3 第三章 金属塑性变形与再结晶.pptVIP

第三章 金属的塑性变形; 第三章 金属的塑性变形; 一 塑性变形的概念;?;塑性变形的基本概念;塑性加工包括锻造、轧制、 挤压、拉拔、冲压等方法。;型材;研究塑性变形的意义;晶面: 在晶格中由一系列原子所构成的平面称为晶面。;二 塑性变形的基本类型; 实质：原子相对移动距离超过了晶格中的原子间距，使原子失去恢复到原始状态的能力。 单晶体的变形有“滑移”和“孪生”等方式，重点研究滑移。;1 滑移：晶体的一部分相对于另一部分沿着一定的晶面（滑移面）和一定的方向（滑移方向）发生相对滑动的过程。（如图所示） 由图可知： ⑴ 外力P在一定的晶面上分解为两种应力，一为平行于该晶面的切应力τ，另一为垂直于该晶面的正应力σ，如图（a）所示； ⑵ σ只能引起晶格的弹性伸长，（由c—c’，a—a’） ，或进一步把晶体拉断，如图（b）所示； ⑶ τ可使晶格发生弹性扭曲后，进一步造成滑移，如图（c）所示； ⑷ 通过大量晶面的滑移，最终使试样被拉长变细，如图（d）所示 ;氯莲腺菲粪中垒二哭目第具羊菠沁喘锅转了即孽豌乃揽议哩量恶查瑚飘幸3 第三章 金属塑性变形与再结晶3 第三章 金属塑性变形与再结晶; 总 结：;几种常见金属晶格的滑移面和滑移方向 书P22表3-1。;菩槽灸盖桓第往俱胸瓶扛岔沁墅规厘寥续毅输寅笨钻搁邑吾恕敖粮贬谈吩3 第三章 金属塑性变形与再结晶3 第三章 金属塑性变形与再结晶;④滑移带和滑移线 滑移线表现为塑性变形后在晶体表面产生的一个个小台阶。;滑移的观察;⑤一般说来：滑移面总是原子最密排面，滑移方向也总是原子最密排方向。 原因：在最密排面上，原子的结合力最强，而面与面之间的距离却最大，所以最密排面之间的原子间的结合力最弱，滑移阻力最小，因而最易滑移；同理，滑移方向也总是原子最密排方向。如图3-6所示。 ;⑥滑移的位错机制： 问题：实际金属晶体滑移所需的力仅是理想晶体的百分之一到千分之一，为什么？ 回答：位错的运动使滑移进行； ;位错运动造成滑移的示意图;位错虽然移动了一个原子间距，但位错中心附近的少数原子只作远小于一个原子间距的弹性偏移，而其他区域的原子仍处于正常位置，所以这样的位错运动只需一个很小的切应力即可实现。 ;金属的塑性变形是由滑移这种方式进行的； 滑移又是通过位错的移动实现的。 所以，只要阻碍位错的移动就可以阻碍滑移的进行，从而提高了塑性变形的抗力，使强度提高。 金属材料常用的五种强化手段（固溶强化、加工硬化、晶粒细化、弥散强化、淬火强化）都是通过这种机理实现的。 ;孪生的基本概念;2、多晶体的塑性变形 多晶体金属的塑性变形本质 与单晶体是一致的，每个晶粒的塑性变形仍以滑移、孪生等方式进行 多晶体与单晶体相比有两点不同 ①相邻的晶粒位向不同； ②各晶粒之间存在晶界；;双晶粒拉伸“竹节”现象 说明：金属的晶界比晶粒本身具有更高的变形抗力；;细晶强化（晶界强化）：用细化晶粒增加晶界提高金属强度的方法。;多晶粒中晶粒位向不同，当任一晶粒滑移时，都将受到周围不同位向的晶粒阻碍，从而使变形抗力增大，多晶体的变形抗力总高于单晶体。;2.2多晶体的塑性变形过程;2.3 多晶体的塑性变形特点; 2.3.2 晶粒之间要相互协调变形——变形抗力比单晶体高 fcc、bcc的滑移系多，各个晶粒变形协调性好，所以它们的多晶体金属表现出良好的塑性；hcp的滑移系少，所以塑性差；;2.3.3 多晶体变形的不均匀性——造成内应力 由于晶界及相邻晶粒位向的影响 ①有的晶粒变形大，有的晶粒变形小； ②一个晶粒内部变形也不均匀，呈现“竹节形”变形，如图所示； ;第二节 塑性变形对金属组织和性能的影响;2、加工硬化(形变强化) 在塑性变形过程中，随着变形程度的增加，金属的强度、硬度增加，而塑性、韧性下降的现象。;2.1 加工硬化的机理 ①位错密度的增加； ②位错之间交互作用； ;2.2 实际意义： ⑴ 优点： a、广泛用来提高金属材料的强度；（例如：冷轧钢板） b、有利于金属进行均匀变形；（例如：冷拔钢丝） ⑵ 缺点： 会给金属进一步加工造成困难，为此中间需进行再结晶退火处理。 ;3、晶粒择优取向，形成变形织构变形织构的形成，会使各种性能呈现各向异性。优点：利用它所形成的各向异性；（例如：制造变压器铁芯的硅钢片）缺点：也是因为它所形成的各向异性；（例如：制耳现象）;4、残余应力 4.1宏观内应力（第一类内应力）：由于金属工件或材料各部分的宏观变形不均匀而引起的，其平衡范围是物体的整个体积； 4.2微观内应力（第二类内应力）：由于各晶粒或各亚晶粒之间的变形不均匀而产生的，其平衡范围为几个晶粒或几个亚晶粒； 4.3点阵畸变（第三类内应力）：由