材料的力学行为塑性变形与再结晶.ppt

3 3 3 3材料的力学行为，材料的力学行为，材料的力学行为，材料的力学行为，塑性变形与再结晶塑性变形与再结晶塑性变形与再结晶塑性变形与再结晶MaterialMaterialMaterialMaterials Mechanical s Mechanical s Mechanical s Mechanical BehaviourBehaviourBehaviourBehaviour,Plastic Deformation ,Plastic Deformation ,Plastic Deformation ,Plastic Deformation RecrystallizationRecrystallizationRecrystallizationRecrystallization请带着以下问题学习本章内容：请带着以下问题学习本章内容：l1.1.材料在外力作用下的力学性能指标有哪些？材料在外力作用下的力学性能指标有哪些？它们各在什么场合下使它们各在什么场合下使用？用？l2.2.纯金属塑性变形的基本方式以及滑移的特点是什么？多晶体的塑性纯金属塑性变形的基本方式以及滑移的特点是什么？多晶体的塑性变形特点又如何呢？变形特点又如何呢？l3.3.塑性变形对金属组织与性能的影响是什么？请分析加工硬化（形变塑性变形对金属组织与性能的影响是什么？请分析加工硬化（形变强化）的定义、产生原因及在生产中的应用。强化）的定义、产生原因及在生产中的应用。l4.4.变形金属在重新加热时其组织与性能发生了哪些变化，为什么会产变形金属在重新加热时其组织与性能发生了哪些变化，为什么会产生这些变化？生这些变化？l5.5.再结晶与结晶、重结晶的根本区别在何处？再结晶与再结晶退火温再结晶与结晶、重结晶的根本区别在何处？再结晶与再结晶退火温度是如何确定的呢？度是如何确定的呢？l6.6.冷、热变形加工的本质区别是什么？冷、热变形加工的本质区别是什么？本本 章章 学学 习习 要要 求求 l 1 1 1 1 熟悉金属塑性变形（以滑移为主）的特点及其熟悉金属塑性变形（以滑移为主）的特点及其熟悉金属塑性变形（以滑移为主）的特点及其熟悉金属塑性变形（以滑移为主）的特点及其微观机制；微观机制；微观机制；微观机制；l l 了解塑性变形对金属组织与性能的影响，了解塑性变形对金属组织与性能的影响，了解塑性变形对金属组织与性能的影响，了解塑性变形对金属组织与性能的影响，重点重点重点重点掌握加工硬化的定义、机理及在生产中的实际意义；掌握加工硬化的定义、机理及在生产中的实际意义；掌握加工硬化的定义、机理及在生产中的实际意义；掌握加工硬化的定义、机理及在生产中的实际意义；l l .掌握有关再结晶的概念，明确再结晶温度及再结掌握有关再结晶的概念，明确再结晶温度及再结掌握有关再结晶的概念，明确再结晶温度及再结掌握有关再结晶的概念，明确再结晶温度及再结晶退火温度的确定；晶退火温度的确定；晶退火温度的确定；晶退火温度的确定；l l 比较并总结强化金属材料的四种基本方式比较并总结强化金属材料的四种基本方式比较并总结强化金属材料的四种基本方式比较并总结强化金属材料的四种基本方式细晶强化、固溶强化、弥散强化与加工硬化。细晶强化、固溶强化、弥散强化与加工硬化。细晶强化、固溶强化、弥散强化与加工硬化。细晶强化、固溶强化、弥散强化与加工硬化。