汽车工程材料作者周超梅第二章金属的塑性变形与再结晶

《汽车工程材料作者周超梅第二章金属的塑性变形与再结晶》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第2章金属的塑性变形与再结晶第2章金属的塑性变形与再结晶第一节金属的塑性变形第二节冷塑性变形对金属组织与性能的影响第三节冷变形金属在加热时组织与性能的变化第一节金属的塑性变形a）轧制b）挤压c）冷拔d）锻造e）冷冲压塑性变形的特点是金属材料在外力的作用下，按一定设计要求发生永久性变形,同时在外力的作用下，金属的内部组织和性能也得到一定的改善O作用在晶体内一定的晶面上的外力F可分解为正应力oN和切应力tN,正应力的作用只能使晶体产生弹性变形，而不能产生塑性变形。只有在切应力的作用下金属晶祜才能产生塑性麦

2、形。涓移面IaI

3、即IC>aC=a正应力作用下晶体变形示意图h—*$——►S―►可—In可A金属塑性变形的主要方式是滑移。A单晶体在切应力tN的作用下，晶体的一部分沿一定的晶而上的晶向，相对另一部分发生滑动，产生滑动的现象称为滑移。＞能够产生滑移的晶面称为滑移面。A能够产生滑移的晶向称为滑移方向。锌单晶体滑移变形示意图a）拉伸b）压缩晶粒位向对变形的影响:晶界对变形的影响:变形前变形后晶粒大小的影响：晶粒的数目越多，晶粒就越细小。第二节冷塑性变形对金属组织与性能的影响一、金属组织和结构的变化晶粒变形：

4、金属在外力作用下产生塑性变形，同时，内部晶粒的形状也发生变化，通常是晶粒沿变形方向被拉长或压扁。a)变形前b)变形后亚结构的形成:在金属少量变形时，位错的分布尚均匀,当变形量增大时，由于位错运动和相互牵制作用，有的晶粒内部破碎成许多位向差小于1。的小晶块称为亚晶粒,产生形变织构：在多晶体金属变形量大于70%时，原来位向不同的各个晶粒的取向会大致趋于一致，这种现象称为择优取向，形成的有序化结构称为形变织构。这种结构称为亚结构。丝织构i板织构形变织构示意图各向异性导致的铜板“制耳”＞随冷塑性变形量增加，金

5、属的强度、硬度提高，塑性二、冷塑性变形引起的残余内应力A宏观内应力（第一类内应力）:金属在塑性变形时,由于各部分变形不均匀，使整个工件或在较大的宏观范围内（如表层或心部）产生的应力称宏观内应力。A引起工件开裂。二、冷塑性变形引起的残余内应力A微观内应力（第二类内应力）:金属在塑性变形后,由于晶粒间或晶粒内各亚晶粒之间因变形不均匀而形成的微观内应力。A使金属产生晶间腐蚀，甚至会使工件在不大的外力下产生微裂纹或断裂。二、冷塑性变形引起的残余内应力＞晶格畸变应力（第三类内应力）:冷塑性变形后，晶体内产生大量

6、的位错和空位等晶体缺陷,使晶体中一部分原子偏离其平衡位置而产生晶格畸变，由晶格畸变产生的内应力称晶格畸变应力。A使金属的强度、硬度升高，塑性和抗腐蚀性能下第三节冷变形金属在加热时组织与性能的变化u金属冷塑性变形后，产生了加工硬化现象，为了恢复和改善金属的物理、化学和力学性能，对金属进行加热，随着加热温度的提高，金属原子活动能力的增强就会发生一系列组织与性能的变化，使金属恢复到变形前的稳定状态，这种变化可分为回复、再结晶及晶粒长大三个阶段。广回复丁L晶粒长大100200300400500600700退火

7、温度C工业上，常利用回复现象将冷变形金属低温加热，既稳变形金増在不闻加热ai度时晶粒大小和性能的变化示拿图•、回复在回复阶段，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。定组织又保留加工硬化，这种热处理芳廳捺去血力退火O・、再结晶当冷塑性变形后的金属加热到比回复阶段更高的温度后，由于原子活动能力的增强，使被拉长成纤维状或破碎的晶粒全部转变成均匀而细小的等轴晶粒，这个过程称为再结晶。700A变形度愈大，金属畸变能愈再结晶温度就越低。电解0;（99.956）纯铝（9

8、9%）一・■600300200Q500<400020406080100变形量〔％）金属再结晶温度与变形量的关系A再结晶温度为冷塑性变形金属开始产生再结晶现象的最低G温度，用T再表示。A当变形量达到一定值后，再结晶温度就趋于某一恒定值，称为最低再结晶温度。晶粒长大A再结晶过程完成后，得到的是无畸变、细小的等轴晶粒，如果再继续升高温度或延长保温时间，晶粒之间就会相互吞并而长大。A晶粒长大是一个自发进行的过程。晶粒长大示意图晶粒大小直接影响金属的力学性能，晶粒越小,金属材料的强度、塑性和韧性越好。因此生产上

9、要严格控制再结晶后的晶粒度。A加热温度的影响：加热温度越高，保温时间越长,原子扩散能力愈强，则晶界愈易迁移，晶粒长大也愈快，尤其是加热温度的影响更为明显。A再结晶退火温度对晶粒度的影响＞变形程度的影响：当变形度很小时，晶格畸变很少,不足以引发再结晶，所以晶粒形状数量不变。的晶粒细而均匀。临界变形度预先变形程度再结晶退火后的晶粒度与预先变形程度的关系＞当变形度超过临界变形度后,随着变形度的增加，晶格畸变愈加严重，再结晶晶核数量逐渐增多，因此再结晶后第四节金