Ch.10材料的变形与回复再结晶ppt课件.ppt

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1、第十章材料的变形与回复再结晶§10.1金属的弹性变形一、弹性变形的本质——原子结合力的反映二、弹性变形的主要特点1.可逆2.3.金属材料的弹性变形量很小三、弹性模量及其影响因素材料结合键强度的反映，代表原子离开平衡位置的难易程度影响因素：原子结构温度T越高，E(orG)越低变形冷加工使E(orG)下降合金元素§10.2金属的塑性变形一、塑性变形机制1.滑移在外加切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿一定晶面（滑移面）的一定方向（滑移方向）发生相对的滑动。（1）滑移现象滑移系（2）滑移系滑移过程存在一定位错宽度位错在点阵周期场中运动时受到阻力

2、（3）滑移的机理位错宽度W界面能与弹性畸变能平衡的结果。位错宽度↓，界面能↑，弹性畸变能↑位错宽度↑，越容易运动位错宽度W的计算：偏移量为1/4b时的宽度派-纳力I)本质上，的大小主要取决于位错宽度wII)w主要取决于结合键的本性和晶体结构III）公式第一次定量地指出了金属晶体中由于位错的存在，实际的可远低于理论面心立方晶体孪生变形示意图2.孪生3.扭折外力F在滑移方向上的分切应力二、单晶体的塑性变形1.施密特定律当时，解：主要确定滑移系对拉力轴的取向λ＝45℃例：若在fcc[001]上施加一69Mpa的应力，试求滑移系（111）[01]上的分

3、切应力或：τ＝σcosφcosλ＝28MpaMg晶体的屈服应力与晶体取向的关系fcc金属，拉力轴为[001]造成的多滑移2.单滑移、多滑移和交滑移FFFF压缩时晶体的转动3.晶体的转动锌的单晶体与多晶体的应力-应变曲线三、多晶体的塑性变形多晶体塑性变形的特点2.晶界的作用低碳钢的晶粒大小与屈服点的关系曲线3.霍尔-配奇（Hall-Petch）公式铜镍固溶体的力学性能与成分的关系四、合金的塑性变形1.单相合金的塑性变形铁的固溶强化与错配度的关系位错绕过第二相粒子示意图位错切过第二相粒子示意图2.复相合金的塑性变形一、显微组织和结构的变化晶粒被拉长

4、或者压扁晶粒被拉长或者压扁成为细条状组织和纤维组织，晶粒破碎成亚晶粒等轴晶粒未变形原始晶粒轻微变形的滑移线拉长或压扁的晶粒细条状组织和纤维组织§10.3冷塑性变形后金属的组织与性能变化晶粒内出现大量的滑移带，进行了孪生变形的金属还出现孪晶带二、变形织构应力→晶粒转动→择优取向→形变织构变形量↑，择优取向程度↑，织构越强板织构、丝织构→制耳（杯状物）、硅钢片三、残余应力宏观残余应力、微观残余应力、点阵畸变冷弯薄板、高强度钢丝、深冲的黄铜子弹克四、金属性能的变化1、力学性能的变化——加工硬化、冷变形强化、冷作硬化加工硬化的实质：位错运动受阻☆其他位

5、错☆晶界和亚晶界——细晶强化☆溶质原子——固溶强化☆第二相微粒——第二相强化（沉淀、弥散）☆表面膜◆其他位错对运动位错的阻碍是产生加工硬化的根本原因合金加工硬化的意义重要的强化手段有利于金属均匀变形——拉钢丝、冲压成型零件提高使用安全性不利影响：增加变形难度屈强比增加，载荷控制要求严格，生存操作困难塑性、韧性大大降低——脆2、物理和化学性能的变化电阻率增加电阻温度系数下降导磁率、热导率下降磁滞损耗及矫顽力增加腐蚀速度加快§10.4冷塑性变形金属的回复再结晶冷变形金属加热时某些性能的变化亚组织在加热时的变化高温回复时的多边化示意图一、冷变形金属的

6、回复1、特点强度、硬度、结构基本不变，加工硬化基本保留；没有孕育期，随着退火的开始进行，发生软化不能使金属性能恢复到冷变形前的水平2、机制一般认为是点缺陷和位错在退火过程中发生转动，从而改变了它们的组态和分布3、作用主要用作去应力退火，使冷加工金属在基本保留加工硬化的状态下降低其内应力，以稳定和改善性能，减少变形和开裂，提高耐蚀性。具有亚晶粒组织的晶粒间的凸出形核示意图二、冷变形金属的再结晶1、再结晶的形核与长大再结晶亚结晶形核机制示意图冷变形金属加热时显微组织的变化过程2、再结晶温度TR3、再结晶晶粒大小4、影响再结晶的因素变形量与再结晶晶粒

7、尺寸的关系铁二次再结晶的反常晶粒纯铜的淬火孪晶三、再结晶后晶粒长大四、再结晶织构与退火孪晶05钢    处理过程：形变度70%600℃退火；浸蚀剂：4%硝酸酒精    放大倍数：400*晶相组织：完全再结晶等轴铁素体05钢    处理过程：形变度70%850℃退火；浸蚀剂：4%硝酸酒精    放大倍数：400*晶相组织：粗大铁素体晶粒§10.5金属的高温变形动态回复阶段的应力-应变曲线（工业纯铁，700℃）一、热变形1、动态回复和动态再结晶动态再结晶阶段的应力-应变曲线带状组织2、热加工后金属的组织与性能典型的蠕变曲线二、超塑性三、蠕变金属

8、在一定的温度和应力作用下，随时间的增加，缓慢地发生塑变的现象§10.6高分子材料的变形高分子材料的应力应变曲线一、变形特点粘弹性二、变形机制1.高分子