第三章金属的塑性变形

第三章金属的塑性变形第1页，共28页，2023年，2月20日，星期三第2页，共28页，2023年，2月20日，星期三第3页，共28页，2023年，2月20日，星期三第4页，共28页，2023年，2月20日，星期三第三章金属材料的塑性变形3.1单晶体和多晶体的塑性变形3.2金属的形变强化3.3塑性变形金属在加热时组织和性能的变化3.4塑性加工性能及影响因素本章小结第5页，共28页，2023年，2月20日，星期三3.1单晶体和多晶体的塑性变形3.1.1单晶体的塑性变形1.滑移2.孪生3.1.2多晶体金属塑性变形的特点1.晶粒取向对塑性变形的影响2.晶界对塑性变形的影响第三章金属材料的塑性变形第6页，共28页，2023年，2月20日，星期三锌单晶体的滑移变形示意图滑移特点：①滑移是在切应力作用下完成的；②滑移时移动的距离是原子间距的整数倍；③滑移的同时由于正应力组成的力偶作用，推动晶体转动，力图使滑移面转向与外力一致的方向。④滑移的实质是位错运动的结果。因此滑移的实际临界切应力远远大于理论临界切应力。第三章金属材料的塑性变形第7页，共28页，2023年，2月20日，星期三1.单晶体的滑移单晶体滑移变形示意图第三章金属材料的塑性变形第8页，共28页，2023年，2月20日，星期三位错运动引起的滑移变形示意图未变形弹性变形弹塑性变形塑性变形第三章金属材料的塑性变形第9页，共28页，2023年，2月20日，星期三滑移面的确定第三章金属材料的塑性变形第10页，共28页，2023年，2月20日，星期三常见金属晶格中的主要滑移系体心立方晶格面心立方晶格密排六方晶格(110)*6(111)*4底面*1[111]*2[110]*3底面对角线*36*24*31*3第三章金属材料的塑性变形第11页，共28页，2023年，2月20日，星期三2.孪生孪生变形示意图*试比较滑移和孪生的异同点第三章金属材料的塑性变形第12页，共28页，2023年，2月20日，星期三1.晶粒取向对塑性变形的影响在多晶体中，各晶粒的位向不同(如图所示)，那些滑移面与外力方向成45°角的晶粒（其取向为“软位向”）首先发生滑移,但它们的滑移变形会受到其它晶粒（硬位向）的阻碍,进一步增加外力,才能使处于硬位向的晶粒也满足临界切应力条件,产生滑移.因此,多晶体的滑移变形是分期分批进行的；又由于硬位向的阻碍作用,多晶体的变形抗力比单晶体的大,即强度高.第三章金属材料的塑性变形第13页，共28页，2023年，2月20日，星期三图3.5多晶体塑性变形示意图第三章金属材料的塑性变形第14页，共28页，2023年，2月20日，星期三2.晶界对塑性变形的影响第三章金属材料的塑性变形第15页，共28页，2023年，2月20日，星期三3.2金属的形变强化3.2.1形变强化现象3.2.2塑性变形后金属的组织结构的变化

(1)晶粒破碎,亚结构增多(2)晶粒拉长,出现纤维组织或织构(产生各向异性)3.2.3塑性变形产生的残余应力残余应力的危害:(1)降低工件的承载能力(2)使工件的形状和尺寸发生变化(3)降低工件的耐蚀性第三章金属材料的塑性变形第16页，共28页，2023年，2月20日，星期三3.2.1形变强化现象定义:金属经过冷态下的塑性变形(冷加工)后,其强度、硬度提高,而塑性、韧性降低的现象叫做形变强化,或加工硬化或冷作硬化.形变强化还使物理、化学性能发生变化,如电阻增大,耐蚀性降低.在冷加工时,形变强化使金属塑性降低,进一步加工困难,应安排中间退火工艺.第三章金属材料的塑性变形第17页，共28页，2023年，2月20日，星期三3.3塑性变形金属在加热时组织和性能变化3.3.1回复T回=（0.25~0.3)T熔T回、

T熔为绝对温度3.3.2再结晶定义:经冷变形的金属当加热到T再时,会在变形最激烈的区域自发形成新的细小等轴晶粒,叫做再结晶这一过程实质上也是一个形核和长大的过程,但晶格类型不变,只是改变了晶粒外形.T再=0.4T熔

※金属再结晶后,消除了残余应力和形变强化现象3.3.3晶粒长大3.3.4冷变形和热变形3.3.5金属纤维组织及其应用第三章金属材料的塑性变形第18页，共28页，2023年，2月20日，星期三形变强化金属的回复和再结晶示意图第三章金属材料的塑性变形第19页，共28页，2023年，2月20日，星期三晶粒长大示意图临界变形度织构第三章金属材料的塑性变形第20页，共28页，2023年，2月20日，星期三3.3.4冷加工和热加工在T再温度以下的塑性变形叫冷加工;T再温度以上的塑性变形叫热加工.冷加工产生形变强化,进一步变形困难;热加工消除了形变强化现象,若对铸锭进行热加工,能使铸锭的气孔及缩松焊合、提高致密度、并能细化晶粒,还能形成纤维组织.第三章金属材料的塑性变形第21页，共28页，2023年，2月20日，星期三3.3.5金属纤维组织及其应用定义:纤维组织的各向异性特点:不能用热处理方法消除应用:麻花钻的轧制、汽车半轴的局部镦粗等。第三章金属材料的塑性变形第22页，共28页，2023年，2月20日，星期三纤维组织的应用第三章金属材料的塑性变形第23页，共28页，2023年，2月20日，星期三3.4塑性加工性能及影响因素3.4.1塑性加工性能及其指标塑性、变形抗力3.4.2塑性加工性能的影响因素1.金属的本质

(1)化学成分的影响(2)金属组织的影响

2.加工条件

(1)变形温度的影响(2)变形速度的影响(3)应力状态的影响第三章金属材料的塑性变形第24页，共28页，2023年，2月20日，星期三变形温度的影响提高温度有利于金属塑性变形，但温度过高将产生过热、过烧脱碳、氧化等缺陷。锻造温度即始锻温度与终锻温度间的温度范围。第三章金属材料的塑性变形第25页，共28页，2023年，2月20日，星期三变形速度的影响第三章金属材料的塑性变形第26页，共28页，2023年，2月20日，星期三应力状态的影响第三章金属材料的塑性变形挤压时金属应力状态拉拔时金属应力状态第27页，共28页，2023年，2月20日，星期三本章小结

锻造、轧制、挤压、冲压等都是塑性变形。这些塑性变形的目的不仅是