密排面和其上密排方向进行。 密排面、密排方向上原子排列紧密，结合力强。密排面是滑移面，密排方向是滑移方向。 ??　 老师提示: 滑移系越多，金属发生滑移的可能性越大，塑性就越好。 滑移方向对滑移所起的作用比滑移面作用大。 面心立方晶格金属比体心立方晶格金属的塑性更好。 ??　 （5）滑移时晶体发生转动。 ??　 2. 孪生 在切应力作用下,晶体的一部分相对于另一部分沿一定晶面(孪生面)和晶向(孪生方向)发生切变的变形过程叫孪生。 发生切变后位向改变的一部分晶体称为孪晶。 孪晶与未变形部分晶体原子分布对称。 ??　 孪生所需的临界切应力比滑移所需的大得多。孪生只在滑移很难进行的情况下才发生。 滑移系较少的密排六方晶格金属如镁、锌、镉等, 容易发生孪生。 体心立方晶格金属（如铁）在低温或受冲击时才发生孪生。 ??　 二、多晶体的塑性变形?  工程上使用的金属绝大部分是多晶