本章学习重点与方法提示本章学习重点与方法提示 l l材料在外力作用下会发生变形，这种变形通常包括弹性变形与塑性变形材料在外力作用下会发生变形，这种变形通常包括弹性变形与塑性变形材料在外力作用下会发生变形，这种变形通常包括弹性变形与塑性变形材料在外力作用下会发生变形，这种变形通常包括弹性变形与塑性变形两种塑性变形是金属材料的一种重要加工成形方法，而且更为重要的是两种塑性变形是金属材料的一种重要加工成形方法，而且更为重要的是两种塑性变形是金属材料的一种重要加工成形方法，而且更为重要的是两种塑性变形是金属材料的一种重要加工成形方法，而且更为重要的是塑性变形还可改变材料内部组织与结构并影响其宏观性能因此塑性变形还可改变材料内部组织与结构并影响其宏观性能因此塑性变形还可改变材料内部组织与结构并影响其宏观性能因此塑性变形还可改变材料内部组织与结构并影响其宏观性能因此本章讨本章讨本章讨本章讨论的重点：论的重点：论的重点：论的重点：金属塑性变形（主要是滑移变形）的特点，塑性变形对金属金属塑性变形（主要是滑移变形）的特点，塑性变形对金属金属塑性变形（主要是滑移变形）的特点，塑性变形对金属金属塑性变形（主要是滑移变形）的特点，塑性变形对金属组织、性能的影响（特别是加工硬化）以及回复与再结晶的有关概念组织、性能的影响（特别是加工硬化）以及回复与再结晶的有关概念组织、性能的影响（特别是加工硬化）以及回复与再结晶的有关概念组织、性能的影响（特别是加工硬化）以及回复与再结晶的有关概念l l学习方法提示：学习方法提示：学习方法提示：学习方法提示：材料的力学行为应着重理解各性能指标的物理意义，材料的力学行为应着重理解各性能指标的物理意义，材料的力学行为应着重理解各性能指标的物理意义，材料的力学行为应着重理解各性能指标的物理意义，聚合物和无机材料的塑变特点仅作一般了解。而对于金属塑性变形的特点聚合物和无机材料的塑变特点仅作一般了解。而对于金属塑性变形的特点聚合物和无机材料的塑变特点仅作一般了解。而对于金属塑性变形的特点聚合物和无机材料的塑变特点仅作一般了解。而对于金属塑性变形的特点与实质可结合相关视频加深理解，特别是位错运动；对于冷、热塑性变形与实质可结合相关视频加深理解，特别是位错运动；对于冷、热塑性变形与实质可结合相关视频加深理解，特别是位错运动；对于冷、热塑性变形与实质可结合相关视频加深理解，特别是位错运动；对于冷、热塑性变形对金属组织、性能影响应结合金工实习等加深理解，从中深刻体会有关加对金属组织、性能影响应结合金工实习等加深理解，从中深刻体会有关加对金属组织、性能影响应结合金工实习等加深理解，从中深刻体会有关加对金属组织、性能影响应结合金工实习等加深理解，从中深刻体会有关加工硬化与回复、再结晶等概念的含义及实际应用（结合习题）。工硬化与回复、再结晶等概念的含义及实际应用（结合习题）。工硬化与回复、再结晶等概念的含义及实际应用（结合习题）。工硬化与回复、再结晶等概念的含义及实际应用（结合习题）。3 3 塑性变形与再结晶塑性变形与再结晶l l3.1 3.1 材料的力学行为与塑性变形材料的力学行为与塑性变形 3.1.1 3.1.1 3.1.1 3.1.1 材料常用的力学性能指标材料常用的力学性能指标材料常用的力学性能指标材料常用的力学性能指标 3.1.2 3.1.2 3.1.2 3.1.2 金属的塑性变形金属的塑性变形金属的塑性变形金属的塑性变形l l3.2 3.2 冷变形加工对金属组织与性能的影响冷变形加工对金属组织与性能的影响l l3.3 3.3 冷变形加工金属在加热时组织与性能冷变形加工金属在加热时组织与性能的变化的变化l l3.4 3.4 金属的热变形加工金属的热变形加工3.0 3.0 3.0 3.0 概述概述概述概述l l 材料在加工制备过程中或是制成零部件后的工作运行中材料在加工制备过程中或是制成零部件后的工作运行中材料在加工制备过程中或是制成零部件后的工作运行中材料在加工制备过程中或是制成零部件后的工作运行中都要受到外力的作用。都要受到外力的作用。都要受到外力的作用。都要受到外力的作用。