材料成形基本原理（第3版）（下）课件：金属塑性变形的物理基础.pptx

材料成形原理（下）;;金属的晶体结构和组织;金属的晶体结构和组织;4.1.1金属冷态下的塑性变形;晶内变形;晶内变形——滑移;晶内变形——滑移;晶内变形——滑移;晶内变形——滑移;晶内变形——滑移;晶内变形——滑移;晶内变形——滑移;晶内变形——滑移;晶内变形——滑移;晶内变形——孪生;晶内变形——孪生;晶内变形——孪生;晶内变形;晶间变形;晶间变形;晶间变形;冷塑性变形的特点;冷塑性变形的特点;冷塑性变形的特点;冷塑性变形的特点;冷塑性变形的特点;晶粒细化对金属力学性能的影响;晶粒细化对金属力学性能的影响;冷变形对金属组织和性能的影响;冷变形对金属组织和性能的影响;冷变形对金属组织和性能的影响;冷变形对金属组织和性能的影响;冷变形对金属组织和性能的影响;冷变形对金属组织和性能的影响;冷变形对金属组织和性能的影响;4.1.2金属热态下的塑性变形;热塑性变形时金属的软化过程;回复和再结晶;回复和再结晶;静态和动态的的异同;静态回复;静态再结晶;回复与再结晶的异同;动态回复;动态再结晶;动态再结晶;动态再结晶;亚动态再结晶;热变形后的软化过程;热塑性变形机理;晶内滑移和孪生;晶界滑移;扩散蠕变;扩散蠕变;热加工的优点;热塑性变形对金属组织和性能的影响;热塑性变形对金属组织和性能的影响;热塑性变形对金属组织和性能的影响;一、塑性、塑性指标和塑性图

二、对塑性的影响因素

三、对变形抗力的影响因素;塑性是指金属在外力作用下，能稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力；塑性越高，则预示着金属具有更好的塑性成形适应能力，允许产生更大的塑形变形量。

塑性成形时，必须对金属施加外力，称为变形力；而金属抵抗变形的力，则称为变形抗力，它们大小相等、方向相反。变形抗力反映了材料变形的难易程度。

金属塑性成形时所表现出来的塑性行为和抗力行为，除与金属的性质、变形时的温度、速度条件有关外，还与变形体的受力状态有关。而变形体受力状态的不同，必然反映在其内部质点的应力状态的不同。;1、塑性反映了材料产生塑性变形的能力；

2、塑性不是固定不变的。同一种材料，在不同的变形条件下，??表现出不同的塑性。

3、影响金属塑性的因素主要有两方面：

1）内因：金属本身的晶格类型、化学成分和金相组织等；

2）外因：变形时外部条件，如变形温度和受力状况等。;塑性指标：

为衡量金属塑性的高低而确定的数量上的指标，一般以金属材料开始发生破坏时的塑性变形量来表示。

常用的塑性指标：

1、拉伸试验伸长率δ(％)

;塑性指标还可以用镦粗实验和扭转试验测定。

镦粗试验（试样的高度为直径的1.5倍）中，以出现第一条裂纹时的变形程度为塑性指标：

;塑性图：

在不同的变形速度下，以不同温度下的各种塑性指标（、、、、ak等）为纵坐标、以温度为横坐标绘制成的函数曲线。;内部因素：化学成分、组织结构

外部因素：变形温度、应变速率、应力状态;（一）化学成分和合金成分对金属塑性的影响;杂质元素之间相互作用对金属的塑性产生影响；

硫+Fe——FeS（熔点1190℃），热脆

+Mn——MnS（熔点1600℃），塑性提高。

合金元素特性、数量、元素之间的相互作用及分布等对金属的塑性产生影响。??????

碳：形成单相固溶体（fcc）——铁素体和奥氏体——有较好的塑性；

形成脆性过剩相——渗碳体——塑性降低。

铬、钨、钼、钛、钒：形成硬而脆的碳化物——塑性下降。

钛、钒：形成高度弥散的碳化物细小颗粒——对塑性影响不大。

注：对冷加工用钢而言，含碳量应尽量低。;以碳钢为例，分析碳及杂质元素（P、S、N、H、O）对塑性的影响;2、P钢中有害杂质，在钢中有很大的溶解度，易溶于铁素体，使钢的塑性降低，在低温时更为严重，这种现象称为冷脆性。此外，磷具有极大的偏析倾向，能促使奥氏体晶粒长大。

3、S钢中有害物质，主要与铁形成FeS，与其它元素形成硫化物。硫化物及其共晶体（Fe-FeS），通常分布于晶界上，在钢的锻造温度范围内会发生变形开裂，即“热脆”现象。在钢中加入适量锰，生成MnS，硫化锰及其共晶体的熔点高于钢的锻、轧温度，不会产生热脆性，从而消除硫的危害。;4、N在钢中主要以氮化物Fe4N形式存在。当含量较小时，对钢的塑性影响较小；当含量增加时，钢的塑性下降。

当含氮量较高的钢从高温快冷至低温时，α铁被过饱和，随后以Fe4N形式析出，使钢的塑性、韧性大大下降，这种现象称为时效脆性。

5、H钢中溶氢，会使钢的塑性、韧性下降，造成所谓“氢脆”（白点）。

6、O在钢中溶解度很小