《金属的塑性变形特性》课件.pptVIP

**************************加工硬化的恢复与再结晶1加工硬化后的金属在一定温度下进行热处理，可以使金属的强度和硬度降低，塑性提高，这称为加工硬化的恢复。2当温度继续升高时，金属会发生再结晶，形成新的晶粒，可以进一步降低金属的强度和硬度，提高塑性。金属单晶的塑性变形金属单晶是指由单个晶粒组成的金属，其塑性变形主要通过晶体滑移和孪晶发生。单晶的塑性变形受晶体结构、滑移系统和应力方向等因素影响，其变形行为较为复杂。金属多晶的塑性变形金属多晶是指由多个晶粒组成的金属，其塑性变形受晶界、晶粒尺寸、晶粒取向等因素影响。多晶的塑性变形通常比单晶更加复杂，因为不同晶粒的取向不同，导致变形行为也不同。金属塑性变形中的错位理论错位理论是解释金属塑性变形机制的重要理论。错位是指晶体结构中的缺陷，它可以使晶体在较低的应力下发生滑移，从而导致金属发生塑性变形。错位理论可以解释金属的加工硬化、应变强化、断裂等现象。应变强化理论应变强化是指金属在塑性变形过程中，由于位错增殖和相互作用，导致金属的屈服强度提高的现象。应变强化是金属材料在塑性变形过程中强度提高的主要原因之一。塑性变形中的应力集中问题应力集中是指金属在塑性变形过程中，由于形状或几何结构的改变，导致应力在某些区域局部增高的现象。应力集中会导致金属在应力集中区域更容易发生断裂，因此在金属加工过程中需要采取措施避免或减轻应力集中。金属变形时的应变分布情况金属在塑性变形过程中，应变分布并不是均匀的，而是集中在某些区域。应变分布情况受材料的性质、变形方式、应力状态等因素影响。了解应变分布情况，可以帮助我们更好地控制金属变形过程，提高加工质量。金属在拉伸与压缩时的变形特点拉伸变形金属在拉伸力作用下，发生沿拉伸方向的伸长变形。拉伸变形主要发生在金属的弹性阶段和塑性阶段。压缩变形金属在压缩力作用下，发生沿压缩方向的缩短变形。压缩变形主要发生在金属的塑性阶段。金属在剪切与扭转时的变形特点剪切变形金属在剪切力作用下，发生平行于力的方向的滑移变形，常用于金属板材的剪切加工。扭转变形金属在扭矩作用下，发生绕轴旋转的变形，常用于生产螺纹、螺杆等零件。金属在弯曲变形时的特点金属在弯曲力作用下，发生弯曲变形。弯曲变形过程中，金属的外侧发生拉伸变形，内侧发生压缩变形。弯曲变形常用于生产各种形状的金属零件，例如管材、型材等。残余应力及其产生原因残余应力是指金属在塑性变形后，即使去除外力，仍然存在的内应力。残余应力的产生原因是金属在塑性变形过程中，由于应变分布不均匀，导致局部区域产生较大的应力，并在变形结束后保留下来。残余应力对材料性能的影响提高强度和硬度残余应力可以提高金属的强度和硬度，因为它可以抵抗外力作用，增加材料的屈服强度。降低塑性残余应力可以降低金属的塑性，因为残余应力会阻碍位错的运动，降低金属的变形能力。影响疲劳寿命残余应力可以影响金属的疲劳寿命，因为残余应力会影响金属的裂纹扩展速率。消除残余应力的方法热处理热处理可以消除残余应力，因为高温可以使金属内部的原子发生重新排列，消除残余应力。机械加工机械加工可以消除残余应力，例如滚压、研磨等加工方法可以减轻残余应力。表面处理表面处理可以改变金属的表面层，例如喷丸处理可以引入表面残余应力，提高材料的疲劳寿命。塑性变形过程中的断裂问题金属在塑性变形过程中，由于应力集中、应变分布不均匀、材料的缺陷等因素，可能会发生断裂。断裂是金属材料失效的主要形式之一，对金属加工工艺和产品质量有着重要的影响。断裂的微观机制断裂的微观机制是指金属断裂过程中的原子间键合断裂机制。断裂可以分为脆性断裂和韧性断裂。脆性断裂是指金属在较低的应力下发生突然断裂，没有明显的塑性变形，而韧性断裂是指金属在较高的应力下发生断裂，伴随明显的塑性变形。断裂韧性及其测试方法断裂韧性是指金属抵抗裂纹扩展的能力。断裂韧性是衡量金属材料抗断裂性能的重要指标。断裂韧性的测试方法包括标准试样法、裂纹扩展法等。变形硬化与断裂韧性的关系变形硬化会导致金属的强度和硬度提高，但也会降低其断裂韧性。因为变形硬化会增加金属内部的位错密度，降低了金属的抗裂纹扩展能力。金属在低温下的塑性变形金属在低温下塑性变形的能力会下降，因为低温下金属的原子热运动减弱，位错的运动阻力增大，导致金属的强度和硬度提高，塑性降低。低温变形会导致金属发生脆性断裂。金属在高温下的塑性变形金属在高温下塑性变形的能力会增强，因为高温下金属的原子热运动增强，位错的运动阻力减小，导致金属的强度和硬度降低，塑性提高。高温变形可以消除加工硬化，改善金属的组织结构。金属的超塑性变形超塑性变形是