金属的塑性课件PPT.ppt

第2章 金属的塑性 ;§2. 1 金属的塑性;2. 1. 1 塑性的基本概念;塑性与柔软性的对立统一;为什么要研究金属的塑性？;拉伸试验法;压缩试验法;扭转试验法;轧制模拟试验法;金属变形的全过程;1、什么是变形抗力？变形抗力大塑性就越差？;2.1.3 塑性状态图(plastic condition diagram)及其应用; ?????????????????????????????????????????????????????????? ? ??试验温度／℃??;温度℃ ;根据塑性图进一步确定热变形温度范围;;§2.2 金属多晶体塑性变形的主要机制;2.2.1 多晶体变形的特点;经拉伸后晶界处呈竹节状; 晶界对塑性变形的影响 晶界:多晶体是许多取向不同的小单晶体即晶粒组成的，晶粒和晶粒之间的过渡区域。 将多晶铁分别在室温和高温进行拉伸试验。在室温拉伸时，靠近晶界处试样直径变化比较小，远离晶界处则直径显著减小，在高温下，晶界处试样显著变细。;晶界的作用：;多晶体塑性变形的特点 1、各晶粒变形的不同时性 2、各晶粒变形的相互协调性： ? a) 面心立方金属塑性好 ? b) 密排六方金属塑性差冷加工困难 ?3、各晶粒塑性变形量不均匀： ? a)由于晶界的影响和晶粒位向不同的影响，各个晶粒变形不均匀，有的变形量大有的变形量小；即使是同一个晶粒变形也不均匀，晶粒中心区域变形量较大，晶界及其附近区域变形量小。? b)双晶粒试样拉伸变形后的形状如图，晶界处呈竹节状，说明晶界处滑移受阻变形量小，而晶粒内部变形量较大。 ?;;2．晶界的作用及晶粒大小的影响 ;5.2.2 多晶体的塑性变形机构 ;2．溶解--沉积机构 ;3．非晶机构;2. 2. 3 合金的塑性变形 ;单相固溶体合金的变形;溶质原子的作用主要表现在固溶强化(Solid-solution Strenthening)作用，提高塑性变形抗力。 1.??固溶强化 固溶强化：固溶体合金的σ-ε曲线：由于溶质原子加入使σs 和整个σ-ε曲线的水平提高。 影响固溶强化的因素： ① 溶质原子类型及浓度。 ② 溶质原子与基体金属的原子尺寸差。相差大时强化作用大。 ③ 间隙型溶质原子比置换型溶原子固溶强化效果好。 ④ 溶质原子与基体金属价电子数差。价电子数差越大，强化作用大。 固溶强化的实质是溶质原子与位错的弹性交互作用、化学交互作用和静电交互作用。;Cu-Ni固溶体的力学性能与成分的关系;多相合金的变形 ; 多相合金的基本相为固溶体。第二相是用来强化的一种重要方式，它可以通相变热处理[沉淀强化（precipitation strengthening）、时效强化（age hardening）]或粉末冶金法[弥散强化]来获得。 根据第二相粒子的尺寸大小可将合金分为： (1) 聚合型两相合金(两相尺寸、性能相近) (2)弥散分布型两相合金(两相尺寸、性能相差很大);（1）聚合型两相合金的塑性变形;讨论：;（2）弥散分布型两相合金的塑性变形 ;不可变形粒子的强化作用;位错绕过第二相粒子的示意图 ;可变形微粒的强化作用 ;位错行为 Dislocation Behavior;;材料强化的方法： （1）加工硬化：由于位错塞积、缠结及其相互作用，阻止位错的进一步运动。 （2）细晶强化：晶界上的原子排列不规则，且杂质缺陷多，能量较高，阻碍位错的通过，且晶粒细小时，变形均匀，应力集中小，裂纹不易萌生和传播。 （3）固溶强化：位错与溶质相互作用，即柯氏气团阻碍位错运动。 （4）弥散强化：由于位错绕过、切过第二相粒子，需要增加额外的能量（如表面能或错排能），同时，粒子周围的弹性应力场与位错产生交互作用，阻碍位错运动。; 细化晶粒改善塑性和韧性的机理： 晶粒越小，晶粒内部的应变与晶界附近的应变相差越小，变形越均匀，因应力集中造成裂纹的机会越少，这就有可能在断裂前发生较大的变形量，也就是得到较大的伸长率和断面收缩率 晶粒越小，裂纹不易产生且不易扩展，因而在断裂过程中吸收了较多的能量，即表现出较高的韧性;5. 2. 4 变形机制图 ;§3. 3 影响金属塑性的因素 ;3.3.1 影响塑性的内部因素 ; 图5-13说明Mg-Al-Zn系变形镁合金中的铝、锌含量对塑性和强度有影响。由图5-13a可知，随铝含量的增加，合金的塑性指标（）逐渐降低，当铝含量超过12%时值几乎降低到零，而图5-13b表明，当含约5%以下的锌时，却能使合金的塑性得到改善。