金属的塑性与变形抗力.docVIP

2.2金属的塑性与变形抗力 金属的塑性的概念及测定方法 金属塑金属在外力作用下产生不可恢复的永久变形。 组织对塑性的影响 钢的化学成分一定而组织不同时，塑性也有很大差别。 （1）单相组织（纯金属或固溶体）比多相组织的塑性好 （2）晶粒细化有助于提高金属的塑性 （3）化合物杂质呈球状分布对塑性较好；呈片状、网状分布在晶界上时，使金属的塑性下降。 （4）经过热加工后的金属比铸态金属的塑性高。 3、变形温度对塑性的影响 温度是影响塑性的最主要因素之一。在确定新钢种轧制工艺制度时，应确定好热轧温度范围，一般采用塑性最高的温度范围而避开低塑性的温度范围。 一般情况下，金属的塑性随温度的提升而提高。碳素钢冷加工的温度范围是100℃-200；在热轧加工时最佳的温度范围是1000℃-1250℃。 4、变形速度对塑性的影响 当变形速度较小时，随变形温度升高，塑性降低；变形速度达到一定程度，塑性随变形速度升高而增加。 5、变形力学状态对塑性的影响 a、应力状态对塑性的影响：金属在变形过程中，受拉应力越少、压应力越多，塑性就越好。 b、变形状态对塑性的影响： 金属的变形抗力 金属抵抗变形的能力叫做变形抗力，也叫变形阻力。通常用某一变形条件下在单向应力状态时的屈服极限（σs）作为指标。 1、影响变形抗力的因素 a、化学成分和组织结构的影响 金属纯度越高，变形抗力越小。当铁中碳含量C较小时，碳以固溶体存在于铁中，铁是溶剂，碳是溶质。随碳含量的增加，碳以Fe3C形式存在于钢中，使钢的变形抗力增加，同时硬度、强度增加，塑性变差。杂质（P、S）的含量、杂质的性质及其在基体中的分布特性。 金属的组织状态不同，变形抗力不同；组织结构的变化（相变），变形抗力也发生变化。单相组织合金元素含量越高，晶格畸变越严重，变形抗力越大。单相组织比多相组织的变形抗力小。多相组织中第二相的性质、形状、大小、数量和分布状况对变形抗力都有影响。硬而脆的第二相在基体相晶粒内呈颗粒状弥散分布时，合金的变形抗力就高； 第二相越细，分布越均匀，数量越多，变形抗力就越大。 变形抗力也随晶粒大小而变化，晶粒越细，同一体积内的晶界越多，变形抗力就高（室温晶界强度高于晶内）。 b、变形温度的影响 几乎所有的金属和合金，变形抗力都随温度的升高而降低；但是当金属和合金随着温度的变化而发生物理-化学变化和相变时，会出现相反的情况，如钢在加热过程中发生的蓝脆和热脆现象。 c、变形速度的影响 一般情况下，随着变形速度的增加，变形抗力提高（特别热变形）。一方面，变形速度提高，单位时间内的发热率增加，使变形抗力降低；另一方面，变形速度提高也缩短了变形时间，使位错运动的发展时间不足（滑移来不及进行） ，促使变形抗力增加。 d、变形程度的影响 随变形程度的增加，会产生加工硬化，使继续变形发生困难，因而变形抗力增加。当变形程度较高时，促进了回复与再结晶过程的发生与发展，变形抗力的增加变得比较缓慢。 e、应力状态的影响 应力状态不同，变形抗力不同。如挤压时金属处于三向压应力状态，拉拔时金属处于一向受拉二向受压的应力状态。挤压时的变形抗力远比拉拔时变形抗力大。 图2-5 合金元素对铁素体伸长率和韧性的影响 图2-6 拉拔和挤压时不同的应力状态和变形抗力