机械工程材料和热加工工艺第5章 塑性变形.ppt

第5章　金属的塑性变形与再结晶;单晶体的塑性变形的主要形式是滑移和孪生;塑性变形的主要方式：滑移（位错的滑移）Sliding ;金属产生塑性变形的实质：许多晶面滑移的总和产生了宏观的塑性变形; 1）冷塑性变形对金属组织的影响 金属在外力作用下进行塑性变形时，金属内部的晶粒也由原来的等轴晶粒（图a）变为沿加工方向拉长的晶粒，当变形度增加时，晶粒被显著拉长成纤维状，这种组织称为冷加工纤维组织(图b) 。 ;;2）冷塑性变形对金属性能的影响 金属材料经冷塑性变形后，随变形度的增加，其强度、硬度提高，塑性和韧性下降，这种现象称为加工硬化。 是纯金属、某些铜合金及镍铬不锈钢等难以用热处理强化的材料，加工硬化更是唯一有效的强化方法。 在冷轧薄钢板、冷拔细钢丝及深拉工件时，由于产生加工硬化，金属的塑性降低，进一步冷塑性变形困难，故必须采用中间热处理来消除加工硬化现象。;纯铁和钢在塑性变形过程中性能的变化;3）残余应力 (residual stress);5.2 变形金属在加热时组织和性能的变化;回复：加热到回复温度，不能引起显微组织的变化，保持拉长、破碎的晶粒外形，晶格畸变减轻，内应力下降。 1)? 回复温度：T回＝0.25～0.3T熔（K）； 2)?回复应用：如冷卷弹簧去应力退火，使内应力下降，E不变； ;再结晶：加热到再结晶温度，位错密度大大降低，显微组织发生明显变化，破碎、拉长晶粒变成细小均匀的无变形的等轴晶粒，强度、硬度下降，韧性上升。加工硬化完全消失。 T再＝0.4T熔点（K） 再结晶应用：冷轧带钢、冷拔钢丝、深冲工件（弹壳）的再结晶退火 ;晶粒长大（二次再结晶）：加热温度高于再结晶温度或长时间保温，大晶粒吞并小晶粒长大的现象；晶粒长大会使强度、塑性、韧性下降。 尤其是塑韧性影响较明显。;影响再结晶晶粒大小的因素 ; 金属在再结晶温度以下进行的塑性变形称为冷变形加工，冷变形加工时将产生加工硬化。金属在再结晶温度以上进行的塑性变形称为热变形加工。热变形加工时产生的加工硬化将随时被再结晶所消除。 热变形加工可使金属中的气孔和疏松焊合，并可改善夹杂物、碳化物的形态、大小和分布，提高钢的强度、塑性及冲击韧度。 热变形时铸锭中的非金属夹杂物沿变形方向被拉长成纤维组织（热加工流线），且再结晶不能改变其纤维状组织的分布形态。纤维组织使金属材料的力学性能呈现各向异性，其纵向（沿纤维方向）的力学性能明显高于横向（垂直纤维方向）。 因此在设计时应尽量使工件受到的最大拉应力方向与纤维方向相一致，与剪应力或冲击力方向相垂直，并力求流线沿工件外形轮廓连续分布，以保证零件的使用性能。