金属的塑性变形与再结晶 机械工程材料课件.ppt

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1、第三章金属的塑性变形PlasticDeformationoftheMetals第一节单晶体金属的塑性变形一、塑性变形的基本形式：滑移变形、孪晶变形二、单晶体的滑移变形（1）以锌单晶体（c.p.h）单向拉伸为例（2）晶体的滑移一般发生在特定的晶面和晶向上（3）晶体滑移的机理滑移变形PlasticDeformationCausedbySlipping单晶体弹性变形塑性变形τ→滑移带示意图SlipBandSlipLine孪晶变形示意图孪晶变形：晶体的一部分相对于另一部分沿一定晶面产生一定角度的剪切。锌单晶体的滑移正应力只引起弹性变形；切应力引起晶面间的滑移；滑移同时伴随着晶体的转动；宏观

2、上表现为塑性变形。στp特定的晶面：称滑移面，是点阵中原子排列最密的面。特定的晶向：称滑移方向，是滑移面上原子排列最紧密的方向。图3-6滑移面与滑移方向示意图滑移系的概念：一个滑移面和一个滑移方向构成一个滑移系；三种典型金属晶格的滑移系晶格b.c.cf.c.cc.p.h滑移面641滑移方向233简图滑移系6×2=124×3=121×3=3晶体滑移的机理Themechanismofthecrystalslip按晶体上下同时移动，所需的切应力τ临计要比实际的切应力τ临实大几百～几千倍；金属的滑移是通过位错的运动实现的。第二节　多晶体的塑性变形PlasticDeformationofP

3、oly-crystal（一）晶界和晶粒位向的影响晶粒越细，晶界越多，故细晶粒变形抗力大；位错不能通过晶界处，产生塞积，能量升高；晶粒位向不同，任一晶粒滑移，都将受到周围晶粒的阻碍，导致变形抗力增加。晶界和晶粒位向的影响（2）211、单晶体2、多晶体锌的拉伸曲线两个晶粒的试样，拉伸时的变形晶界和晶粒位向的影响（1）屈服强度与晶粒大小的关系式：d—晶粒直径K—比例系数（二）多晶体的塑性变形过程塑性变形分批进行，有利位向的晶粒塑性变形先进行；晶粒变形的过程中，晶粒要发生转动，原来位向不利的晶粒，转动至有利位向后，也发生塑性变形。Poly-crystal位向1位向2（三）塑性变形对金属组织

4、和性能的影响Theeffectofplasticdeformationonthestructuresandpropertiesofthemetal1、形成纤维组织FormingFibreStructure2、产生加工硬化ProducingWorkHardening晶粒被拉长（或压扁），晶粒破碎成亚晶粒，内部位错密度增加，晶格严重畸变，金属变形阻力上升；金属的强度和硬度显著提高，塑性和韧性明显下降。3、变形织构TextureofDeformation塑性变形后形成纤维组织等轴晶杂质变形金属轧制塑性变形引起的组织变化晶粒内的划移带晶粒被拉长纯铜的冷加工硬化现象变形织构定义：在大变形量的

5、条件下，金属中各晶粒的某一位向都趋于转向外力方向。织构示意图冷冲压的制耳现象第三节变形后金属的加热变化金属经塑性变形→产生加工硬化→内能↑，组织不稳定→加热→回复→加热温度升高→再结晶→金属的性能、组织发生变化SectionThreeChangesoftheDeformedMetals’StructuresandPropertiesWhenheated一、回复Restoration二、再结晶Recrystallization变形金属的再结晶再结晶温度影响再结晶晶粒度的因素—加热温度，变形度三、晶粒长大GrowingofCrystalGrain一、回复Restoration在较低温

6、度下加热（TT再）加热→将会发生：组织变化：重新结晶（晶格类型不变），形成新的等轴晶；力学性能变化：强度、硬度下降，塑性韧性提高，残余应力基本消除，恢复到变形前的状态Recrystallization(2)回复再结晶Recrystallization2）再结晶温度定义：经大变形

7、度（70～80%）的变形后，在规定时间内能完成再结晶的最低温度。计算公式（对纯金属）：T再=0.4T熔（T—K氏温度）表3-2几种纯金属的再结晶温度与退火温度金属熔点（℃）T再（℃）退火T（℃）Fe1535450600～700Cu1083269400～450Al660100250～3003）影响再结晶晶粒度的因素加热温度HeatingTemperature加热温度越高、保温时间越长→晶粒越粗大变形度的影响EffectofDeformationDegree临界变形度——