材料受力后材料受力后材料受力后材料受力后要发生要发生要发生要发生变形变形变形变形，外力较小时产，外力较小时产，外力较小时产，外力较小时产生生生生弹性变形弹性变形弹性变形弹性变形；外力较大时产生；外力较大时产生；外力较大时产生；外力较大时产生塑性变形塑性变形塑性变形塑性变形，而当外力过大时就会，而当外力过大时就会，而当外力过大时就会，而当外力过大时就会发生发生发生发生断裂断裂断裂断裂。材料经变形后，不仅其外形和尺寸发生变化，还会。材料经变形后，不仅其外形和尺寸发生变化，还会。材料经变形后，不仅其外形和尺寸发生变化，还会。材料经变形后，不仅其外形和尺寸发生变化，还会使其内部组织和有关性能发生变化，使之处于自由能较高的状使其内部组织和有关性能发生变化，使之处于自由能较高的状使其内部组织和有关性能发生变化，使之处于自由能较高的状使其内部组织和有关性能发生变化，使之处于自由能较高的状态。这种状态是不稳定的，经变形后的材料在重新加热时会发态。这种状态是不稳定的，经变形后的材料在重新加热时会发态。这种状态是不稳定的，经变形后的材料在重新加热时会发态。这种状态是不稳定的，经变形后的材料在重新加热时会发生生生生回复再结晶回复再结晶回复再结晶回复再结晶现象。因此，研究材料的变形规律及其微观机制，现象。因此，研究材料的变形规律及其微观机制，现象。因此，研究材料的变形规律及其微观机制，现象。因此，研究材料的变形规律及其微观机制，分析了解各种内外因素对变形的影响，以及研究讨论冷变形材分析了解各种内外因素对变形的影响，以及研究讨论冷变形材分析了解各种内外因素对变形的影响，以及研究讨论冷变形材分析了解各种内外因素对变形的影响，以及研究讨论冷变形材料在回复再结晶过程中组织、结构和性能的变化规律，具有十料在回复再结晶过程中组织、结构和性能的变化规律，具有十料在回复再结晶过程中组织、结构和性能的变化规律，具有十料在回复再结晶过程中组织、结构和性能的变化规律，具有十分重要的理论和实际意义。分重要的理论和实际意义。分重要的理论和实际意义。分重要的理论和实际意义。3.1 3.1 3.1 3.1 材料的力学行为与塑性变形材料的力学行为与塑性变形材料的力学行为与塑性变形材料的力学行为与塑性变形3.1.1 3.1.1 材料常用的力学性能回顾材料常用的力学性能回顾 1.1.1.1.承受静载作用时的力学性能承受静载作用时的力学性能承受静载作用时的力学性能承受静载作用时的力学性能 2.2.2.2.承受冲击载荷作用时的力学性能承受冲击载荷作用时的力学性能承受冲击载荷作用时的力学性能承受冲击载荷作用时的力学性能 3.3.3.3.承受交变载荷作用时的力学性能承受交变载荷作用时的力学性能承受交变载荷作用时的力学性能承受交变载荷作用时的力学性能 4.4.4.4.断裂韧度的概念断裂韧度的概念断裂韧度的概念断裂韧度的概念 5.5.5.5.有关材料耐磨性的概念有关材料耐磨性的概念有关材料耐磨性的概念有关材料耐磨性的概念3.1.2 3.1.2 金属的塑性变形金属的塑性变形3.1.1 3.1.1 材料常用的力学性能回顾材料常用的力学性能回顾l l使用性能：使用性能：材料在使用过程中所表现的性能。包材料在使用过程中所表现的性能。包材料在使用过程中所表现的性能。包材料在使用过程中所表现的性能。包括力学性能、物理性能和化学性能。括力学性能、物理性能和化学性能。括力学性能、物理性能和化学性能。括力学性能、物理性能和化学性能。l l工艺性能：工艺性能：材料在加工过程中所表现的性能。包材料在加工过程中所表现的性能。包材料在加工过程中所表现的性能。包材料在加工过程中所表现的性能。包括铸造、锻压、焊接、热处理和切削性能等。括铸造、锻压、焊接、热处理和切削性能等。括铸造、锻压、焊接、热处理和切削性能等。括铸造、锻压、焊接、热处理和切削性能等。l l材料在外力的作用下将发生形状和尺寸变化，称为材料在外力的作用下将发生形状和尺寸变化，称为材料在外力的作用下将发生形状和尺寸变化，称为材料在外力的作用下将发生形状和尺寸变化，称为变形变形。