CH4材料的变形、断裂与强化机制.pptVIP

第四章 材料的变形断裂与强化机制;第四章 材料的变形断裂与强化机制;纳米铜的室温超塑性; 金属塑性加工方法;§4.1 材料的塑性变形;§4.1 材料的塑性变形;§4.1 材料的塑性变形;§4.1 材料的塑性变形;一、单晶体的塑性变形;§4.1 材料的塑性变形;§4.1 材料的塑性变形; 滑移变形具有以下特点：;（2）滑移只能在切应力的作用下发生。;§4.1 材料的塑性变形; （3） 滑移是通过位错的运动来实现的。 微观上的位错运动与宏观上的塑性变形是一对因果关系； 变形会产生位错，并且温度起作用。;二、多晶体的塑性变形;二、多晶体的塑性变形; 晶粒细小而均匀，不仅常温下强度较高，而且塑性和韧 性也较好，即强韧性好。原因是： （1）强度高：①按Hall - Petch公式，晶粒小，σs大； ②晶界越多，越难滑移。 （2）塑性好：晶粒越多，变形均匀而分散，减少应力集中。 （3）韧性好：晶粒越细，晶界越曲折，裂纹越不易传播。 因此，细晶强化是最佳强化方法,是一切强化的基础。; 例：日本采用高温多轴加工法，在500~750℃压轧钢材， 使其强度比现有钢材高一倍，其晶粒数为100亿个/mm3， 在74kgf/mm2作用下也不会变形。 因此，号称“超级钢” 。;多晶体的塑性变形总结： （1）与单晶体塑变的异同： 　　 同：都主要依靠滑移; 　　 异：存在不同时性，需相互协调。 （2）塑变过程：软取向的晶粒先滑移→晶界处位错塞积→产生应力集中 →相邻晶粒滑移；滑移系数目多越有利塑变。 （3）晶粒细化：强度↑，且塑韧性↑。　;§4.2 金属的冷塑性变形;一、冷塑性变形对金属组织和性能的影响;3. 变形织构 -- 择优取向，产生各向异性; 4. 残余应力 -- 可导致材料变形、开裂和产生应力腐蚀;对金属力学性能的影响--加工硬化（形变强化）在冷塑性变形过程中随着变形程度的增加，金属的强度、硬度显著升高，而塑性、韧性显著下降。原因一是位错越来越多，位错间距越来越小，晶格畸变增大；二是位错交互作用加剧，位错运动的阻力增大，导致变形抗力增大。 通过再结晶退火可消除加工硬化;§4.2 金属的冷塑性???形;加工硬化的实际意义： ① 是一种非常重要的强化手段，如喷丸强化。 ② 是某些工件或半成品能拉伸或冷冲加工成形的重要基础，有利于均匀变形。 ③ 可提高零件在使用过程中的安全性。 ;§4.2 金属的冷塑性变形;§4.2 金属的冷塑性变形;风电机组表面处理方案： （1）风机叶片 喷丸强化 （2）风电齿轮箱 低Ra超精研磨 （3）风机轮毂 抛丸处理 （4）风机塔架 抛丸/喷砂除锈等＋涂防腐涂层; 2. 对金属的物理、化学性能的影响;二、冷塑性变形金属在加热时组织和性能的变化;（一）回复;季裂; 金属拉伸时，除Pb、Sn，都会产生加工硬化，需要去应力退火，尽量低温退火。退火后工件表面有氧化皮、污物，必须酸洗。酸洗前用苏打水去油，酸洗后冷水冲洗，再用热水洗涤，以免酸液残留。 对于普通硬化金属，如08、10、15、黄Cu、退火Al等，一般可免于中间退火。 对于高硬化金属，如不锈钢、耐热钢，一般在两次拉伸后需中间退火。;最低再结晶温度： TR ≈ (0.4 ~ 0.5) Tm;§4.2 金属的冷塑性变形; 铜棒　? 24 mm;§4.2 金属的冷塑性变形;3%变形后经550℃ 退火;一、金属热加工的概念;碳钢：始锻温度保证无过烧； 终锻温度高于T再，保证再结晶完全。; （1）改善铸锭组织。气泡焊合、破碎碳化物、细化晶粒、降低偏析。 提高强度、塑性、韧性。 （2）形成纤维组织（加工流线）。 组织：枝晶、偏析、夹杂物沿变形方向呈纤维状分布。 性能：各向异性。沿流线方向塑性和韧性提高明显。 （3）形成带状组织 影响：各向异性。类似于流线组织。 消除：避免在两相区变形、减少夹杂元素含量、采用高温扩散退火或正火。 （4）影响晶粒大小;§4.3 金属的热塑性变形;§4.3 金属的热塑性变形;钢在热轧时奥氏体的变形和再结晶 ;钢在热轧时奥氏体的变形和再结晶 ;§4.3 金属的热塑性变形;热加工的优点 （1）可持续大变形量加工；