蠕变、超塑性变形.pdf

9.4 金属的热变形、蠕变与超塑性  金属的热变形、蠕变与超塑性 一、金属的热变形 热变形：即热加工，是指在再结晶温度以上进行的变形。 热变形是指金属在应变硬化速率等于其软化速率温度以上 的变形。 9.3 回复与再结晶 一、冷加工与热加工的区别 在金属学中，冷热加工的界限是以再结晶温度来划分 的。低于再结晶温度的加工称为冷加工，而高于再结 晶温度的加工称为热加工。 轧制 模锻 拉拔 9.3 回复与再结晶 热加工时产生的加工硬化很快被再结晶产生的软化所抵消，因 而热加工不会带来加工硬化效果。 巨型自由锻件 9.3 回复与再结晶 金属的冷热加工 自由锻 模锻 轧制 正挤压 反挤压 拉拔 冲压 9.3 回复与再结晶 冷轧与热轧 9.3 回复与再结晶 动态回复 当变形温度一定时, 应变速率έ越大, 达到稳定的应力和应变也 越大; 当έ一定时, 变形温度越高, 则达到稳定态的应力和应变越 小。 9.3 回复与再结晶 动态回复引起的软化过程是通过刃型位错的攀移、螺位错 的交滑移, 使异号位错对消、位错密度降低的结果。动态 回复中也发生多边形化, 形成亚晶。 动态回复过程中, 变形晶粒不发生再结晶, 故仍呈纤维状, 热变形后迅速冷却, 可保留伸长晶粒和等轴亚晶的组织。 在高温较长时间停留, 则可发生静态再结晶。 动态回复组织比再结晶组织的强度高。 9.3 回复与再结晶 动态再结晶 对层错能较低的材料, 如铜及铜合金、镍合金, 奥氏体钢等,不 发生位错的交滑移。此时, 动态再结晶成为动态软化的主要方 式。 9.3 回复与再结晶 在较低的应变速率或较高的变形温度条件下, 由于位错密 度增加速率较小, 动态再结晶后, 必须有进一步的加工硬 化, 才能再次积累位错密度发生再结晶。因此, 此时动态 再结晶与加工硬化交替进行, 应力-应变曲线呈波浪状。 9.3 回复与再结晶 和再结晶过程类似, 动态再结晶也是通过形成新的大角度晶界 及随后移动的方式进行的。 由于动态再结晶的晶核形成及晶粒长大期间仍受变形作用, 使 之具有反复形核、有限生长的特点。 动态再结晶组织比静态再结晶组织有较高的强度和硬度。 9.3 回复与再结晶 三、热加工对金属组织和性能的影响 热加工可使铸态金属与合金中的气孔焊合，使粗大的树枝晶或 拄状晶破碎，从而使组织致密、成分均匀、晶粒细化，力学性 能提高。 锻 压 热加工动态再结晶示意图 9.4 金属的热变形、蠕变与超塑性 吊 钩 热加工使铸态金属中的非 中 的 金属夹杂沿变形方向拉长，纤