這是金屬的塑性變形ppt，包括了單晶體的塑性變形，多晶體的塑性變形，變形后金屬的回復(fù)與再結(jié)晶，金屬的熱塑性變形等內(nèi)容，歡迎點(diǎn)擊下載。

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第四章 金屬的塑性變形 塑性變形及隨后的加熱，對(duì)金屬材料組織和性能有顯著的影響。了解塑性變形的本質(zhì)、塑性變形及加熱時(shí)組織的變化，有助于發(fā)揮金屬的性能潛力，正確確定加工工藝 第一節(jié) 單晶體的塑性變形 滑移是指當(dāng)應(yīng)力超過(guò)材料的彈性極限后，晶體的一部分沿一定的晶面和晶向相對(duì)于另一部分發(fā)生滑動(dòng)位移的現(xiàn)象。在應(yīng)力去除后，位移不能恢復(fù)，在金屬表面留下變形的痕跡 ⑴ 滑移只能在切應(yīng)力的作用下發(fā)生。 ⑵ 滑移常沿晶體中原子密度最大的晶面和晶向發(fā)生。因原子密度最大的晶面和晶向之間原子間距最大，結(jié)合力最弱，產(chǎn)生滑移所需切應(yīng)力最小。 ⑶ 滑移時(shí)，晶體兩部分的相對(duì)位移量是原子間距的整數(shù)倍。 滑移的結(jié)果在晶體表面形成臺(tái)階，稱滑移線，若干條滑移線組成一個(gè)滑移帶。 韌性斷口 把滑移設(shè)想為剛性整體滑動(dòng)——滑移面上每一個(gè)原子都同時(shí)移到另一個(gè)平衡位置，外加的切應(yīng)力必須同時(shí)克服滑移面上所有原子間的結(jié)合力。所需理論臨界切應(yīng)力值比實(shí)際測(cè)量值大3-4個(gè)數(shù)量級(jí)。 滑移是通過(guò)滑移面上位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 刃位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng) 孿生是指晶體的一部分沿一定晶面和晶向相對(duì)于另一部分所發(fā)生的切變，發(fā)生在滑移系較少或滑移受限制情況下。 孿生的結(jié)果使孿生面兩側(cè)的晶體呈鏡面對(duì)稱。 孿生使晶格位向發(fā)生改變； 所需切應(yīng)力比滑移大得多，變形速度極快，接近聲速; 孿生時(shí)相鄰原子面的相對(duì)位移量小于一個(gè)原子間距（滑移是原子間距的整數(shù)倍）。 多晶體是由眾多取向不一的單晶體組成。在某一單向外力作用下各晶體的滑移面上的分切應(yīng)力不同，只有一些達(dá)到臨界切應(yīng)力的滑移系才發(fā)生滑移。由于晶體之間的相互制約，首先滑移的晶體會(huì)引起自身或相鄰晶體的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使原來(lái)啟動(dòng)的滑移系偏離最大切應(yīng)力方向，而停止滑移。另一些原來(lái)不能啟動(dòng)的滑移系開(kāi)動(dòng)，進(jìn)而使整個(gè)晶體的塑性變形協(xié)調(diào)發(fā)展。 由于各相鄰晶粒位向不同，當(dāng)一個(gè)晶粒發(fā)生塑性變形時(shí)，為了保持金屬的連續(xù)性，周?chē)�的晶粒若不發(fā)生塑性變形，則必以彈性變形來(lái)與之協(xié)調(diào)。 晶界對(duì)塑性變形的影響 三、塑性變形對(duì)組織、性能的影響 由于晶粒的轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)塑性變形達(dá)到一定程度時(shí)，會(huì)使絕大部分晶粒的某一位向與變形方向趨于一致，這種現(xiàn)象稱織構(gòu)或擇優(yōu)取向。 1）加工硬化 隨冷塑性變形量增加，金屬的強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性下降的現(xiàn)象稱加工硬化。 1、隨變形量增加， 位錯(cuò)密度增加. 2. 隨變形量增加，亞結(jié)構(gòu)細(xì)化； 3. 隨變形量增加，空位密度增加； 4. 幾何硬化：由晶粒轉(zhuǎn)動(dòng)引起。 