第三章 金属的塑性变形与再结晶课件.ppt

等轴晶粒区 晶界面积大，杂质分布分散 各晶粒位向不同，性能均匀，没有方向性； 枝晶彼此嵌入，没有脆弱面。 缺点是枝晶发达，树枝晶间液相凝固收缩留下很多分散孔洞(显微缩松)，因此凝固后全属组织不够致密。 获得：较低的浇注温度；孕育处理；机械振动、电磁搅拌 * * * 　　　金属经熔炼浇注成铸锭以后，通常要进行各种塑性加工，如轧制、挤压、冷拔、锻压、冲压等，以获得具有一定形状、尺寸和力学性能的型材、板材、管材或线材，以及零件毛坯或零件。 3.1 金属的塑性变形 单晶体的塑变的主要形式 滑移　　孪生（孪晶） 1. 滑移：在切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿着一定的晶面（滑移面）和晶向（滑移方向）产生相对位移，且不破坏晶体内部原子排列规律性的塑变方式。 滑移线和滑移带 3.1.1 金属单晶体的塑性变形 滑移系：一个滑移面（密排面）和其上的一个滑移方向（密排方向）组成一个滑移系。滑移系越多，晶体塑性越好。 3.1.1 金属单晶体的塑性变形 （2）滑移总是沿晶体中原子密度最大的晶面（滑移面）和晶向（滑移方向）发生。 （3）滑移时晶体的转动和旋转 　拉伸时,滑移面和滑移方向趋于平行于力轴方向 　　　 　　压缩时，滑移面逐渐趋于垂直于压力轴线。 3.1.1 金属单晶体的塑性变形 3.滑移的机理： 滑移是由位错运动造成的 （滑移位错机制） 3.1.1 金属单晶体的塑性变形 滑移前后，晶体的结构和晶格的取向都未改变，仅仅是在切应力作用下，位错连续运动，使晶体的一部分沿着滑移面的某一个滑移方向相对于另一部分发生了滑动而已。 临界剪切力 1. 与单晶体塑变的异同 　　　　　同：都主要依靠滑移 　　　　　异：存在不同时性，需相互协调 2. 塑变过程： 　　　软取向的晶粒先滑移→晶界处位错塞积→产生应力集中→相邻晶粒滑移 　　　∴ 滑移系数目多越有利塑变　 3. 晶粒细化：→强度↑，且塑韧性↑　 3.1.2 多晶体金属的塑性变形 3.1.2 金属多晶体的塑性变形 3.2 冷塑性变形对金属组织和性能的影响 一、塑性变形对金属组织结构的影响 二、塑性变形对金属对性能的影响 三、产生残余应力 一、塑性变形对金属组织结构的影响 1. 纤维组织形成 金属在外力作用下发生塑性变形时，随着变形量的增加晶粒形状发生变化，沿变形方向被拉长或压扁。当拉伸变形量很大时，晶粒变成细条状，金属中的夹杂物也被拉长，形成所谓纤维组织。 3.2 冷塑性变形对金属组织和性能的影响 2. 晶粒破碎成亚晶粒：金属经大量的塑性变形后，由于位错密度的增大和位错间的交互作用，使位错分布变得不均匀。大量的位错聚集在局部地区，并将原晶粒分割成许多位向略有差异的小晶块，即亚晶粒。 3.2 冷塑性变形对金属组织和性能的影响 3. 形变织构的产生：由于塑性变形过程中晶粒的转动，当变形量达到一定程度（70%以上）时，会使绝大部分晶粒的某一位向与外力方向趋于一致，形成特殊的择优取向。择优取向的结果形成了具有明显方向性的组织，称为织构。 3.2 冷塑性变形对金属组织和性能的影响 二、冷塑性变形对金属性能的影响 1. 对力学性能的影响（加工硬化） （1）加工硬化（形变强化、冷作强化）： 随变形量的增加，材料的强度、硬度升高而塑韧性下降的现象。强化金属的重要途径。 （2）利弊 利：材料加工成型的保证。 弊：变形阻力提高，动力消耗增大； 脆断危险性提高。 3.2 冷塑性变形对金属组织和性能的影响 2. 对物理、化学性能的影响 导电率、导磁率下降，比重、热导率下降； 结构缺陷增多，扩散加快； 化学活性提高，腐蚀加快。 ? 3.2 冷塑性变形对金属组织和性能的影响 三 残余应力（约占变形功的10％） 1 分类 第一类残余应力（?Ⅰ）：宏观内应力，由整个物 体变形不均匀引起。 第二类残余应力（?Ⅱ）：微观内应力，由晶粒变 形不均匀引起。 第三类残余应力（?Ⅲ）：点阵畸变，由位错、空 位等引起。 2 利弊