机械工程材料_第五章_金属的塑性变形与再结晶.ppt

第五章第五章 金属的塑性变形与再结晶金属的塑性变形与再结晶冷塑性变形对组织和性能的影响冷塑性变形对组织和性能的影响金属的塑性变形金属的塑性变形冷变形金属加热时组织和性能的变化冷变形金属加热时组织和性能的变化金属的热塑性变形金属的热塑性变形1 1 金属的塑性变形金属的塑性变形塑性塑性塑性成形塑性成形塑性成形的目的塑性成形的目的 常用塑性成形方法常用塑性成形方法材料在外力作用下发生永久变形又不破坏其完整性的能力材料在外力作用下发生永久变形又不破坏其完整性的能力材料在外力作用下，利用自身的塑性而使其加工成材料在外力作用下，利用自身的塑性而使其加工成 具有一定形状、尺寸及力学性能的工件的加工方法具有一定形状、尺寸及力学性能的工件的加工方法1.1.改变形状、尺寸改变形状、尺寸2.2.改善组织及性能改善组织及性能轧制轧制挤压挤压拉拔拉拔锻压锻压冲压冲压基本概念基本概念常用塑性成形方法常用塑性成形方法常用塑性成形方法常用塑性成形方法滑移滑移 在力的作用下，晶体的一部分沿某些在力的作用下，晶体的一部分沿某些特定的特定的晶面和晶向晶面和晶向相对另一部分发生滑动。相对另一部分发生滑动。特征：特征：是沿一定的晶面和晶向进行的是在切应力的作用下进行的伴随晶体的转动一、单晶体的塑性变形一、单晶体的塑性变形滑移面滑移方向定义定义 压缩时晶体转动示意图压缩时晶体转动示意图一、单晶体的塑性变形一、单晶体的塑性变形拉伸时晶体转动示意图拉伸时晶体转动示意图特征：特征：是沿一定的是沿一定的晶面晶面和和晶向晶向进行的进行的是在是在切应力切应力的作用下进行的的作用下进行的伴随晶体的转动伴随晶体的转动滑移距离是滑移方向原子间距的整数倍滑移距离是滑移方向原子间距的整数倍产生硬化现象产生硬化现象滑移面滑移方向一、单晶体的塑性变形一、单晶体的塑性变形滑移滑移 在切应力的作用下，晶体的一部分沿在切应力的作用下，晶体的一部分沿一定的一定的晶面晶面和晶向而发生的和晶向而发生的均匀切变均匀切变过程过程特征特征：是沿一定的是沿一定的晶面晶面和和晶向晶向进行的进行的是均匀切变过程是均匀切变过程变形部分变形部分与与未变形部分未变形部分以孪生面以孪生面为分界面构成为分界面构成镜面对称镜面对称位相关系位相关系也是在切应力的作用下产生的也是在切应力的作用下产生的也有硬化现象也有硬化现象孪生面孪生方向孪生一、单晶体的塑性变形一、单晶体的塑性变形孪生孪生 定义定义 二、多晶体的塑性变形二、多晶体的塑性变形变形过程复杂变形过程复杂晶粒位相的影响晶粒位相的影响晶界的影响晶界的影响多晶体滑移的不均匀性多晶体滑移的不均匀性晶粒大小的影响晶粒大小的影响 纤维组织的形成纤维组织的形成 晶粒内产生亚结构晶粒内产生亚结构 形成形变织构形成形变织构产生残余应力产生残余应力产生加工硬化产生加工硬化2 2 金属冷塑性变形对组织和性能的影响金属冷塑性变形对组织和性能的影响关于加工硬化关于加工硬化 加工硬化现象加工硬化现象加工硬化产生原因加工硬化产生原因加工硬化后果及应用加工硬化后果及应用强化金属的一个重要途径强化金属的一个重要途径某些冷加工工艺能够进行的重要因素某些冷加工工艺能够进行的重要因素可提高构件在使用过程中的安全性可提高构件在使用过程中的安全性塑性变形时，可使进一步加工困难塑性变形时，可使进一步加工困难 冷变形金属软化的动力及条件冷变形金属软化的动力及条件 软化过程软化过程回复：回复：加热温度较低，金属内微细结构变化，显微组织不变再结晶：再结晶：加热温度较高，通过破碎晶粒重新形核长大，形成新的、无畸变的等轴晶粒。再结晶温度：再结晶温度：一定时间内完成再结晶所对应的最低温度晶粒长大晶粒长大3 3 冷变形金属加热时组织和性能的变化冷变形金属加热时组织和性能的变化 再结晶过程中：晶格结构不变（无相变）晶格结构不变（无相变）不是在恒定温度下完成的不是在恒定温度下完成的再结晶后的晶粒大小再结晶后的晶粒大小变形程度的影响加热温度、保温时间的影响原始晶粒大小的影响3 3 冷变形金属加热时组织和性能的变化冷变形金属加热时组织和性能的变化冷变形金属的加工硬化及软化冷变形金属的加工硬化及软化回复：回复：基本保持加工硬化状态，基本保持加工硬化状态，内应力内应力 变形开裂变形开裂 耐蚀性耐蚀性 应用应用去应力退火去应力退火再结晶：再结晶：消除变形金属的组织特征、加工硬化消除变形金属的组织特征、加工硬化 及内应力及内应力 ，性能恢复到加工前状态，性能恢复到加工前状态 应用应用再结晶退火再结晶退火晶粒尺寸晶粒尺寸冷变形对金属组织的影响冷变形对金属组织的影响加工硬化应用加工硬化应用 热热(塑性塑性)变形与冷变形与冷(塑性塑性)变形的区别变形的区别定义：定义：变形过程的区别：变形过程的区别：回复、再结晶是否进行？回复、再结晶是否进行？热热(塑性塑性)变形对金属的组织和性能的影响变形对金属的组织和性能的影响消除铸态金属的某些缺陷消除铸态金属的某些缺陷 力学性能力学性能 形成热变形纤维组织形成热变形纤维组织流线流线 形成带状组织形成带状组织4 4 金属的热塑性变形金属的热塑性变形T加工T再结晶 热加工热加工T加工T再结晶 冷加工冷加工热塑性变形热塑性变形本章思考题P67P67 T3T3、4 4、5 5、6 6、8 8、9 9