金属塑型变形.ppt

形变织构使金属呈现各向异性，在深冲零件时，由于各方向上的塑性、强度不同会导致非均匀变形。使筒形零件的边缘出现严重不齐的现象，称为“制耳”，使零件边缘不齐，厚薄不匀。但织构可提高硅钢片的导磁率。板织构丝织构形变织构示意图各向异性导致的铜板“制耳”有无第32页,共62页，星期六，2024年，5月轧制铝板的“制耳”现象第33页,共62页，星期六，2024年，5月(三)残余内应力内应力是指平衡于金属内部的应力。是由于金属受力时,内部变形不均匀而引起的。金属发生塑性变形时，外力所做的功只有10%转化为内应力残留于金属中.。内应力分为三类：第一类内应力平衡于各部分（如表面与心部之间),又称为宏观内应力，通常为0.1%。第二类内应力平衡于晶粒之间或晶粒内不同区域之间，(微观内应力)，通常为1%～2%。第三类内应力是由晶格缺陷引起的畸变应力，通常为90%以上。第34页,共62页，星期六，2024年，5月第一、二类内应力虽然占的比例不大，但是在一般情况下都会降低材料的性能，而且还会因应力松弛或重新分布而引起材料的变形。是有害的内应力。第三类内应力是形变金属中的主要内应力，也是金属强化的主要原因。而第一、二类内应力都使金属强度降低。内应力的存在，使金属耐蚀性下降，引起零件加工、淬火过程中的变形和开裂。因此，金属在塑性变形后，通常要进行退火处理，以消除或降低内应力。第35页,共62页，星期六，2024年，5月第三节冷变形金属在加热时的组织和性能变化金属经冷变形后,组织处于不稳定状态,有自发恢复到稳定状态的倾向。但在常温下，原子扩散能力小,不稳定状态可长时间维持。加热可使原子扩散能力增加，金属将依次发生回复、再结晶和晶粒长大三个过程。加热温度℃黄铜第36页,共62页，星期六，2024年，5月（一）回复回复是指在加热温度较低时，由于金属中的点缺陷及位错近距离迁移而引起的晶内某些变化。如空位与其他缺陷合并、同一滑移面上的异号位错相遇合并而使缺陷数量减少等。总之：点缺陷减少，晶格畸变减轻，（亚组织的尺寸没有明显变化）金属组织变化不明显，其强度、硬度略有下降，塑性略有提高，但内应力、电阻率等显著下降。第37页,共62页，星期六，2024年，5月工业上，常利用回复现象将冷变形金属低温加热，既稳定组织又保留加工硬化，这种热处理方法称去应力退火。第38页,共62页，星期六，2024年，5月（二）再结晶当变形金属被加热到较高温度时，由于原子活动能力增大，晶粒的形状开始发生变化，由破碎拉长的晶粒变为完整的细等轴晶粒。这种冷变形组织在加热时重新彻底改组的过程称再结晶。铁素体变形80%670℃加热650℃加热第39页,共62页，星期六，2024年，5月（一）再结晶过程再结晶也是一个晶核形成和长大的过程，但不是相变过程，再结晶前后新旧晶粒的晶格类型和成分完全相同。加热温度℃黄铜第40页,共62页，星期六，2024年，5月由于再结晶后组织的复原，因而金属的强度、硬度下降，塑性、韧性提高，加工硬化消失。冷变形黄铜组织性能随温度的变化冷变形(变形量为38%)黄铜580oC保温15分后的的再结晶组织第41页,共62页，星期六，2024年，5月（二）再结晶温度再结晶不是一个恒温过程，它是自某一温度开始，在一个温度范围内连续进行的过程，发生再结晶的最低温度称再结晶温度。580oC保温3秒后的组织580oC保温4秒后的组织580oC保温8秒后的组织冷变形(变形量为38%)黄铜的再结晶第42页,共62页，星期六，2024年，5月T再与ε的关系影响再结晶温度的因素为：（1）金属的预先变形程度：金属预先变形程度越大,再结晶温度越低。当变形度达到一定值后，再结晶温度趋于某一最低值，称最低再结晶温度。纯金属的最低再结晶温度与其熔点之间的近似关系：T再≈0.4T熔其中T再、T熔为绝对温度，金属熔点越高,T再也越高。T再℃=(T熔℃+273)×0.4–273，如Fe的T再=(1538+273)×0.4–273=451℃第43页,共62页，星期六，2024年，5月（2）金属的纯度金属中的微量杂质或合金元素，尤其高熔点元素起阻碍扩散和晶界迁移作用，使再结晶温度显著提高.第44页,共62页，星期六，2024年，5月（3）再结晶加热速度和加热时间提高加热速度会使再结晶推迟到较高温度发生,延长加热时间,使原子扩散充分,再结晶温度降低。黄铜580oC保温8秒后的组织黄铜580oC保温15分后的组织第45页,共62页，星期六，2024年，5月（三）再结晶退火在对金属材料进行塑性变形加工（拉深、冷拔等）时为了消除加