2016临汾职院金属工艺学（机工版）教案：金属的塑性变形.docVIP

临汾职业技术学院教案 授课教师： 班级：汽修131 授课日期：2014年05 月08日 课时：2 课 题： 6.1金属的塑性变形 教 学 目 的：通过学习理解金属塑性变形的实质，掌握金属塑性加工、回复、再结晶等定义。 教学重点和难点：重点：金属塑性变形的实质。 难点：金属塑性加工、回复、再结晶的理解。 教 学 方 法：讲授法、分析法、举例法、讨论法 授 课 内 容： 旧课复习 什么是金属的锻造性能？ 新课学习 6.1 金属的塑性变形 一、 金属塑性成型的实质 塑性：金属在外力作用下，产生永久变形而不破坏的能力。 金属变形过程： a）金属材料在外力作用下发生弹性变形 b）当外力超过一定值后产生塑性变形 c）外力继续加大，发生断裂 金属塑性变形的实质： a）晶粒内部滑移和孪生 b）晶间滑移和晶粒转动 1、单晶体的塑性变形 （1）单晶体滑移 晶体的一部分相对另一部分沿一定 面（滑移面）和这个晶面上的一定晶向（滑移 方向）产生相对移动的现象。 a）坯料在拉伸时受力分析： 正应力——晶粒弹性伸长——切应力——晶粒扭曲——滑移 b）一般规律： 滑移面：原子排列最紧密的面 滑移方向：原子排列最紧密的方向 理论上，整体刚性滑移——滑移困难 实际上，位错移动——滑移容易 （2）孪生 晶体在外体作用下，一部分沿着一定晶面（孪生 生一定角度的切变。 当滑移困难时(位错塞积），出现孪生变形 塑性变形过程：滑移 ——孪生——滑移——孪 生…… 二、多晶体的塑性变形 工业中实际使用的金属大多是多晶体。 1、多晶体的特征： a）晶体形状和大小不等 b）相邻晶粒的位向不同 c）多晶体内存在大量晶界 2、实际塑性变形： a）各个晶粒内部滑移和孪生的总和，构成整体塑性变形。 b）各个晶粒间的变形，是产生内应力和开裂的原因。 三、塑性变形后金属的组织和性能 1、加工硬化 金属经过塑性变形后，强度和硬度上升，而塑性和韧性下降的现象 a）晶格扭曲 b）晶粒破碎 2、回复 随着温度的上升，原子热运动加剧，晶格扭曲被消除，内应力明显下降的现象。 a）晶格扭曲消除 b）内应力明显下降 回复只能部分消除加工硬化 3、再结晶 温度上升到金属熔化温度的0.4-0.5倍时，开始以某些碎晶或杂质为核心生长成新的晶粒，加工硬化完全消除。 （1）再结晶过程 a）原子热振动加剧 b）以某些质点为核心重结晶 c）加工硬化全部消除 （2）再结晶温度，是金属经大量塑性变形后开始再结晶的最低温度。 T再=（0.4-0.5）T熔 （3）影响再结晶后晶粒大小的因素： a）变形程度 很小时不发生再结晶 2-8%晶粒特别粗大——临界变形程度 大于临界变形程度，随变形程度增加，晶粒显著细化 b）再结晶后状态 金属在高温下停留，晶粒长大，力学性能变差 四、冷变形和热变形 1、冷变形 变形温度低于再结晶温度 （1）生产方法：冷冲压、冷挤压、冷轧、冷拔等 （2）特点： a）位错密度上升——显著加工硬化，强度、硬度上升；韧、塑性下降 b）尺寸精度高、表面质量好 2、热变形 变形温度高于再结晶温度 （1）生产方式：热锻、热轧、热挤压 （2）坯料原始组织特征：晶粒粗大、组织不均匀、有气孔、缩松、微裂纹、非金属夹杂物 等缺陷 （3）热变形后的组织特征： a）加工硬化和再结晶同时发生 b）冶金缺陷得到改善或消除 c）最终得到细小的等轴晶 d）组织致密，力学性能显著提高 问 题 思 考： 金属塑性变形的实质是什么？如何消除加工硬化？