金属塑性成形原理_第14讲 塑性影响因素.ppt

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1、金属塑性变形理论Theoryofmetalplasticdeformation第十四讲LessonFourteen塑性影响因素2021/7/212第七章金属的塑性主要内容MainContent塑性的概念及塑性指标影响塑性的主要因素超塑性现象2021/7/2137.2影响塑性的主要因素金属的化学成分及组织变形的温度—速度条件变形的力学条件其它因素2021/7/2147.2.2变形的温度—速度条件变形温度和变形速度皆为决定金属塑性大小的重要因素。变形过程中金属的硬化和软化同时存在，所以在研究对塑性的影响时应对变形温度和变形速度进行综合考虑。但在分析此问题时，为突出其各自的作用，往往将

2、此二因素加以分别讨论。2021/7/215通常随着轧制温度的升高，金属的塑性增加变形过程中所产生的破坏和缺陷得到恢复变形温度升高原子热运动的能量增加出现新的滑移系统非晶机构、溶解机构的参与有利于软化过程的发展2021/7/216变形温度对碳钢的塑性的影响2021/7/217四低三高Ⅰ区：在此区域内金属的塑性极低，到-200℃时塑性几乎完全消失，这大概是由于原子热运动能力极低的缘故。Ⅱ区：位于200-400℃的范围内，此区域为蓝脆区。由于时效的原因，柯氏气团钉扎住位错，位错运动受阻，使得塑性降低。2021/7/218Ⅲ区：800-950℃。此区域的出现与相变有关。在相变时由于铁素体

3、和奥氏体的共存，使金属产生不均匀的变形，塑性降低。也有人认为，此区域的出现与硫的影响有关，并称此区域为红脆(热脆)区。Ⅳ区：因此区域的温度过高，使金属的温度接近熔化温度，可能产生过热或过烧的现象，使晶间强度减弱，塑性大为降低。2021/7/2191区：位于l00-200℃范围内，其塑性的逐渐增加，是由于原子热振动增加的缘故。2区：位于700-800℃的范围，由于再结晶和扩散过程的发生，使金属的塑性升高。3区：位于950-1250℃的范围，在此区域内金属具有均匀的奥氏体组织，产生充分的软化效应。2021/7/21102021/7/21112021/7/2112一般随着变形速度的提高

4、，塑性是下降的(a)(b)2021/7/2113图(a)是反映金属在某温度条件下，即使以非常小的变形速度进行变形时，金属也会发生完全加工硬化。因此，这种曲线是此变形温度所特有的一种曲线，从中看出，塑性随变形速度的升高而降低。2021/7/2114图(b)中的曲线也是某温度所特有的。在此温度下，金属以非常小的变形速度进行变形时，在其晶粒边界上可能有粘性流动出现，并通常会引起脆性的晶间破坏。这就说明，在非常低的变形速度下，金属的塑性是降低的。随着变形速度的升高，晶粒边界上的粘性流动消失，这时变形抗力升高和另一种变形机理(滑移)开始作用，结果使塑性升高。当再继续提高变形速度时，塑性又开

5、始下降。这是因为，随着变形速度的增加，变形抗力升高，结果使变形抗力达到了相应于更小的变形程度下的断裂抗力之值。2021/7/2115在某些情况下，还要增加变形速度时，塑性又开始提高。这是因为在很大的变形速度下，热效应开始作用，使变形物体的温度升高和变形抗力下降。当变形速度非常高时，热效应可能达到这样大的作用，以致把金属加热到出现液相或大大降低其晶间物质的强度。因此，在非常高的变形速度下，随着变形速度的增加，金属的塑性急剧下降。2021/7/2116铝合金冷挤压时因热效应所增加的温度合金号挤压系数挤压速度（毫米/秒）金属温度℃L411150158~195LD211~16150294

6、~315LY1111~16150340~350LY1131653082021/7/2117变形温度－变形速度的联合作用低温塑性变形（冷变形）金属于室温，甚至直至开始再结晶温度(对纯金属为0.3—0.4TM，对合金为＞0.5TM，TM为熔点的绝对温度)条件下变形，当变形速度为10-3－10-4秒-1时，其塑性变形机构为滑移。对许多体心立方金属来讲，在此温度区域内存在有脆性转变温度。降低变形温度和提高变形速度时，滑移系统的数目减少，使滑移的作用减小，孪生变形的作用增大，结果导致金属的塑性大为下降。六方晶格金属也有类似的现象，但对面心立方金属来讲，甚至在更低的温度下变形金属也不会变脆。

7、2021/7/2118在脆性转变温度区间，应以低变形速度为佳。若变形金属的冷脆点在室温附近时，低速变形可使冷脆点向更低的方向移动。若冷脆点高于室温时，则增加变形速度为宜。此时增加道次压下率能促使金属的塑性升高，这是因为热效应使变形金属温度升高的缘故。例如，在高速轧机上轧制变压器钢时，增大压下量可使轧件温度升高到100－300℃，使钢超越了冷脆点(在高速变形下低于100℃)。2021/7/2119中温塑性变形（温变形）温变形温度区间的上限是开始再结晶温度。此时基本的塑性变形机构为晶