3、殘余內(nèi)應(yīng)力 內(nèi)應(yīng)力是指平衡于金屬內(nèi)部的應(yīng)力。是由于金屬受力時(shí)， 內(nèi)部變形不均勻而引起的。 第三類內(nèi)應(yīng)力是形變金屬中的主要內(nèi)應(yīng)力，也是金屬?gòu)?qiáng)化的主要原因。而第一、二類內(nèi)應(yīng)力都使金屬?gòu)?qiáng)度降低。 四、變形后金屬的加熱變化(回復(fù)與再結(jié)晶 ) 1、回復(fù) 當(dāng)變形金屬被加熱到較高溫度時(shí)，由于原子活動(dòng)能力增大，晶粒的形狀開(kāi)始發(fā)生變化，在亞晶界或晶界處形成了新的結(jié)晶核心，并不斷以等軸晶形式生長(zhǎng)，取代被拉長(zhǎng)及破碎的舊晶粒，這一過(guò)程稱為再結(jié)晶。 這種冷變形組織在加熱時(shí)重新徹底改組的過(guò)程稱再結(jié)晶。 再結(jié)晶也是一個(gè)晶核形成和長(zhǎng)大的過(guò)程，但不是相變過(guò)程，再結(jié)晶前后新舊晶粒的晶格類型和成分完全相同。核心出現(xiàn)在位錯(cuò)聚集的地方，原子能量最高，最不穩(wěn)定。它只是一個(gè)形態(tài)上的變化。新晶粒中缺陷減少，內(nèi)應(yīng)力消失了 。 由于再結(jié)晶后組織的復(fù)原，因而金屬的強(qiáng)度、硬度下降，塑性、韌性提高，加工硬化消失。 再結(jié)晶溫度 再結(jié)晶不是一個(gè)恒溫過(guò)程，它是自某一溫度開(kāi)始，在一個(gè)溫度范圍內(nèi)連續(xù)進(jìn)行的過(guò)程，發(fā)生再結(jié)晶的最低溫度稱再結(jié)晶溫度。 金屬預(yù)先變形程度越大， 再結(jié)晶溫度越低。當(dāng)變形度達(dá)到一定值后，再結(jié)晶溫度趨于某一最低值，稱最低再結(jié)晶溫度。 金屬中的微量雜質(zhì)或合金元素，尤其高熔點(diǎn)元素，起阻礙擴(kuò)散和晶界遷移作用，使再結(jié)晶溫度顯著提高。 3）、再結(jié)晶加熱速度和加熱時(shí)間 再結(jié)晶完成后，若繼續(xù)升高溫度或延長(zhǎng)保溫時(shí)間，將發(fā)生晶粒長(zhǎng)大，這是一個(gè)自發(fā)的過(guò)程。 加熱溫度越高，保溫時(shí)間越長(zhǎng)，金屬的晶粒越粗大，加熱溫度的影響尤為顯著。 2、預(yù)先變形量 當(dāng)超過(guò)臨界變形量后，隨變形程度增加，變形越來(lái)越均勻，再結(jié)晶時(shí)形核量大而均勻，使再結(jié)晶后晶粒細(xì)而均勻，達(dá)到一定變形量之后，晶粒度基本不變。 五、 金屬的熱加工 1、冷加工與熱加工的區(qū)別 熱加工時(shí)產(chǎn)生的加工硬化很快被再結(jié)晶產(chǎn)生的軟化所抵消，因而熱加工不會(huì)帶來(lái)加工硬化效果。 2.熱加工對(duì)金屬組織和性能的影響 1） 熱加工可使鑄態(tài)金屬與合金中的氣孔焊合，使粗大的樹(shù)枝晶或拄狀晶破碎，從而使組織致密、成分均勻、晶粒細(xì)化，力學(xué)性能提高。 它使鋼產(chǎn)生各向異性，在制定加工工藝時(shí)，應(yīng)使流線分布合理，盡量與拉應(yīng)力方向一致。 熱加工能量消耗小，但鋼材表面易氧化。一般用于截面尺寸大、變形量大、在室溫下加工困難的工件。 冷加工一般用于截面尺寸小、塑性好、尺寸精度及表面光潔度要求高的工件。 3、金屬的強(qiáng)化 當(dāng)?shù)诙�相在晶界呈網(wǎng)狀分布時(shí)，對(duì)合金的強(qiáng)度和塑性不利； 當(dāng)在晶內(nèi)呈顆粒狀彌散分布時(shí)，第二相顆粒越細(xì)，分布越均勻，合金的強(qiáng)度、硬度越高，塑性、韌性略有下降，這種強(qiáng)化方法稱彌散強(qiáng)化或沉淀強(qiáng)化。 彌散強(qiáng)化的原因是由于硬的顆粒不易被切割，因而阻礙了位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，提高了變形抗力。lUb紅軟基地

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