第八章 塑性变形对金属组织性能的影响ppt课件.ppt

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1、第八章塑性变形对金属组织性能的影响塑性变形过程及其所处条件而引起的组织结构的改变，主要表现为改变晶粒的尺寸和形状，变成变形组织主要取决于变形的类型、变形程度和变形力学图式。第一节冷热变形的概念一、热变形的概念所谓热变形（又称热加工）是指变形金属在完全再结晶条件下进行的塑性变形。一般在热变形时金属所处温度范围是其熔点绝对温度的0.75~0.95倍，在变形过程中，同时产生软化与硬化，且软化进行的很充分，变形后的产品无硬化的痕迹。确定热变形的温度范围,需有该合金的相图,塑性图,变形抗力随温度而变化的曲线图6

2、-12确定热变形温度的必需资料（a）相图；（b）塑性图（HPb59-1）图6-13各种有色金属、合金加热温度对强度极限的影响铜镍合金；2—镍；3—锡青铜QSn7—0.4；4—LY11；5—铜；6—锰铜；7—锌；8—铅；9—H68；10—H62；11—H59；12—LY12；13—MB5；14—铝根据合金相图及塑性图，可这样来选择热变形温度范围：（1）温度的上限，大致取该合金熔点绝对温度（Tm）的0.95倍，即应比液相线低50℃左右。（2）温度的下限，是要求保证在变形的过程中再结晶能充分迅速地进行，并且

3、整个变形过程是在单相系统内完成。再结晶后,晶粒的大小与温度的高低、在该温度下停留时间的长短以及预先的变形程度有关。二、冷变形变形温度低于回复温度，在变形中只有加工硬化作用而无回复与再结晶现象，通常把这种变形称为冷变形或冷加工。冷变形时金属的变形抗力较高，且随着所承受的变形程度的增加而持续上升，金属的塑性则随着变形程度的增加而逐渐下降，表现出明显的硬化现象。尽管冷变形增加了变形时能量的消耗、中间退火次数及随之引起的其他辅助工作，但冷变形仍是制造许多材料的重要手段，特别是薄板和细丝生产。冷变形的优点是制品

4、表面光洁、尺寸精确、形状规整；其次，可以得出具有任意硬化程度和软化程度的产品，以满足工业对材料的不同要求，而这是热变形很难实现的。顺便指出用退火工作来进行对硬化材料的部分软化以制取半硬,3/4硬等制品时，因为再结晶过程进行很快，受炉温的波动很敏感，不如用冷变形以控制变形程度严格（特别是那些不可热处理强化的金属和合金）。三、温变形温变形是将金属加热到室温以上，再结晶开始温度以下的变形过程。温变形对那些在变形过程中硬化敏感的合金，具有特别重要的实际意义，另外，温变形时可以减少材料加工过程中的中间退火次数，

5、因而可以显著的提高生产效率。第二节热变形对金属组织性能的影响一、热变形时金属组织与性能的变化1、热变形对铸态组织的改造一般来说，金属在高温下塑性高、抗力小，加之原子扩散过程加剧，伴随有完全再结晶时，更有利于组织的改善。故热变形多作为铸态组织初次加工的方法。热变形能最有效地改变金属和合金的铸锭组织，可以使铸态组织发生下述有利变化。（1）一般热变形是通过多道次的反复变形来完成。（2）由于应力状态中静水压力分量的作用，可使锭中存在的气泡焊合，缩孔压实，疏松压密，变为较致密的结构。（3）由于高温下原子热运动能

6、力加强，在应力作用下，借助原子的自扩散和互扩散，可使铸锭中化学成分的不均匀性相对减少。上述三方面综合作用的结果，可使铸态组织改造成变形组织（或加工组织），它比铸锭有较高的密度、均匀细小的等轴晶粒及比较均匀的化学成分，因而塑性和抗力的指标都明显提高。2、热变形制品晶粒度的控制在热变形过程中，为了保证产品性能及使用条件对热加工制品晶粒尺寸的要求，控制热变形产品的晶粒度是很重要的。热变形后制品晶粒度的大小，取决于变形程度和变形温度（主要是加工终了温度）。第二类再结晶全图，是描述晶粒大小与变形程度及变形温度之

7、间关系的。如图6-14所示。根据这种图即可确定为了获得均匀的组织和一定尺寸晶粒时，所需要保持的加工终了温度及应施加的变形程度。图6-14第二类再结晶全图（LY2）（a）在压力机上压缩（b）在锻锤下压缩03、热变形时的纤维组织金属内部所含有的杂质、第二相和各种缺陷，在热变形过程中，将沿着最大主变形方向被拉长、拉细而形成纤维组织或带状结构。这些带状结构是一系列平行的条纹，也称为流线。纤维组织一般只能在变形时通过不断地改变变形的方向来避免，很难用退火的方法去消除。当夹杂物（或晶间夹杂层）数量不多时，可用长时

8、高温退火的方法，依靠成分地均匀化，和组织不均匀处的消失以去除。在个别情况下，当这些晶间夹杂物能溶解或凝聚时，纤维组织也可以被消除。（1）在平行于纤维组织的方向上：材料的抗拉强度提高（2）在垂直于纤维组织的方向上：材料的抗剪强度提高金属中的空穴（包括凝固时的缩孔和气眼等），在变形时也会被拉长，当变形量很大、温度足够高时，这些孔穴可能被压紧、焊合，如果变形量不够大，这些孔穴就形成了头发状的裂纹称为“发裂”。显著的纤维组织也能引起分层，使变形金属得到层状或板状