l l外力去处后能够恢复的变形称为外力去处后能够恢复的变形称为外力去处后能够恢复的变形称为外力去处后能够恢复的变形称为弹性变形弹性变形;l l外力去处后不能恢复的变形称为外力去处后不能恢复的变形称为外力去处后不能恢复的变形称为外力去处后不能恢复的变形称为塑性变形塑性变形。3.1.1 3.1.1 材料常用的力学性能指标材料常用的力学性能指标 1.1.1.1.承受静载作用时的力学性能承受静载作用时的力学性能承受静载作用时的力学性能承受静载作用时的力学性能l l弹性模量弹性模量弹性模量弹性模量E E E E：表征材料对弹性变形的抗力。表征材料对弹性变形的抗力。如锻模、镗杆。如锻模、镗杆。l强度：强度：表征材料对塑性变形和断裂的抗力。表征材料对塑性变形和断裂的抗力。R ReLeL（s s），），R Rmm（b b），），R ReLeL/R/Rmm（s s/b b）。）。l l塑性：塑性：塑性：塑性：，。硬度：硬度：硬度：硬度：HBWHBW，HRCHRC、HRBHRB、HRAHRA、HRRHRR、HRLHRL、HRMHRM，HVHV。（a a）低碳钢的）低碳钢的R()R()曲线图曲线图 （b b）低碳钢拉伸曲线）低碳钢拉伸曲线图图3 31 1 低碳钢的低碳钢的R()R()曲线及拉伸试样曲线及拉伸试样R()2.2.承受冲击载荷作用时的力学性能承受冲击载荷作用时的力学性能l l冲击吸收功冲击吸收功冲击吸收功冲击吸收功A A A AK K K K（冲击（冲击（冲击（冲击韧度韧度韧度韧度a a a ak k k k）：）：）：）：对材料内部结对材料内部结对材料内部结对材料内部结构缺陷、显微组织变化很敏构缺陷、显微组织变化很敏构缺陷、显微组织变化很敏构缺陷、显微组织变化很敏感。感。感。感。l l韧脆转变温度韧脆转变温度韧脆转变温度韧脆转变温度T T T Tk k k k：l lbccbccbccbcc晶格的金属或以其为主晶格的金属或以其为主晶格的金属或以其为主晶格的金属或以其为主的低、中强度结构钢，的低、中强度结构钢，的低、中强度结构钢，的低、中强度结构钢，TkTkTkTk比比比比较明显且较高；较明显且较高；较明显且较高；较明显且较高；l lfccfccfccfcc晶格的金属或高强度钢晶格的金属或高强度钢晶格的金属或高强度钢晶格的金属或高强度钢基本没有这种温度效应。基本没有这种温度效应。基本没有这种温度效应。基本没有这种温度效应。温度冲击功关系温度冲击功关系温度冲击功关系温度冲击功关系3.3.承受交变载荷作用时的力学性能承受交变载荷作用时的力学性能l l疲劳断裂：疲劳断裂：疲劳断裂：疲劳断裂：裂纹形成和扩展过程。机裂纹形成和扩展过程。机械零件失效中械零件失效中80%80%属于疲劳断裂性质。属于疲劳断裂性质。l l对称循环疲劳极限对称循环疲劳极限对称循环疲劳极限对称循环疲劳极限R R R R-1-1-1-1(-1-1-1-1)：钢铁材钢铁材料循环基数料循环基数10107 7；超高强度钢和许多聚超高强度钢和许多聚合物材料循环基数合物材料循环基数10108 8 。l l影响疲劳强度的因素：影响疲劳强度的因素：影响疲劳强度的因素：影响疲劳强度的因素：循环应力特循环应力特性、温度、材料成分和组织、表面状态、性、温度、材料成分和组织、表面状态、残余应力。残余应力。交变载荷示意图交变载荷示意图交变载荷示意图交变载荷示意图疲劳断口疲劳断口疲劳断口疲劳断口疲疲疲疲劳劳劳劳曲曲曲曲线线线线4.4.材料材料“断裂韧度断裂韧度”的概念的概念l l材料断裂韧度材料断裂韧度K KCC ：l反映材料有裂纹存在时，反映材料有裂纹存在时，抵抗脆性断裂的能力。抵抗脆性断裂的能力。它是材料本身的特性，它是材料本身的特性，与裂纹的形状、大小无与裂纹的形状、大小无关。关。