最新工程材料(第二章2.3)PPT课件.ppt

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1、工程材料(第二章2.3)滑移常沿晶体中原子密度最大的晶面和晶向发生。因原子密度最大的晶面和晶向之间原子间距最大，结合力最弱，产生滑移所需切应力最小。沿其发生滑移的晶面和晶向分别叫做滑移面和滑移方向。通常是晶体中的密排面和密排方向。一个滑移面和其上的一个滑移方向构成一个滑移系。孪生是指晶体的一部分沿一定晶面和晶向相对于另一部分发生切变的现象。密排六方晶格金属滑移系少，常以孪生方式变形。体心立方晶格金属只有在低温或冲击作用下才发生孪生变形。面心立方晶格金属，一般不发生孪生变形。钛合金六方相中的形变孪晶多晶体的塑性变形晶界的影响当位错运动到晶界附近时，受到晶界的阻碍而

2、堆积起来,称为位错的塞积。要使变形继续进行,则必须增加外力,从而使金属的变形抗力提高。单个晶粒变形与单晶体相似,多晶体变形比单晶体复杂。晶粒位向的影响由于各相邻晶粒位向不同，当一个晶粒发生塑性变形时，为了保持金属的连续性，周围的晶粒若不发生塑性变形，则必以弹性变形来与之协调。这种弹性变形便成为塑性变形晶粒的变形阻力。由于晶粒间的这种相互约束，使得多晶体金属的塑性变形抗力提高。多晶体的塑性变形过程多晶体中每个晶粒的位向不同。滑移面和滑移方向接近于最大切应力方向的晶粒先开始滑移。位错运动到晶界附近时，受到晶界的阻碍而堆积起来，当塞积位错前端的应力达到一定程度，加上相

3、邻晶粒的转动，使相邻晶粒中原来处于不利位向滑移系上的位错开动，从而使滑移由一批晶粒传递到另一批晶粒，当有大量晶粒发生滑移后，金属便显示出明显的塑性变形。铜多晶试样拉伸后形成的滑移带σσ晶粒大小对金属力学性能的影响金属的晶粒越细，其强度和硬度越高。因为金属晶粒越细，晶界总面积越大，位错障碍越多；需要协调的具有不同位向的晶粒越多，使金属塑性变形的抗力越高。金属的晶粒越细，其塑性和韧性也越高。因为晶粒越细，单位体积内晶粒数目越多，参与变形的晶粒数目也越多，变形越均匀，使在断裂前发生较大的塑性变形。强度和塑性同时增加,金属在断裂前消耗的功也大，因而其韧性也较好。通过细化

4、晶粒同时提高金属的强度、硬度、塑性和韧性的方法称细晶强化。塑性变形对组织结构的影响金属发生塑性变形时，不仅外形发生变化，而且其内部的晶粒也相应地被拉长或压扁。当变形量很大时，晶粒将被拉长为纤维状，晶界变得模糊不清。塑性变形还使晶粒破碎为亚晶粒。由于晶粒的转动，当塑性变形达到一定程度时，会使绝大部分晶粒的某一位向与变形方向趋于一致，这种现象称织构或择优取向。产生加工硬化的原因：随变形量增加，位错密度增加，位错之间的交互作用（堆积、缠结）增强，位错运动阻力增大，使塑性变形抗力增加.加工硬化的意义：1、加工硬化是强化金属的重要手段之一，对于不能热处理强化的金属和合金尤

5、为重要。2、有利于金属进行均匀的变形。由于加工硬化,已变形部分发生硬化而停止变形,未变形部分开始变形。没有加工硬化,金属就不会发生均匀的塑性变形。随冷塑性变形量的增加，金属的强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象称加工硬化。金属经冷变形后,组织处于不稳定状态,有自发恢复到稳定状态的倾向。在常温下，原子扩散能力小,不稳定状态可长时间维持。加热可使原子扩散能力增加，金属将依次发生回复、再结晶和晶粒长大。回复是指在加热温度较低时，由于金属中的点缺陷及位错近距离迁移而引起的晶内某些变化。在回复阶段，金属组织变化不明显，其强度、硬度略有下降，塑性略有提高，但内应力、电阻率等

6、显著下降。工业上，常利用回复现象将冷变形金属低温加热，以降低内应力，保留加工硬化，这种热处理方法称去应力退火。当变形金属被加热到较高温度时，由于原子活动能力增大，晶粒的形状开始发生变化，由破碎、拉长的晶粒变为均匀、细小的等轴晶粒。这种冷变形组织在加热时重新形核、长大的过程称再结晶。再结晶是一个晶核形成和长大的过程，但不是相变过程，再结晶前后新旧晶粒的晶格类型完全相同。由于再结晶后组织的复原，因而金属的强度、硬度明显下降，塑性、韧性大大提高，加工硬化现象被消除。再结晶退火：生产中常把消除加工硬化的热处理称为再结晶退火。再结晶退火温度比再结晶温度高100-200℃。

7、再结晶后的晶粒长大再结晶完成后，若继续升高加热温度或延长保温时间，将发生晶粒的异常长大，得到晶粒粗大的组织，这是一种不均匀、不连续的长大过程，又称为二次再结晶。再结晶温度变形后的金属再结晶不是一个恒温过程，它是自某一温度开始，在一个温度范围内连续进行。生产上常规定经1小时加热能完全再结晶的最低温度为再结晶温度。当变形度达到一定值后，再结晶温度趋于某一最低值，称为最低再结晶温度。纯金属的最低再结晶温度与其熔点之间的近似关系:T再=（0.35-0.4）T熔其中T再、T熔为绝对温度。该公式只适用于纯金属。T再℃=(T熔℃+273)×0.4–273，如Fe的T再=(15

8、38+273)×0.4–