2017年首钢杯轧钢工培训(金属学)-4塑性变形与再结晶

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1、金属的塑性变形与再结晶第四讲金属的塑性变形与再结晶§4-1金属的塑性变形§4-2回复与再结晶首钢技师学院回主页回目录学习指导学习重点：知道单晶体和多晶体的塑性变形概念；知道再结晶的基本概念，再结晶过程和对金属材料性能的影响。知道冷、热变形对金属组织和性能的影响。学习难点：单晶体和多晶体的塑性变形概念，再结晶的基本概念和再结晶过程对金属材料性能的影响。首钢技师学院回主页回目录§4-1金属的塑性变形一、金属单晶体的塑性变形二、金属多晶体的塑性变形三、金属材料的冷塑性变形与加工硬化首钢技师学院回主页回目录一、

2、金属单晶体的塑性变形1、单晶体受力分析2、金属变形的过程3、单晶体的塑性变形方式4、断裂首钢技师学院回主页回目录1、单晶体受力分析：单晶体受力F，可分解成垂直于晶面的正应力σN和平行于晶面的切应力τ；正应力只能导致金属材料断裂；切应力才能使金属材料产生塑性变形。首钢技师学院回主页回目录ZYXσ1σ2σ3σNτxτz2、金属变形的过程具有一定塑性的金属材料受到外力的作用发生变形直至破坏的过程可以分成三个阶段：弹性变形阶段、塑性变形阶段和断裂。塑性变形弹性变形首钢技师学院回主页回目录3、单晶体的塑性变形方式

3、一般认为，金属的塑性变形是以滑移和孪生的方式进行。滑移－在切应力的作用下，晶体的一部分沿着一定的晶面和晶向相对于另一部分发生位移的现象。首钢技师学院回主页回目录滑移位错未变形弹性变形弹塑性变形塑性变形孪生－在切应力的作用下，晶体的一部分以一定的晶面为对称面与晶体的另一部分发生了均匀的切变。首钢技师学院回主页回目录4、断裂金属的断裂分为脆性断裂和延性断裂两类。断裂方式脆性断裂－当正应力σN大于原子间的平衡力时，晶体断裂，称为脆断。延性断裂－当切应力很大时，晶体在产生一定的塑性变形后，也将被切断破坏，称为延

4、性断裂。首钢技师学院回主页回目录σσττ脆性断裂示意图σσσσσσ首钢技师学院回主页回目录延性断裂示意图ττττττ首钢技师学院回主页回目录二、金属多晶体的塑性变形1、晶界及晶粒位向的影响⑴晶界抵抗塑性变形的能力较大。⑵多晶体中，由于各个晶粒的位向不同，若某一晶粒要发生滑移，必然要克服相邻晶粒的阻力之后才能发生滑移。晶粒越细，晶界面积及不同位向晶粒越多，金属的塑性变形抗力就大，强度和硬度越高。晶粒越细可能发生滑移的晶粒越多，变形可以分散在更多的晶粒内进行，故塑性、韧性越大。首钢技师学院回主页回目录2、多

5、晶体的塑性变形过程软位向：凡滑移面和滑移方向位于或接近于与外力成45°方位的晶粒将首先发生滑移变形，这些位向称为软位向。首钢技师学院回主页回目录PP软位向硬位向：凡滑移面和滑移方向位于或接近于与外力平行或成90°方位（垂直）的晶粒将很难发生滑移变形，这些位向称为硬位向。首钢技师学院回主页回目录PP硬位向三、金属材料的冷塑性变形与加工硬化1、冷塑性变形对金属组织的影响2、冷塑性变形对金属性能的影响首钢技师学院回主页回目录1、冷塑性变形对金属组织的影响⑴改变金属显微组织金属的晶粒形状由原先的等轴晶粒逐渐改变

6、为沿变形方向伸长的晶粒，强烈变形后的组织称为纤维组织。⑵亚结构细化产生大量的晶内亚结构（亚晶）。首钢技师学院回主页回目录等轴晶粒伸长的晶粒亚晶⑶产生形变织构金属本身是由许多杂乱分布的晶粒相互不规则地嵌合所组成，变形时各个晶粒通过沿一定晶面和晶向的滑移和转动，晶粒取向就与金属延伸方向呈一定关系，使各晶粒位向（即晶面和晶向）趋于一致，这种组织叫形变织构。首钢技师学院回主页回目录①丝织构在拉拔和挤压条件下形成的织构称为丝织构。各个晶粒有一个共同晶向相互平行，并与拉伸轴线一致，以此晶向来表示丝织构，如：面心立方

7、晶格（金、银、铜等）的丝织构为［111］和［100］；体心立方晶格（α-Fe、钨、钼等）的丝织构为［110］。首钢技师学院回主页回目录YXZ［110］［111］YXZ［100］②板织构在轧制条件下形成的织构称为板织构。由于晶面与轧制面平行，晶向与轧制方向一致，因此，板织构用晶面与晶向共同来表示。如：体心立方晶格金属的（100）晶面∥轧制面，［011］晶向∥轧制方向，由此构成的板织构则表示为（100）［011］。首钢技师学院回主页回目录YXZ［011］（100）2、冷塑性变形对金属性能的影响⑴产生加工硬化

8、加工硬化是指金属随着冷塑性变形程度的增加，强度和硬度逐渐升高，塑性和韧性逐渐降低的现象。⑵产生各向异性产生纤维组织后，顺其变形方向的强度和塑性远高于垂直于变形方向。⑶对物理化学性能的影响降低金属的导电性和导热性；降低磁性材料的导磁性能；降低抗腐蚀性能。首钢技师学院回主页回目录§4-2回复与再结晶一、回复与再结晶二、热加工变形对组织与性能的影响首钢技师学院回主页回目录一、回复与再结晶1、回复2、再结晶3、晶粒的长大4、影响再结晶温度的因素首钢