工程材料金属的塑性变形与再结晶.pptVIP

第1页，共29页，星期日，2025年，2月5日一、金属的塑性变形（单晶体、多晶体）二、对金属组织和性能的影响三、回复和再结晶四、金属的热塑性变形第2页，共29页，星期日，2025年，2月5日一、金属的塑性变形压力加工方法：轧制、挤压、冷拔、锻造、冷冲压塑性变形：形成成品、改变金属的组织和性能单晶体金属的塑性变形滑移孪生多晶体金属的塑性变形晶界的影响晶粒位向的影响晶粒大小的影响第3页，共29页，星期日，2025年，2月5日外力作用下和变形，在外力作用去除后不能恢复的变形称为塑性变形正应力不能引起单晶体的塑性变形，只有切应力引起弹性变形和塑性变形单晶体的塑性变形有滑移和孪生，主要以滑移的形式进行。第4页，共29页，星期日，2025年，2月5日第5页，共29页，星期日，2025年，2月5日滑移是单晶体在切应力作用下，晶体的一部分沿一定的晶面或晶向相对于另一部分发生滑动的现象。图7-50第6页，共29页，星期日，2025年，2月5日滑移的特点滑移时切应力大于临界切应力；滑移只能在晶体内一定的晶面和晶向上形成。晶体中能发生滑移的晶面和晶向，称滑移面和滑移方向。滑移面和滑移方向（滑移系）越多，金属的塑性越好。滑移方向对塑性的影响比滑移面大。第7页，共29页，星期日，2025年，2月5日4)实际上滑移是借助于位错的移动来实现的。图7-51铜滑移的理论临界切应力640MPa，实际为0.1MPa大量的位错移出晶体的表面，就形成了宏观的塑性变形。图7-52第8页，共29页，星期日，2025年，2月5日孪生是单晶体在切应力作用下，晶体的一部分沿晶面和晶向相对于另一部分转动的现象。图7-53第9页，共29页，星期日，2025年，2月5日孪生的特点所需切应力比滑移时大得多使晶体的一部分发生晶格位向的改变孪生带中相邻原子面的相对位移只有一个原子间距的几分之几一孪生的变形速度极快，接近声速。第10页，共29页，星期日，2025年，2月5日第11页，共29页，星期日，2025年，2月5日晶界对塑性变形有较大的阻碍作用。晶界越多，多晶体塑性变形的抗力越大。多晶体中晶粒位向各异，从而提高了塑性变形抗力第12页，共29页，星期日，2025年，2月5日晶粒越细，强度越高：在一定体积内的晶体内晶粒数目越多，晶界也越多，并且晶粒的位向分布紊乱，因而塑性变形抗力也越大，即强度越高。晶粒越细，塑性和韧性越好：在总变形量相同的条件下，变形被分散在较多的晶粒内进行，因而比较均匀，从而使其在断裂前能承受较大的塑性变形，表现出较高的塑性和韧性；相反，晶粒越粗，变形局限在少数晶粒内进行，容易过早断裂，因而塑性、韧性比较差。由于细晶粒金属具有较好的强度、塑性与韧性。故生产中常希望金属材料得到细小而均匀的晶粒。细化晶粒的原因第13页，共29页，星期日，2025年，2月5日二、塑性变形对金属组织和性能的影响对金属性能的影响加工硬化：强度和硬度显著提高，韧性和塑性下降各向异性：沿纤维方向的强度和塑性大于垂直纤维方向理化性能变化：电阻增大、导磁性和腐蚀性降低对金属组织结构的影响残余内应力第14页，共29页，星期日，2025年，2月5日加工硬化：也称为形变强化，即随塑性变形程度的增加，金属的强度和硬度显著提高，而塑性和韧性下降。冷塑性变形对金属性能的主要影响是造成加工硬化。图7-55第15页，共29页，星期日，2025年，2月5日2.加工硬化的优缺点：强化金属材料的重要手段：纯金属或不能热处理强化的材料，如某些不锈钢是工件能够成型的重要因素进一步冷塑性变形困难，必须中间热处理，增加了生产成本，降低了生产效率。第16页，共29页，星期日，2025年，2月5日晶粒变形：外力作用下，金属变形，内部晶粒沿变形方向伸长变形程度很大时，晶粒变成纤维状，晶界模糊，形成纤维组织，使金属的机械性能有了明显的方向性晶粒“破碎”晶粒外形发生变化，晶粒内部镶嵌块尺寸细碎化，位错密度增加，晶格畸变较严重，因而增加滑移阻力加工硬化的根本原因产生形变织构：当金属变形到很大程度（70%以上）时，晶粒转动到使晶粒位向趋于一致的“择优取向”的结构。形成后难以消除，在生产中应避免第17页，共29页，星期日，2025年，2月5日残余内应力：是指当外力去除后残留于金属内部的应力。内应力有：主要是晶格畸变金属内外变形不一致晶粒之间变形不一致后果：强度、耐蚀性降低引起机件变形和裂纹采用退火处理予以降低或消除第18页，共29页，星期日，2025年，2月5日三、金属的再结