3.1.2 3.1.2 金属的塑性变形金属的塑性变形l l1.1.金属塑性变形的金属塑性变形的基本方式基本方式l l 2.2.单晶体滑移变形的特点（单晶体滑移变形的特点（7 7点）点）l l切应力；切应力；切应力；切应力；滑移面、滑移方向；滑移面、滑移方向；滑移面、滑移方向；滑移面、滑移方向；滑移系；滑移系；滑移系；滑移系；l l滑移带线；滑移带线；滑移带线；滑移带线；晶体位向晶体位向晶体位向晶体位向；滑移量；滑移量；滑移量；滑移量；伴有晶体转动。伴有晶体转动。伴有晶体转动。伴有晶体转动。滑移滑移滑移滑移孪生孪生孪生孪生只有在只有在切应力切应力作用下，才能产生塑性变形作用下，才能产生塑性变形图图图图3 31 1 单晶体试样拉伸变形示意图单晶体试样拉伸变形示意图单晶体试样拉伸变形示意图单晶体试样拉伸变形示意图滑移总是沿着滑移总是沿着滑移面滑移面及其上的及其上的滑移方向滑移方向进行进行滑移系滑移系数目数目 滑移带、滑移线滑移带、滑移线 滑移量一般是原子间距的整数倍滑移量一般是原子间距的整数倍晶体位向晶体位向l l滑移时，伴有晶体的转动滑移时，伴有晶体的转动3.3.单晶体塑性变形（滑移）的微观机制单晶体塑性变形（滑移）的微观机制（1 1）刚性滑移理论刚性滑移理论l l （2）临界分切应力理论与实测值比较）临界分切应力理论与实测值比较3.3.单晶体塑性变形（滑移）的微观机制单晶体塑性变形（滑移）的微观机制（3 3）位错运动机制位错运动机制 多多多多 脚脚脚脚 虫虫虫虫 的的的的 爬爬爬爬 行行行行l l位错的运动位错的运动犹如蠕虫的爬行犹如蠕虫的爬行4.4.孪生变形简介（单晶体）孪生变形简介（单晶体）l l图图3-10 孪生变形示意图孪生变形示意图例题例题3-1 在例图在例图3-1所示的晶面、晶向中，请指出哪些是滑移面、哪所示的晶面、晶向中，请指出哪些是滑移面、哪些是滑移方向？并就图中情况判断能否构成滑移系，同时应简述其理由？些是滑移方向？并就图中情况判断能否构成滑移系，同时应简述其理由？(1)分析分析 如图所示，求解本题首先应明确两点，一是晶体的滑移通常发生在哪如图所示，求解本题首先应明确两点，一是晶体的滑移通常发生在哪些晶面和晶向上；二是具备什么条件才能构成滑移系？些晶面和晶向上；二是具备什么条件才能构成滑移系？晶体的滑移通常总是沿着原子密度最大的晶面（滑移面）及其上原子密度最大晶体的滑移通常总是沿着原子密度最大的晶面（滑移面）及其上原子密度最大的晶向（滑移方向）进行；一个滑够面和此面上的一个滑移方向就组成了一个滑移的晶向（滑移方向）进行；一个滑够面和此面上的一个滑移方向就组成了一个滑移系。明确了这两条，就很容易判断图示晶面、晶向是否是滑移面、滑移方向。系。明确了这两条，就很容易判断图示晶面、晶向是否是滑移面、滑移方向。（2）解答解答 在图在图3 31 1（a a）示的）示的FCCFCC中：影线所示晶面为（中：影线所示晶面为（101101）、晶）、晶向向110110。虽然。虽然 110110为为FCCFCC的滑移方向，但它不在（的滑移方向，但它不在（1 10101）晶面上，而）晶面上，而（101101）亦不是）亦不是FCCFCC的滑移面，所以不能构成滑移系的滑移面，所以不能构成滑移系。图图3 31 1（b b）示的）示的FCCFCC中：影线所示的晶面为（中：影线所示的晶面为（111111）、晶向为）、晶向为11T T0 0。它们分别为的滑移面和滑移方向，且它们分别为的滑移面和滑移方向，且1 1T T0 0晶向就位于（晶向就位于（111111）晶）晶面上，故可构成一滑移系面上，故可构成一滑移系。