金属材料与热处理 电子教案模块五.doc

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1、模块五金属的塑性变形与再结晶第一讲：金属的塑性变形课题：1.单晶体的塑性变形2.多晶体的塑性变形3.合金的塑性变形4.塑性变形对组织和性能的影响教学目标：1.使学生掌握单晶体塑性变形的基本方式及其特点。2.熟悉多晶体和合金的塑性变形特点。3.掌握塑性变形对组织和性能的影响。教学重点：单晶体塑性变形的基本方式及其特点。教学方法：利用多媒体课件和网络资源，使学生对塑性变形的基本方式和特点得到理解与掌握。教学内容：1.单晶体的塑性变形1）滑移指在切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿一定晶面（滑移面）发生相对的滑动。图5-1单晶体滑移示意图2）孪生指在切图5-2单晶体在切应力作用

2、下的变形应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿一定晶面（孪生面）何晶向（孪生方向）产生剪切变形（切变）。产生切变的部分称为孪晶界。孪生面两侧晶体形成了晶面对称关系（镜面即孪生面）。图5-3孪生示意图图5-4不同位向晶粒的滑移次序2.多晶体的塑性变形其特点：1）不均匀的塑性变形过程2）晶粒间位向差阻碍滑移3）晶界阻碍滑移3.合金的塑性变形其特点：1）单相固溶体的塑性变形—塑性变形抗力比纯金属大2）多相合金的塑性变形4．塑性变形对组织和性能的影响1）塑性变形对组织结构的影响a晶粒被拉长b形成亚结构c形成变形织构（择优取向）图5-5变形前后晶粒形状的变化图5-6金属经变形后的亚组织

3、图5-7因变形织构所造成的“制耳”2）塑性变形引起金属性能的变化图5-8低碳钢冷轧变形度对力学性能的影响3）塑性变形产生内应力思考题：1．多相合金塑性变形时，第二相的性质、形状、大小和分布对塑性变形有何影响？2．塑性变形时，金属组织有何变化？第二讲：冷变形金属在加热时的变化及金属的热变形加工课题：1.冷变形金属在加热时的变化2.金属的热变形加工教学目标：1.使学生掌握冷变形金属在加热时的组织、性能的变化情况。2.熟悉金属的热变形加工。教学重点：冷变形金属在加热时的组织、性能的变化教学方法：利用多媒体课件和网络资源，使学生对冷变形金属在加热时的组织和性能变化得到理解和掌握，熟悉金

4、属的热变形加工工艺。教学内容：1.冷变形金属在加热时的变化1）回复概念：加热温度约为0.25~0.3T熔，原子活动能力较弱，只能回复到平衡位置，冷变形金属的显微组织没有明显变化，力学性能变化也不大，但残留应力显著降低，其物理和化学性能也基本恢复到变形前的情况，这一阶段为回复或恢复。特点：加热温度低；组织、性能没有明显变化；应力显著下降。应用：消除残留应力—去应力退火2）再结晶概念：继续加热，原子活动能力增大，金属显微组织发生明显变化，破碎的、被拉长或被压扁的晶粒变成均匀细小的等轴晶粒，称为再结晶。再结晶过程：是一个形核和核长大过程，已破碎的晶块为晶核。再结晶温度：纯金属---T

5、再=0.35~0.4T熔再结晶特点：组织、性能发生明显变化，恢复到变形前的状态；在结晶过程仍然是一个形核和核长大过程；再结晶温度的高低受到变形程度、加热时间、化学成分、组织粗细等因素的影响。应用：再结晶退火---消除冷变形金属产生的加工硬化，提高塑性。3）晶粒长大晶粒长大过程：再结晶后得到均匀细小无畸变的等轴晶粒，继续升温或保温时互相吞并并长大。自发过程，使晶界减少，界面能降低，组织变得更为稳定。再结晶后晶粒大小的影响因素：加热温度的影响；预先冷变形度的影响。图5-10金属再结晶后的晶粒度与预先冷变形度的关系图5-9冷变形金属在加热时组织和性能的变化2.金属的热变形加工1）热变

6、形加工的概念及特点2）热变形加工对组织和性能的影响使金属组织致密—铸造缺陷（缩孔、疏松、气泡等压实或焊合）消失；使晶粒细化，夹杂物破碎—细化晶粒，力学性能提高；形成纤维组织—纵向和横向力学性能不同，沿纤维方向具有较高的强度和塑性，而在垂直于纤维伸展的方向上性能低劣；形成带状组织—使钢力学性能呈各向异性，并降低塑性和韧性。图5-11曲轴的纤维组织流线外形连续分布思考题：回复和再结晶各有何特点？影响再结晶后晶粒大小的因素有哪些？