第二章金属的塑性变形与再结晶

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1、金属的实际结构和晶体缺陷金属的实际结构?晶体缺陷?纯金属结晶的条件纯金属的结晶过程晶核的形成方式晶核的长大方式晶粒大小及其影响因素影响晶粒细化的因素？影响晶粒大小的因素?控制晶粒大小的方法?金属铸锭的组织复习1金属材料通过冶炼、获得铸锭，铸锭中存在各种各样的缺陷粗大晶粒区，组织疏松，杂质偏析，气孔、裂纹等。第二章金属的塑性变形与再结晶—压力加工解决方法：2（1）消除铸锭中的缺陷便于使用（2）获得规定形状和尺寸的零件和产品（3）改变钢的组织和性能目的：金属材料在外力作用下发生的一种塑性变形过程。（工业生产上

2、将钢锭锻造、挤压、轧制、拉拔成各种型钢、钢板、钢管或者钢丝等规定尺寸和形状的零件和产品的过程。）压力加工3了解塑性变形的本质与塑性变形及加热时组织的变化，有助于发挥金属的性能潜力，正确确定加工工艺。5万吨水压机随后的加热↑压力加工↑性能得到改善↑塑性变形↑性能变坏↑组织发生↑4第二章金属的塑性变形与再结晶教学目的：材料在外力作用下会发生变形，这种变形通常包括弹性变形与塑性变形两种，塑性变形是金属材料的一种重要加工成形方法，而且更为重要的是塑性变形还可改变材料内部组织与结构并影响其宏观性能。本章重点：1、金

3、属塑性变形及其特点2、塑性变形对金属组织与性能的影响3、回复与再结晶本章难点：塑性变形对金属组织与性能的影响5第一节金属的塑性变形单晶体金属的塑性变形多晶体金属的塑性变形6一、单晶体金属的塑性变形外力在晶面上的分解切应力作用下的变形锌单晶的拉伸照片7外力在晶面上的分解一、单晶体金属的塑性变形引起弹性变形及机理断裂：引起金属晶体产生塑性变形：正应力切应力8一、单晶体金属的塑性变形塑性变形的形式：滑移和孪生。金属常以滑移方式发生塑性变形。9㈠滑移滑移是指晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于另一部分发生滑动位移

4、的现象。金属常以滑移方式发生塑性变形。101、滑移变形的特点：⑴滑移只能在切应力的作用下发生。产生滑移的最小切应力称临界切应力.11⑵滑移常沿晶体中原子密度最大的晶面和晶向发生。因原子密度最大的晶面和晶向之间原子间距最大，结合力最弱，产生滑移所需切应力最小。沿其发生滑移的晶面和晶向分别叫做滑移面和滑移方向。通常是晶体中的密排面和密排方向。12一个滑移面和其上的一个滑移方向构成一个滑移系。体心立方晶格面心立方晶格密排六方晶格{110}{111}{110}{111}晶格滑移面滑移方向滑移系三种典型金属晶格的滑

5、移系13滑移系越多，金属发生滑移的可能性越大，塑性也越好，其中滑移方向对塑性的贡献比滑移面更大。因而金属的塑性，面心立方晶格好于体心立方晶格,体心立方晶格好于密排六方晶格。14⑶滑移时，晶体两部分的相对位移量是原子间距的整数倍。滑移的结果在晶体表面形成台阶，称滑移线，若干条滑移线组成一个滑移带。铜拉伸试样表面滑移带15⑷滑移的同时伴随着晶体的转动转动有两种：滑移面向外力轴方向转动滑移面上滑移方向向最大切应力方向转动。16转动的原因：晶体滑移后使正应力分量和切应力分量组成了力偶.A0’nn’Sb

6、mm’b’S’最大切应力方向滑移方向滑移面17切应力作用下的变形和滑移面向外力方向的转动18图4-5滑移时晶体转动示意图192、滑移的机理把滑移设想为刚性整体滑动所需的理论临界切应力值比实际测量临界切应力值大3～4个数量级。滑移是晶体内部位错在切应力作用下运动的结果。滑移不是刚性滑动，而是位错运动的结果。例如:对铜，按刚性整体滑动计算出的临界切应力为1540MN/m2，而其实际测定值仅为1.0MN/m2。20晶体通过位错运动产生滑移时，只在位错中心的少数原子发生移动，它们移动的距离远小于一个原子间

7、距，因而所需临界切应力小。图2-5晶体中通过位错运动而造成滑移的示意图21滑移的原因：内因：滑移面上的位错运动，而不是刚性滑移外因：切应力的作用22晶体塑性变形的基本方式:晶体滑移并不是在切应力作用下，一部分相对于另一部分沿一定晶面和晶向发生相对的整体移动。滑移和孪生位错运动塑性变形最主要的方式:滑移滑移的实质是:23多晶体由许多晶粒组成，各个晶粒位向不同，且存在许多晶界，变形复杂。二、多晶体金属的塑性变形24二、多晶体金属的塑性变形双晶粒试样的拉伸实验表明，晶界处较粗，这说明晶界的变形抗力大，变形较小。

8、25Cu-4.5Al合金晶界的位错塞积261、晶界的影响晶界处原子排列紊乱，杂质原子较多，增大了其晶格的畸变，因而在该处滑移时位错运动受到的阻力较大，难以发生变形，具有较高的塑性变形抗力。㈠晶界及晶粒位向的影响272、晶粒位向的影响由于各相邻晶粒位向不同，当一个晶粒发生塑性变形时，为了保持金属的连续性，周围的晶粒若不发生塑性变形，则必以弹性变形来与之协调。这种弹性变形便成为塑性变形晶粒的变形阻力。由于晶粒间的这种相互约束，使得