最新2塑性成型原理热成型解析教学讲义ppt.ppt

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1、2塑性成型原理2014热成型解析第二章金属塑性变形的物理基础思考（1）回复和再结晶特征及应用（2）影响再结晶的因素？（3）回复和再结晶的驱动力是什么？（4）冷、热加工的区别（如何判断）？2.2金属热塑性变形（一）冷变形组织加热变形静态再结晶※进一步提高温度，晶粒的外形将发生变化，从变形的晶粒中通过形核、长大过程重新形成等轴细晶粒，这些细晶粒不断向周围变形金属中扩展，直到金属中变形晶粒完全消失，这个过程称为金属的再结晶过程。※再结晶温度：一般再结晶温度与金属的变形程度、金属的纯度和保温时间等因素有关，一般经验公式为（纯金属）：T再=0.35-0.4T

2、熔式中T再、T熔均以绝对温度表示※特征：通过再结晶金属的微观组织发生了根本性变化，金属的强度、硬度显著下降，塑性及韧性显著提高，内应力和加工硬化得以消除。※应用（再结晶退火）：在冷轧、冷挤、冷拉、冷冲的过程中穿插再结晶退火，消除加工硬化，恢复金属材料的良好塑性，以利于后续的冷变形加工。（是固态相变吗？）提问：再结晶退火和重结晶退火的区别？再结晶退火相关常识作用：将冷变形金属加热到再结晶温度以上，完成再结晶的过程，完全消除加工硬化的热处理方法。重结晶和再结晶最本质的区别是前者发生了相变，是属于从低温相（铁素体）升温转变为高温相（奥氏体）在降温发生相变

3、，形核形成晶粒，这一过程为重结晶。再结晶一般是指较大变形量的金属材料在随后的加热过程中(回火，再结晶退火），严重变形的晶粒发生回复，形核长大，形成细小的等轴晶粒，这一过程不会发生相变，只有应变能的释放。静态再结晶形核机制主要有三种亚晶聚合亚晶长大凸出形核亚晶中心是一个位错密度和能量最低的稳定区域回复再结晶晶粒长大的驱动力是什么？再结晶的影响因素再结晶过程不是瞬时完成的，影响因素较多：※化学成分（杂质），提高再结晶温度；※冷变形程度，变形程度增加，再结晶温度降低。※原始晶粒，原始晶粒越细小，再结晶温度降低；※保温时间，延长加热时间，再结晶温度降低

4、；材料再结晶温（℃）材料再结晶（℃）铜（99.999%）120铜（无氧铜）200铜-5%锌320铜-5%铝290铝（99.999%）80铝（99.0%）290镍（99.99%）370镍（99.4%）600GH37镍基高温合金的动态再结晶图再结晶全图：将加热温度、变形程度两个因素对再结晶后晶粒度的影响绘制在一个坐标系中，称为再结晶全图，这对制订金属的加工变形与退火工艺起重要的参考作用。临界变形量2%-10%晶粒长大变形金属在刚刚结束再结晶晶粒是比较细小，如果再结晶后不控制其加热温度，继续升温，晶粒便会长大，将降低金属的机械性能。二次再结晶原来金属变形

5、不均匀，经过再结晶后得到大小不均匀的晶粒，大小晶粒能量相差悬殊，容易发生大晶粒吞并小晶粒而愈长愈大的现象，得到异常粗大的晶粒，降低金属性能，这种不均匀急剧长大的现象。塑性成形过程组织变化特征再结晶后的晶粒度对金属的性能由很大的影响，不仅影响到金属的强度和塑性，而且还影响金属的冲击韧性。影响金属晶粒度的主要因素有：※加热温度，加热温度愈高，金属的晶粒便愈粗大；※保温时间，延长加热时间，也会使晶粒粗大；※原始晶粒，晶粒越细小，新晶粒越细小；※金属变形度，变形度越大，再结晶后的晶粒愈细小。再结晶过程对晶粒大小的影响例1：已知铅的熔点为327℃，钨的熔点为

6、3380℃。问：铅在20℃、钨在1000℃时变形各属哪种加工？为什么？解：T铅再＝0.4T熔＝0.4（327+273）＝240°K＝-33℃<20℃故铅在20℃属于热加工如何判断金属冷加工和热加工在金属学中，把高于金属再结晶温度的加工叫热加工，反之为冷加工。热加工可分为金属铸造、热扎、锻造、焊接和金属热处理等工艺。有时也将热切割、热喷涂等工艺包括在内。T钨再＝0.4T熔＝0.4（3380+273）＝1461K＝1188℃>1000℃故钨在1000℃属于冷加工。T钨回＝（0.25－0.3）T熔＝（913－1096）K＝（640－823）℃<1000℃

7、故钨在1000℃属于温变形。温变形：T回＜T变＜T再冷变形：T变＜T回热变形：T变＞T再（1）回复和再结晶组织和性能变化（2）冷、热加工的区别（如何判断）？（3）回复、再结晶、晶粒长大的驱动力是什么？（4）金属铸件可以通过再结晶退火细化晶粒吗？上节主要内容回顾上节主要内容讨论再结晶是否为固态相变？1.狭义上讲不属于固态相变，广义上是相变2.再结晶算是固态转变，而非相变，相变是母相减少同时新相的生成，主要表现在前后晶体结构的变化也包括只有电子自旋方式的变化或又称有序程度的变化；相变分级1.一级相变：凝固、升华、熔化以及金属和合金中大多数固态相变2.二

8、级相变：磁性转变、有些合金中的有序无序转变、超导态转变3.n级相变：不常见。上节主要内容讨论化学成分对再结晶温度影响？与熔