金属的塑性加工(2)ppt培训课件

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1、塑性变形及随后的加热对金属材料组织和性能有显著的影响.了解塑性变形的本质,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.第三节金属的塑性加工一、金属的塑性变形单晶体受力后，外力在任何晶面上都可分解为正应力和切应力。正应力只能引起弹性变形及解理断裂。只有在切应力的作用下金属晶体才能产生塑性变形。(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1.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的现象。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。滑移变形

2、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.⑵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。一个滑移面和其上的一个滑移方向构成一个滑移系。⑶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⑷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和滑移面上滑移方

3、向向最大切应力方向转动。㈡孪生孪生是指晶体的一部分沿一定晶面和晶向相对于另一部分所发生的切变。发生切变的部分称孪生带或孪晶，沿其发生孪生的晶面称孪生面。孪生的结果使孪生面两侧的晶体呈镜面对称。与滑移相比：孪生使晶格位向发生改变；所需切应力比滑移大得多,变形速度极快,接近声速;孪生时相邻原子面的相对位移量小于一个原子间距.(二)、多晶体金属的塑性变形1.不均匀的塑性变形过程单个晶粒变形与单晶体相似,多晶体变形比单晶体复杂。2、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

4、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，使得多晶体金属的塑性变形抗力提高。Cu-4.5Al合金晶界的位错塞积3.晶界阻碍位错的运动当位错运动到晶界附近时，受到晶界的阻碍而堆积起来,称位错的塞积。要使变形继续进行,则必须增加外力,从而使金属的变形抗力提高。1.塑性变形对金属组织结构的影响纤维组织形成金属发生塑性变形时，外形发生变化，其内部的晶粒也相应地被拉长或压扁。当变形量很大时，晶粒将被拉长为纤维状。（三）塑性变形对金属组织与性能的影响(3)形变织构的产生由于晶粒的转动，当塑性变形达到一定程

5、度时，会使绝大部分晶粒的某一位向与变形方向趋于一致，这种现象称织构或择优取向。各向异性导致的铜板“制耳”有无(2)亚结构形成塑性变形还使晶粒破碎为亚晶粒。（1）产生加工硬化现象随冷塑性变形量增加，金属的强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象称加工硬化。2.塑性变形对金属性能的影响（2）使金属的性能产生各向异性形变织构使金属呈现各向异性，在深冲零件时，易产生“制耳”现象，使零件边缘不齐，厚薄不匀。但织构可提高硅钢片的导磁率。(4)产生残余内应力内应力是指平衡于金属内部的应力。是由于金属受力时,内部变形不均匀而引起的。内应力分为三类：第一类内应力

6、平衡于表面与心部之间(宏观内应力)。第二类内应力平衡于晶粒之间或晶粒内不同区域之间,(微观内应力)。第三类内应力是由晶格缺陷引起的畸变应力。(3)影响金属的物理、化学性能二、塑性变形后的金属在加热时组织和性能的变化金属经冷变形后,组织处于不稳定状态,有自发恢复到稳定状态的倾向。但在常温下，原子扩散能力小,不稳定状态可长时间维持。加热可使原子扩散能力增加，金属将依次发生回复、再结晶和晶粒长大。㈠回复回复是指在加热温度较低时，由于金属中的点缺陷及位错近距离迁移而引起的晶内某些变化。如空位与其他缺陷合并、同一滑移面上的异号位错相遇合并而使缺陷数量

7、减少等。由于位错运动使其由冷塑性变形时的无序状态变为垂直分布，形成亚晶界，这一过程称多边形化。在回复阶段，金属组织变化不明显，其强度、硬度略有下降，塑性略有提高，但内应力、电阻率等显著下降。工业上，常利用回复现象将冷变形金属低温加热，既稳定组织又保留加工硬化，这种热处理方法称去应力退火。㈡再结晶1.再结晶冷变形组织在加热时重新彻底改组的过程称再结晶。铁素体变形80%670℃加热650℃加热再结晶也是一个晶核形成和长大的过程，但不是相变过程，再结晶前后新旧晶粒的晶格类型和成分完全相同。T再与ε的关系2.影响再结晶温度的因素为：金属的预先变形程

8、度：金属预先变形程度越大,再结晶温度越低。当变形度达到一定值后，再结晶温度趋于某一最低值，称最低再结晶温度。纯金属的最低再结晶温度与其熔点之间的近似关系:T再≈0.4T熔其中T再