在图在图3 31 1（c c）所示）所示BCCBCC中：影线所示晶面（中：影线所示晶面（111111）、晶向）、晶向 10 10T T，它们，它们均属非滑移面、非滑移方向均属非滑移面、非滑移方向 图图3 31 1（d d）示）示BCCBCC中：影线所示的晶面（中：影线所示的晶面（1 1T T0 0）、晶向）、晶向11T T11，它们分，它们分别为别为BCCBCC的滑移面和滑移方向，但的滑移面和滑移方向，但1 1T T1 1晶向不在（晶向不在（1 1T T0 0）晶面上，故仍不）晶面上，故仍不能构成滑移系能构成滑移系（3）归纳归纳 此例是第一章与本章知识的有机结合，同时也是落脚点。此例是第一章与本章知识的有机结合，同时也是落脚点。因此，滑移面、滑移方向以及滑移系应联系起来综合考虑。因此，滑移面、滑移方向以及滑移系应联系起来综合考虑。（4）请思考请思考 立方晶系中，立方晶系中，110110与（与（110110），），111111与（与（111111）的关系）的关系如何？如何？5.5.多晶体的塑性变形多晶体的塑性变形l l（1 1）晶界和晶粒方位的影响晶界和晶粒方位的影响l 金属晶粒越细小，金属晶粒越细小，晶界面积越大，每个晶粒周围具有不同取向的晶粒晶界面积越大，每个晶粒周围具有不同取向的晶粒数目也越多，数目也越多，其塑性变形的抗力（即强度、硬度）就越高。其塑性变形的抗力（即强度、硬度）就越高。其塑性变形的抗力（即强度、硬度）就越高。其塑性变形的抗力（即强度、硬度）就越高。细晶粒金属不仅强度、硬度高，而且塑性、韧性也好。细晶粒金属不仅强度、硬度高，而且塑性、韧性也好。因为晶粒越细，因为晶粒越细，在一定体积内的晶粒数目越多，则在同样变形量下，变形分散在更多晶粒在一定体积内的晶粒数目越多，则在同样变形量下，变形分散在更多晶粒内进行，同时每个晶粒内的变形也比较均匀，而不会产生应力过分集中现内进行，同时每个晶粒内的变形也比较均匀，而不会产生应力过分集中现象。象。同时，因此时晶界的影响较大，晶粒内部与晶界附近的变形量差减小，同时，因此时晶界的影响较大，晶粒内部与晶界附近的变形量差减小，晶粒的变形也会比较均匀，所以减少了应力集中，推迟了裂纹的形成与扩晶粒的变形也会比较均匀，所以减少了应力集中，推迟了裂纹的形成与扩展，使金属在断裂之前可发生较大的塑性变形。展，使金属在断裂之前可发生较大的塑性变形。由于细晶粒金属的强度、硬度较高，塑性较好，所以断裂时需消耗较由于细晶粒金属的强度、硬度较高，塑性较好，所以断裂时需消耗较大的功，即冲击韧度（韧性）也较好。大的功，即冲击韧度（韧性）也较好。因此因此细化晶粒是金属的一种非常重要的强韧化手段。细化晶粒是金属的一种非常重要的强韧化手段。细化晶粒是金属的一种非常重要的强韧化手段。细化晶粒是金属的一种非常重要的强韧化手段。（2）晶粒大小对金属力学性能的影响晶粒大小对金属力学性能的影响（2 2）晶粒大小对金属力学性能的影响晶粒大小对金属力学性能的影响 细晶细晶细晶细晶 强化强化强化强化右图所示右图所示右图所示右图所示为晶粒大为晶粒大为晶粒大为晶粒大小对金属小对金属小对金属小对金属冲击韧度冲击韧度冲击韧度冲击韧度的影响的影响的影响的影响 （3）多晶体的塑性变形过程多晶体的塑性变形过程 多晶体中首先发生滑移的多晶体中首先发生滑移的多晶体中首先发生滑移的多晶体中首先发生滑移的是滑移系与外力夹角等于或是滑移系与外力夹角等于或是滑移系与外力夹角等于或是滑移系与外力夹角等于或接近于接近于接近于接近于45454545的晶粒。的晶粒。的晶粒。的晶粒。当塞积当塞积当塞积当塞积位错前端的应力达到一定程位错前端的应力达到一定程位错前端的应力达到一定程位错前端的应力达到一定程度，加上相邻晶粒的转动，度，加上相邻晶粒的转动，度，加上相邻晶粒的转动，度，加上相邻晶粒的转动，使相邻晶粒中原来处于不利使相邻晶粒中原来处于不利使相邻晶粒中原来处于不利使相邻晶粒中原来处于不利位向滑移系上的位错开动，位向滑移系上的位错开动，位向滑移系上的位错开动，位向滑移系上的位错开动，从而使滑移由一批晶粒传递从而使滑移由一批晶粒传递从而使滑移由一批晶粒传递从而使滑移由一批晶粒传递到另一批晶粒，到另一批晶粒，到另一批晶粒，到另一批晶粒，当有大量晶当有大量晶当有大量晶当有大量晶粒发生滑移后，金属便显示粒发生滑移后，金属便显示粒发生滑移后，金属便显示粒发生滑移后，金属便显示出明显的塑性变形。