金属热加工原理.pptVIP

第1页，共31页，星期日，2025年，2月5日*二、晶界对滑移的阻滞效应晶界上原子排列不规则，点阵畸变严重，且晶界两侧的晶粒取向不同，因此，滑移要从一个晶粒直接延续到下一个晶粒是极其困难的，即室温下晶界对滑移有阻滞效应。位错塞积示意图拉伸后晶界处呈竹节状第2页，共31页，星期日，2025年，2月5日*一般来说，晶界可使金属强化，也可使金属软化，这主要依赖于温度和变形速率。当温度低于，且变形速率较大时，晶粒细化会使金属强度升高；但当温度高于上述界限及变形速率很慢时，晶界增多反而使金属强度降低。故高温合金一般希望获得粗晶组织。三、晶粒大小对变形抗力的影响对于大多数金属材料，其屈服强度与晶粒平均直经d的关系可用Hall-Petch方程式表示：σ=σ+kyd-1/2式中——σ0,ky均为常数第3页，共31页，星期日，2025年，2月5日*锌单晶和多晶的拉伸曲线通过细化晶粒来同时提高金属的强度、硬度、塑性和韧性的方法称细晶强化。第4页，共31页，星期日，2025年，2月5日*低碳钢的屈服强度与晶粒大小的关系铜和铝的屈服强度与其亚晶尺寸的关系细晶强化在提高材料强度的同时，也改善材料的塑性和韧性，这是其他强化方法所不具备的。第5页，共31页，星期日，2025年，2月5日*

多晶体塑性变形的微观特点ⅰ.多方式：滑移和孪生（室温和低温下）晶界滑动和迁移（高温下）点缺陷的定向扩散（温度很高，外加应力很低）ⅱ.多滑移：每个晶粒至少要有五个滑移系统同时开动，以维持多晶体的完整性ⅲ.不均匀：晶界约束晶粒中心的滑移量晶界附近晶体转动时，中心区的转角边缘区第6页，共31页，星期日，2025年，2月5日*§11-3影响金属塑性和形变抗力的因素一、合金元素的影响①合金元素使固溶体点阵畸变，晶面相对滑移阻力②钢中合金元素与C形成硬脆的碳化物相③合金元素改变钢中相的组成，造成组织的多相性④合金元素对钢的铸造组织及加热时晶粒长大倾向有影响⑤合金元素的碳化物、氧化物常以复化合物或硅酸盐等形态存于钢中，变形时割裂基体。第7页，共31页，星期日，2025年，2月5日*二、形变温度的影响（T）①原子结合力减弱，原子动能增加，滑移抗力降低②可能出现新的滑移系，会发生相变（钢γ转变）③可能会发生晶界滑动，SPF时④原子不稳定，外力下容易从一个平衡位置到另一个，产生热塑性塑性，形变抗力第8页，共31页，星期日，2025年，2月5日*三、形变速率的影响①形变速率对形变抗力的影响速率增加，抗力增大，增加的程度与形变温度有关。T越高，增加的程度越大。②形变速率对金属塑性的影响影响复杂。速率较低时，增加速率使塑性下降；速率较高时，增加速率使塑性增加。第9页，共31页，星期日，2025年，2月5日*四、应力状态的影响①对塑性的影响三向应力下，三向受压一向受拉两向受拉三向受拉压应力能提高塑性的主要原因：a.能阻止和减少晶间变形b.拉应力促使原子层彼此分离，扩大滑移产生的显微缺陷，加速晶间破坏；而压应力则使缺陷被压合封闭c.三向压应力能减轻或避免脆性夹杂物和液相对塑性的不良影响d.三向压应力能抵消由于不均匀变形所引起的附加拉应力②对形变抗力的影响第10页，共31页，星期日，2025年，2月5日*五、其他因素的影响①变形程度冷变形，加工硬化，δσ，Δ30%，形变抗力增加显著变形量增加，点阵畸变能增加，形变热效应产生的T，抗力增加缓慢②表面状态和周围介质表面吸附活性物质时，能促进变形，降低抗力表面光洁度越高，极限变形程度越大；越低，易应力集中③变形体形状与变形均匀性接触面愈大，摩擦引起的三向压应力愈大，塑性增加流动均匀，外摩擦作用不显著，塑性增加第11页，共31页，星期日，2025年，2月5日*§11-4金属塑性变形后的组织与性能一、塑性变形引起金属组织结构的变化1．亚结构随着变形量的增大，晶体中的位错密度迅速提高。当形变量较小时，形成位错缠结结构；当变形量继续增加时，大量位错发生聚集，形成胞状亚结构，称为形变亚晶或形变胞。胞壁由位错构成，胞内位错密度较低，相邻胞间存在微小取向差；随着形变量的增加，这种胞的尺