第三章 金属的塑性变形课件.ppt

课后思考 1.用一根冷拉钢丝绳吊装一大型工件入炉，并随工件一起加热至1000 ℃，当出炉后再次吊装工件时，钢丝绳断裂，为什么？ 2.钨在1000℃变形加工，锡在室温下变形加工，请说明它们是热加工还是冷加工？（钨熔点是3410℃，锡熔点是232℃)。 3.在室温下对铅板进行弯折，愈弯愈硬，而稍隔一段时间再行弯折，铅板又象最初一样柔软，这是什么原因？ 4.金属铸件能否通过再结晶来细化晶粒，为什么？ —、名词解释 二、简答题 1、金属塑性变形的主要方式和实质? 回复 再结晶 加工硬化 热加工 冷加工 2、什么是细晶强化？其强化原理？ 3、回复和再结晶对塑性变形后金属性能带来什么影响? 4、钢热锻和热轧后是否产生加工硬化？为什么？ 5、钢经冷轧等冷加工后是否产生加工硬化？加工硬化产生的原因？ 6、为何面心立方晶格金属比体心立方晶格金属的塑性好？ 7、热加工对金属组织和性能有何影响？ * 产生弹性变形时，晶格发生简单的弹性歪曲或拉长。理想的弹性变形是可逆变形，加载时变形，卸载时变形消失并恢复原状。 * 单晶体受力后，在任何晶面上都可以分解为正应力和切应力。其中正应力只能应起正断，只有在切应力作用下才能产生变形。 * 滑移是指晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于另一部分发生滑动位移的现象 * ⑴ 滑移只能在切应力的作用下发生。产生滑移的最小切应力称临界切应力 * ⑴ 滑移只能在切应力的作用下发生。产生滑移的最小切应力称临界切应力 * 把滑移设想为刚性整体滑动所需的理论临界切应力值比实际测量临界切应力值大3-4个数量级。滑移是通过滑移面上位错的运动来实现的 * 因为密排面之间面间距最大，点阵阻力最小，因而容易沿着这些面发生滑移；至于滑移方向为密排方向是由于最密排方向上的原子间距最短 * 在其他条件相同时，晶体中的滑移系愈多，滑移过程可能采取的空间取向便愈多，滑移容易进行，它的塑性便愈好 * 孪生变形也是在切应力作用下发生的，并通常出现于滑移受阻而引起的应力集中区，因此，孪生所需的临界切应力要比滑移时大得多。 * * 晶界是相邻晶粒的过渡区，这里的原子排列比较紊乱，且常有杂质集中于此。当位错运动至晶界附近时，便会受到境界的阻碍而堆积起来（即位错的塞积）。若要使变形继续进行，必须增加外力，因此晶界导致强度提高。 * 晶界是相邻晶粒的过渡区，这里的原子排列比较紊乱，且常有杂质集中于此。当位错运动至晶界附近时，便会受到境界的阻碍而堆积起来（即位错的塞积）。若要使变形继续进行，必须增加外力，因此晶界导致强度提高。 * 形变织构一般分两种：一种是各晶粒的一定晶向平行于拉拔方向, 称为丝织构, 例如低碳钢经高度冷拔后, 其100平行于拔丝方向; 另一种是各晶粒的一定晶面和晶向平行于轧制方向, 称为板织构, 低碳钢的板织构为{001}110。 * * 1）一种强化手段 2）冷加工成形得以顺利进行 3）具有过载能力，使用安全 4）降低塑性，改善切削性能 不利：塑性变形困难→中间退火→消除 * * * 塑性变形中外力所作的功除大部分转化成热之外，还有一小部分以畸变能的形式储存在形变材料内部。这部分能量叫做储存能 * 在回复阶段，由于不发生大角度晶界的迁移，所以晶粒的形状和大小与变形态的相同，仍保持着纤维状或扁平状，从光学显微组织上几乎看不出变化。在再结晶阶段，首先是在畸变度大的区域产生新的无畸变晶粒的核心，然后逐渐消耗周围的变形基体而长大，直到形变组织完全改组为新的、无畸变的细等轴晶粒为止。最后，在晶界表面能的驱动下，新晶粒互相吞食而长大，从而得到一个在该条件下较为稳定的尺寸，称为晶粒长大阶段。 * 举例说明 * 特点，应用。再结晶过程是由形核和长大过程所实现的组织转变 * 再结晶也是一个晶核形成和长大的过程，但不是相变过程，再结晶前后新旧晶粒的晶格类型和成分完全相同 * 大量的实验资料证明，工业纯金属的最低再结晶温度与其熔点间存在以下关系T再 ≈0.4T熔。 式中各温度均以绝对温度计算。 * 鉴于再结晶温度受各种因素的影响，为缩短退火周期期间，在工业生产上，再结晶退火加热温度经常定为最低再结晶温度以上100～200℃。 * 冷变形金属刚刚结束再结晶时的晶粒是比较细小均匀的等轴晶粒，如果再结晶后不控制其加热温度或时间，继续升温或保温，晶粒之间便会相互吞并而长大，这一阶段称为晶粒长大。 * 加热温度越高, 原子扩散能力越强, 则晶界越易迁移, 晶粒长大也越快。加热温度一定时，时间愈长，晶粒也愈粗，但其影响程度不如温度得影响大。 * 由于温度处于再结晶温度以上，金属材料发生塑性变形后，随即发生再结晶过程。因此塑性变形引起的加工硬化效应随即被再结晶过程的软化作用所消除，使材料保持良好的塑性状态。 * 锻造曲轴的合理流线分布，可保证曲轴工作时所受的最