金属塑性变形的物理基础.ppt

两相合金热变形时，较大的变形程度，可将粗大的第二相打碎，并改变其分布，使第二相呈带状、线状或链状分布。双相合金热变形时，第二相在较高的变形温度下可能发生粗化。当第二相为低熔点金属相或低熔点共晶体分布于晶界时，热塑性变形区域局部溶化，造成金属的热脆性。1改善晶粒组织；3破碎并改善碳化物和非金属夹杂物在钢中的分布；2锻合内部缺陷（热锻）；4形成纤维组织；5改善偏析。热塑性变形对金属组织和性能的影响2.3金属的超塑性变形金属出于特定的条件下，如一定的化学成分，特定的显微组织及转变能力、特定的变形温度和应变速率等，则金属会呈现出异常的高塑性状态，称为超塑性变形状态。一、概念和种类具有超常的均匀变形能力，伸长率达到百分之几百～百分之几千。伸长率：δ200％；应变速率敏感性指数：m0.3；抗缩颈能力大。特点：大伸长率、低流动应力、易成形。（一）概念纳米铜的室温超塑性在不同温度下ZnAl22的拉伸变形1083%Bi-44Sn挤压材料在慢速拉伸下出现异常大的延伸率1950%条件：a.晶粒超细化和等轴长（10um）；恒温条件的下限温度0.5Tm（0.5Tm～0.7Tm）；应变速率在（1/10～1/100000）/s细晶超塑性（结构超塑性或恒温超塑性）01控制因素：a.温度变化幅度（Δt=t上～t下）；b.温度循环率（加热冷却速度）；特点：相变超塑性的总伸长率和温度循环次数有关，次数越多、伸长率越大。相变超塑性（变态超塑性）02种类二、细晶超塑性力学特征σε条件应力-应变曲线真实应力真实应变真实应力-应变曲线特点：没有加工硬化超塑性特征方程：Y=Kε.mY－真实应力K－材料常数（试验条件决定）ε－应变速率m－应变速率敏感性指数010204m＝0.02～0.2，普通金属m＝0.3～1.0，超塑性金属m＝1，牛顿粘性流动公式、K粘性系数m是表征超塑性的一个重要指标：三、影响因素（一）应变速率速度的变化对流动应力和m值的影响很显著，只有应变速率控制在10～10m范围，才有超塑性；（二）变形温度的影响0.5Tm是基本温度条件，但是要和应变速率共同作用才可以获得超塑性；（三）组织的影响细晶、等轴，一般来说10um。-4-1典型的超塑性材料目前已知的超塑性金属及合金已有数百种，按基体区分，有Zn、Al、Ti、Mg、Ni、Pb、Sn、Zr、Fe基等合金。其中包括共析合金、共晶、多元合金、高级合金等类型的合金。部分典型的超塑性合金见下表合金成分（Wt%）m延伸率δ(%)变形温度（℃）共析合金Zn-22Al0.51500200~300共晶合金Zn-5Al0.48～0.5300200～360Al-33Cu0.9500440～520Al-Si－120450Cu-Ag0.53500675Mg-33Al0.852100350～400Sn-38Pb0.59108020Bi-44Sn－195020～30Pb-Cd0.35800100Al基合金Al-6Cu-0.5Zr0.51800～2000390～500Al-25.2Cu-5.2Si0.431310500Al-4.2Zn-1.55Mg0.9100530Al-10.72Zn-0.93Mg-0.42Zr0.91550550Al-8Zn-1Mg-0.5Zr－1000－Al-33Cu-7Mg0.72600420～480Al-Zn-Ca－267500Cu基合金Cu-9.5Al-4Fe0.64770800Cu-40Zn0.64515600Fe-C合金（钢铁）Fe-0.8C－210～250680Fe-(1.3,1.6,1.9)C－470530～640GCr150.42540700Fe-1.5C-1.5Cr－1200650Fe-1.37C-1.04Mn-0.12V－817650AISI01(0.8C)0.51200650521600.61220650高级合金901－400900～950Ti-6Al-4V0.851000800～1000金属冷态下的塑性变形金属的超塑性变形金属热态下的塑性变形金属在塑性加工过程中的塑性行为01030204第二章金属塑性变形的物理基础多晶体的塑性变形包括晶粒内部变形（晶内变形）、晶外变形（晶间变形）。塑性变形机理变形方式：滑移（主要）、孪生（次要）（一