钢锭的组织和缺陷.pptVIP

第五节 钢锭的组织和缺陷 按浇注前钢液的脱氧程度钢锭分为： 一、镇静钢的组织 二、镇静钢锭的缺陷 缩孔和疏松、气泡、偏析 钢液凝固时产生的气体来不及从铸锭中逸出保留在钢内。 第六节 压力加工对钢组织和性能的影响 一、冷变形对钢组织和性能的影响 滑移带：对于适量塑性变形的试样，在光学显微镜下观察到的相互平行的线条叫滑移带。 滑移线：滑移带是由许多密集的相互平行的更细的滑移线和台阶组成的。 晶体塑性变形的基本方式 滑移是金属最主要的一种塑性变形方式。 晶体滑移并不是，在切应力作用下，一部分相对于另一部分沿一定晶面和晶向发生相对的整体移动。 塑性变形中的组织变化 塑性变形过种中的性能变形 塑性变形过程中材料内部的晶格畸变，晶粒破碎，晶体缺陷特别是位错密度增加，会使晶体的性能发生明显的变化。 强度、硬度增加 塑性、韧性降低 70％冷轧变形后，纯铁及低碳钢的σb可提高400～500MPa； 80％冷变形后，细片状P的wC1.0%高碳钢σb可提高1100～1200MPa； 90％冷拔变形后，细片状P的wC1.0%高碳钢丝σb可达3000MPa。 钢丝被拉拔的一端因塑性变形强度升高，不再继续变形；而未经变形的粗端强度低，可通过拔丝模继续变形，从而获得粗细均匀的钢丝。 “加工硬化”是强化金属材料的一种手段，尤其是对那些不能用热处理方法强化的金属。 加工硬化是各种冷变形成型得以进行的原因。 加工硬化使零件在偶然超载时，不会突然断裂。 织构引起各向异性 当变形量很大时，原来位向不同的晶粒因滑移产生的转动，将取得接近一致的结构称变形织构，又称择优取向。 织构引起各向异性 变形织构的各相异性是明显的。其不均匀的塑性变形会使薄板冲压产生“制耳”现象。 残余应力使零件尺寸不稳定，残余压应力可提高疲劳强度，残余拉应力降低腐蚀性能。 二、 冷变形钢在加热过程中组织和性能的变化 冷变形导致晶格畸变、晶粒破碎被拉长或压扁、缺陷增多、内应力升高，处于一种不稳定的状态，有自发恢复到变形前的稳定状态的趋势； 低温下，原子的活动能力弱，这种趋势无法完成； 加热可提高原子活动能力，从而会发生 Q235经60％冷变形后加热30min时的组织变化 黄铜的冷变形回复再结晶长大 加热温度不高，不引起显微组织的变化； 原子排列畸变程度减轻，空位剧烈减少，电阻明显降低； 强度硬度略有降低，内应力明显下降。 工程应用 降低内应力，稳定零件尺寸； 提高导电性； 防止SCC。 此阶段称为“去应力退火” 加热温度较高； 组织恢复为细小的等轴晶粒； 内应力完全消失； 加工硬化效果消除，材料的塑性变形能力恢复； 性能：强度、硬度降低，塑性、韧性恢复。 再结晶是一个再结晶形核和长大的过程。 再结晶的晶核实际上是“现成的”，它存在于畸变能较大的区域。 冷拔钢丝不是一次从圆钢冷拔而成的，要经过多次的拔丝过程，使钢丝直径逐渐减小至所要求的尺寸； 在冷拔变形过程中，材料的强度提高，σb和σs都提高； σs /σb提高，冷变形无法继续进行； 在冷拔过程中要进行中间再结晶退火处理。 在结晶结束后，加热温度继续升高或者延长时间，晶粒会长大。带来的后果是强度、塑性韧性下降。 影响再结晶晶粒大小的因素 变形度、加热温度、加热时间、成分、杂质、原始晶粒度等。 大于临界变形度，变形度越大，退火后晶粒尺寸越小； 冷加工都要避开临界变形度，避免组织粗大。强调！ 三、热压力加工对钢组织和性能的影响 再结晶温度是冷热加工的分界线； 钢的热加工是在单相奥氏体区进行的，此时，材料的塑性好； 奥氏体经历加工硬化和再结晶软化两个过程； 热加工的变形度、变形温度和时间及冷却速度决定了加工后的奥氏体晶粒大小，称为热加工工艺参数； 钢中加入微量V、Nb等元素，可在奥氏体晶界上形成细小弥散的C、N化物，阻碍晶界的迁移和晶粒长大，从而获得细小的奥氏体晶粒； 热加工可消除钢锭中的一些缺陷，打碎粗大的柱状晶，从而提高钢的性能； 组织呈“流线”型分布，纵向性能高于横向。 第七节 碳钢的分类和牌号 3 按照钢的用途分 二、碳钢的牌号和应用 要点总结 掌握纯铁的组织和性能、铁碳合金中的相及组织组成物； 掌握Fe-Fe3C相图及碳对组织和性能的影响； 了解钢中杂质元素的影响； 了解钢锭的组织特点与缺陷； 掌握回复、再结晶和长大； 知道冷加工和热加工常识。 作 业（第二章） 1、3、4、6、9、10、11、15 晶粒长大 再结晶晶粒长大实质上是一个晶粒的边界向另一个晶粒中迁移， 使这个晶粒的晶格位向逐步改变为与其相同的位向。即这个晶粒被逐步“吞并”，合成一个大晶粒。 变形度 临界变形度 金属冷变形后再结晶时晶粒极易长得粗大，这时所对应的应变度，称为临界变形度。 金属材料的临界变形度一般为（2%～10％）。 退火温度 温度过低，不发生再结晶； 温度