出明显的塑性变形。出明显的塑性变形。出明显的塑性变形。6.6.合金的塑性变形合金的塑性变形l l合金可根据组织分为合金可根据组织分为合金可根据组织分为合金可根据组织分为单相固溶体单相固溶体单相固溶体单相固溶体和和和和多相混合物多相混合物多相混合物多相混合物两种两种两种两种.合金元素的存在，使合金的变形与纯金属显著不同合金元素的存在，使合金的变形与纯金属显著不同合金元素的存在，使合金的变形与纯金属显著不同合金元素的存在，使合金的变形与纯金属显著不同.珠光体珠光体珠光体珠光体奥氏体奥氏体6.合金的塑性变形合金的塑性变形l l（1 1）单单单单项项项项固固固固溶溶溶溶体体体体合合合合金金金金 何何何何谓谓谓谓固固固固溶溶溶溶强强强强化化化化？固固固固溶溶溶溶强强强强化化化化的的的的原原原原因是什麽？因是什麽？因是什麽？因是什麽？（如（如（如（如3 31515图所示）图所示）图所示）图所示）l l（2 2）多相合金的塑性变形特点）多相合金的塑性变形特点）多相合金的塑性变形特点）多相合金的塑性变形特点（以两相合金为例）（以两相合金为例）（以两相合金为例）（以两相合金为例）l l两相晶粒尺寸相近、变形性能相近时：两相晶粒尺寸相近、变形性能相近时：两相晶粒尺寸相近、变形性能相近时：两相晶粒尺寸相近、变形性能相近时：b b=V V +V+V l l两相性能相差很大时：两相性能相差很大时：两相性能相差很大时：两相性能相差很大时：l l硬、脆的第二相，呈网状分布在晶界硬、脆的第二相，呈网状分布在晶界硬、脆的第二相，呈网状分布在晶界硬、脆的第二相，呈网状分布在晶界（如（如（如（如FeFe3 3C C）l l硬硬硬硬、脆脆脆脆的的的的第第第第二二二二相相相相呈呈呈呈片片片片层层层层状状状状，分分分分布布布布在在在在塑塑塑塑、韧韧韧韧性性性性相相相相基基基基体体体体中中中中（如如如如P P片状片状片状片状）l l 硬、脆第二相呈颗粒状，分布在塑性相基体中：硬、脆第二相呈颗粒状，分布在塑性相基体中：硬、脆第二相呈颗粒状，分布在塑性相基体中：硬、脆第二相呈颗粒状，分布在塑性相基体中：l l 粗粒状分布（如粗粒状分布（如粗粒状分布（如粗粒状分布（如P P球球球球即球化体即球化体即球化体即球化体,见第见第见第见第4 4章章章章P105P105球化退火）球化退火）球化退火）球化退火）;l l 弥散分布弥散分布弥散分布弥散分布(弥散强化弥散强化弥散强化弥散强化,见下页图见下页图见下页图见下页图).).(1)固溶强化固溶强化图图图图3 3 3 315 15 15 15 溶质原子在位错附近的分布溶质原子在位错附近的分布溶质原子在位错附近的分布溶质原子在位错附近的分布返回返回返回返回l l（2）多相合金的塑性变形特点）多相合金的塑性变形特点珠光体珠光体P+CP+Cmm 返返返返回回回回第二相呈硬脆的连续网状第二相呈硬脆的连续网状第二相呈硬脆的连续网状第二相呈硬脆的连续网状 硬脆的第二相呈层片状硬脆的第二相呈层片状硬脆的第二相呈层片状硬脆的第二相呈层片状（2 2）多相合金的塑性）多相合金的塑性变形特点变形特点l l硬脆第二相呈微细的点状硬脆第二相呈微细的点状 弥散强化弥散强化 位错绕过机制位错绕过机制位错绕过机制位错绕过机制位错切过机制位错切过机制位错切过机制位错切过机制颗粒钉扎作用的电镜照片颗粒钉扎作用的电镜照片电电镜镜观观察察弥散强化（或沉淀强化）弥散强化（或沉淀强化）