热加工对组织性能的影响.ppt

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1、热加工对组织性能的影响一.热加工的概念凡在金属再结晶温度以上进行的塑性变形加工，统称为热塑性变形加工或简称热塑性变形，在生产上称为热加工。冷塑性变形加工产生加工硬化的同时没有再结晶发生，而热塑性变形加工是在产生加工硬化的同时进行动态的再结晶。二.热加工的特点与其它加工方法相比，热加工所具有优点是：1.能量消耗少，热变形时的金属变形抗力低。2.热加工变形时，加工硬化的同时，也存在回复或再结晶的软化过程，塑性变形容易进行。塑性、韧性好，断裂的倾向性减少。金属原子活动性提高，空洞、气泡、裂纹等缺陷易于焊合。不需要像冷加工的中间退火，简化生产工序。3.生产率提高，成本降低。4.

2、控制热加工，可改变材料的组织结构以满足一定性能要求。不足之处：1.过薄或过细的工件，散热较快，保持热加工温度困难。一般仍采用冷加工的方法。2.工件的表面不如冷加工的光洁，尺寸也不如冷加工生产的精确。3.热加工结束时，温度难于均匀一致，温度偏高处晶粒尺寸要大一些，特别是大断面更为突出。热加工后产品的组织、性能常常不如冷加工的均匀。4.热加工金属材料的强度比冷加工的低。5.某些金属材料不宜热加工。三、热加工材料的组织性能特征金属材料经过热变形后，将引起组织、性能的变化。热加工不仅改变了材料的形状，而且于其对材料组织和微观结构的影响，也使材料性能发生改变，主要体现在以下几方面

3、：1.改善铸造状态的组织缺陷铸造态材料的某些缺陷如气孔、疏松等在热变形中焊合，部分消除偏析，将粗大的铸态柱状晶和树枝晶改造成细小、均匀的等轴晶粒，改善夹杂物或脆性相的形态与分布。其结果使材料的致密性和机械性能，特别是塑性、韧性比铸态有显著提高。2．热变形形成流线，出现各向异性在热变形中，某些枝晶偏析、夹杂物、第二相等将随组织变形而伸长，沿变形方向分布，晶粒发生再结晶，形成新的等轴晶粒，而夹杂物等仍沿变形方向呈纤维状分布，叫做流线。形成流线使金属机械性能出现各向异性，沿纵向变形方向和横向变形方向性能不同，纵向具有较高的机械性能，特别是塑性和韧性。3．形成带状组织热变形后亚

4、共析钢中的铁素体和珠光体成条带状分布，称为带状组织。其形成有两种可能：一种是在两相区温度范围变形，铁素体沿奥氏体晶界析出后变形伸长，再结晶后奥氏体与铁素体变成等轴晶粒，但其分布仍呈条带状；另一种是热变形中枝晶偏析或夹杂物被拉长，当奥氏体冷却时，偏析区域(如富磷贫碳区域)首先析出铁素体且成条带状分布，随后铁素体两侧的奥氏体区再转变成珠光体，最终呈条带状的铁素体加珠光体的混合物。带状组织也使材料产生各向异性，其影响与流线类似。为防止和消除带状组织，一是不在两相区变形，二是减少夹杂元素含量，三是采用高温扩散退火，消除元素偏析。对已出现带状组织的材料，可在单相区加热正火处理，予

5、以消除或改善。钩中的纤维组织4．热变形后的组织控制热变形材料的机械性能，在相当程度上决定于材料的晶粒大小，细小晶粒的材料具有高的强韧性，因此要求热变形工艺最终获得细小的晶粒。在热变形中应控制其终止温度、最终变形量和热变形后的冷却速度。采用低的变形终止温度、大的最终变形量和快的冷却速度，可得到细小晶粒，加入微量合金元素，阻碍热变形后的静态再结晶和晶粒长大，也是细化晶粒的有效措施。谢谢大家！