new塑性变形与再结晶

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1、机械工程材料第二章材料的塑性变形与再结晶1引言金属材料通过冶炼、铸造，获得铸锭后，可通过塑性加工的方法获得具有一定形状、尺寸和机械性能的型材、板材、管材或线材，以及零件毛坯或零件。塑性加工方法：锻造、轧制、挤压、拉拔、冲压等2压力加工方法示意图3锻造4冷冲5第一节金属的塑性变形一、金属变形的三个阶段二、单晶体的塑性变形三、多晶体的塑性变形6第一节金属的塑性变形一、金属变形的三个阶段弹性变形塑性变形断裂7拉伸实验拉伸曲线一、金属变形的三个阶段：弹性变形80.2材料在外力的作用下将发生形状和尺寸变化，称为变形。弹性变形一、金属变形的三个阶段：弹性变形9一、金属变形的三个阶

2、段：弹性变形弹性模量：工程材料重要的性能参数1，正应力对正应变的比值2，表示材料对弹性变形的抗力，其值越大，材料发生单位弹性变形的抗力越大。3，宏观：是衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度4，微观：原子、离子或分子之间键合强度的反映。凡影响键合强度的因素均能影响材料的弹性模量，如键合方式、晶体结构、化学成分、微观组织、温度等10一、金属变形的三个阶段：塑性变形强度：材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力。屈服强度：材料发生微量塑性变形时的应力值。抗拉强度：材料断裂前所承受的最大应力值。11一、金属变形的三个阶段：塑性变形弹塑性变形：当应力大于弹性极限时，材料不但发生弹性变形，还

3、要发生塑性变形。屈服点：发生塑性变形的最小应力条件屈服强度Rp0.2：对于无明显屈服极限的材料，规定以产生0.2%残余变形的应力作为屈服强度。塑性变形的实质：材料内部原子离开其平衡位置，并达到新的平衡位置，产生永久位移，外力去除后原子不再恢复到原平衡位置，其变形不能恢复。12一、金属变形的三个阶段：断裂加工硬化：当应力超过屈服强度后，试样将发生明显而均匀的塑性变形，欲使试样的应变增大，必须提高外加应力，这种随塑性变形的增大塑性变形抗力不断增加的现象（应变硬化）颈缩：当应力达到强度极限后，试样开始发生不均匀的塑性变形，变形产生在试样局部而产生颈缩。13一、金属变形的三个阶段：

4、断裂强度极限Rm：材料产生不均匀塑性变形的抗力，是材料极限承载能力的表征。韧性断裂：具有明显塑性变形后发生的断裂脆性断裂：断裂前无明显塑性的断裂14二、单晶体的塑性变形常温下单晶体塑性变形的主要方式是滑移，此外还有孪晶、扭折等其他方式。滑移是指晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于另一部分发生滑动位移的现象。大量局部滑移的积累构成金属的宏观塑性变形。15位错运动造成滑移二、单晶体的塑性变形161）滑移只能在切应力作用下才会发生2）其结果使晶体表面形成台阶，产生滑移线和滑移带3）滑移总是沿着晶体中原子密度最大的晶面(密排面)和其上密度最大的晶向(密排方向)进行,沿其发生滑移的晶

5、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。4）滑移的同时伴随有晶体的转动5）滑移是由位错运动造成的滑移的特征17(2)滑移时，晶体两部分的相对位移量是原子间距的整数倍.滑移的结果在晶体表面形成台阶，称滑移线，若干条滑移线组成一个滑移带。铜拉伸试样表面滑移带18(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。19一个滑移面和其上的一个滑移方向构成

6、一个滑移系。体心立方晶格面心立方晶格密排六方晶格{110}{111}{110}{111}晶格滑移面滑移方向滑移系三种典型金属晶格的滑移系20滑移系越多，金属发生滑移的可能性越大，塑性也越好，其中滑移方向对塑性的贡献比滑移面更大。因而金属的塑性，面心立方晶格好于体心立方晶格,体心立方晶格好于密排六方晶格。（面心立方）（密排六方）21⑷滑移的同时伴随着晶体的转动转动有两种：滑移面向外力轴方向转动和滑移面上滑移方向向最大切应力方向转动。22切应力作用下的变形和滑移面向外力方向的转动转动的原因：晶体滑移后使正应力分量和切应力分量组成了力偶.转动结果：原来处于不利于滑移的晶面可能会转

7、到有利于滑移的方向。滑移在不同的滑移系上交替进行23多脚虫的爬行（5）滑移的机理把滑移设想为刚性整体滑动所需的理论临界切应力值比实际测量临界切应力值大3-4个数量级。滑移是通过滑移面上位错的运动来实现的。24晶体通过位错运动产生滑移时，只在位错中心的少数原子发生移动，它们移动的距离远小于一个原子间距，因而所需临界切应力小，这种现象称作位错的易动性。25刃位错的运动26三.多晶体的塑性变形多晶体的塑性变形3.1晶粒取向的影响1）软位向和硬位向2）各晶粒的协调运作3）不同时性和相互协调性单个晶粒变形与单晶体相似,多晶体