5合金的塑性变形2.ppt

* 加工硬化 第四章塑性变形 第 四节变形后的组织与性能 * 2.1 单晶体的典型加工硬化曲线 曲线明显可分为三个阶段： I．易滑移阶段：发生单滑移，位错移动和增殖所遇到的阻力很小，θⅠ 很低，约为10-4G数量级。 II．线性硬化阶段：发生多系滑移，位错运动困难，θⅡ 远大于θⅠ约为 G/100—G/300 ，并接近于一常数，加工硬化十分显著。 III．抛物线硬化阶段：与位错的多滑移过程有关，应力上升缓慢，θⅢ 随应变增加而呈抛物线降低，应力应变曲线变为抛物线。 切应力 第四章塑性变形 第 四节变形后的组织与性能 * τ~ γ 曲线与晶体的结构类型、晶体位向、杂质含量，以及试验温度等因素有关。 FCC和BCC晶体出现明显的三阶段加工硬化情况。 HCP晶体的第一阶段很长，第二阶段还没出现时，就断裂了。 第四章塑性变形 第 四节变形后的组织与性能 2.1 单晶体的典型加工硬化曲线 * 2.2 多晶体的加工硬化 a. 其应力—应变曲线不出现第一阶段，且加工硬化率明显高于单晶体。 第四章塑性变形 第 四节变形后的组织与性能 * b. 细晶粒的加工硬化率一般大于粗晶粒的加工硬化率 铝的应力应变曲线与晶粒大小的关系 1-0.034mm 2-0.088mm 3-0.24mm 4-0.54mm 第四章塑性变形 第 四节变形后的组织与性能 * c. 合金比纯金属的加工硬化率要高，溶质原子的加入，在大多数情况下增大加工硬化率。 Al-Mg合金中Mg含量对加工硬化的影响 1-3.228%Mg 2-1.617 %Mg 3-1.097 %Mg 4-0.544 %Mg 5-0 %Mg 第四章塑性变形 第 四节变形后的组织与性能 * 塑性变形过程中，位错密度的增加及其所产生的钉扎作用是导致加工硬化的决定性因素。 第四章塑性变形 第 四节变形后的组织与性能 * 2.3 加工硬化的实际意义 使金属基体具有一定的抗偶然过载的能力。 加工硬化和塑性变形适当配合可使金属进行均匀塑性变形。 是强化金属的重要手段之一。 例：18-8不锈钢， 变形前σ0.2 = 196MPa ， σ b = 588MPa， 40%轧制后σ0.2 = 784-980MPa， σ b = 1174MPa 第四章塑性变形 第 四节变形后的组织与性能 * 主要有：物理性能 包括电阻率和磁导率的变化。 化学性能 性能变化 – 其它性能的变化 第四章塑性变形 第 四节变形后的组织与性能 * 3、形变织构 3.1 定义：在塑性变形过程中，随着变形量的增加，多晶体中位向不同的晶粒取向变成大体一致，这个过程称为“择优取向”。择优取向后的晶体结构称为“织构”，由变形引起的织构称为变形织构。 3.2 丝织构 在拉丝时形成，使各个晶粒的某一晶向转向与拉伸方向平行，以与线轴平行的晶向uvw表示。 第四章塑性变形 第 四节变形后的组织与性能 * 3.3 板织构 轧制时，使晶粒的某一晶向趋向于与轧制方向平行，某一晶面趋向于与轧制面平行。以与轧面平行的晶面{hkl}和与轧向平行的晶向uvw表示，记为{hkl}uvw。 第四章塑性变形 第 四节变形后的组织与性能 * 3.4 特点 变形量越大，择优取向的趋势越明显。完全理想的织构，取向如同单晶，实际上，多晶体金属中晶粒取向的集中程度往往不很高。 第四章塑性变形 第 四节变形后的组织与性能 * 3.5 织构利弊织构的形成使材料的性能出现各向异性。例1: 制耳 例2：硅钢片 织构 （100）[001] 这种织构使其磁化性能得到改善。 第四章塑性变形 第 四节变形后的组织与性能 * 4. 残余应力 金属塑性变形时，外力所作的功除了转化为热量之外，还有一小部分被保留在金属内部（储存能），表现为残余应力。 按照残余应力平衡范围的不同，通常将其分为三类： 第一类内应力，宏观残余应力 第二类内应力，微观残余应力 第三类内应力，晶格畸变应力 第四章塑性变形 第 四节变形后的组织与性能 * 4.1 第一类内应力 又称宏观残余应力，作用范围为整个工件，它是由合金属材料（或零件）各个部分（如表面和心部）的宏观形变不均匀而引起的。 第一类内应力使工件尺寸不稳定，严重时甚至使工件在受力之下变形产生断裂。 仅占总储存能的0.1%。