金属的塑性变形

金属的塑性变形
当温度升高到金属的绝对熔化温度的0.4 倍时，金属的原子以某些碎晶或者杂质为核心 会生成新的晶粒，最后全部消除加工硬化现象 。这个现象我们称为“再结晶”。 注意，不同的金属，其再结晶的温度是不 同的。 再结晶使金属获得良好的塑性，同时也由 于新的晶核的生长，使金属获得细小的均匀的 晶粒，进一步提高金属的机械性能。
金属的塑性变形
而纤维组织的明显程度与锻造时的锻造 比有关。金属具有一定的锻造比后，能改变 金属的铸造组织，使内部组织致密，改变晶 粒度，使其细小，金属内部偏析均匀。 所以，为了利用纤维组织的特点，在设 计和制造零件时，应该尽量使工作的最大正 应力方向与纤维方向重合，而最大切应力方 向应该与纤维方向垂直。 再就是在切削加工时尽量避免切断纤维组 织。
金属的塑性变形
② 金属的热变形 热变形：指在再结晶温度以上的 热变形 变形。 变形特点；变形后由于再结晶而形成细小 的晶粒，可使金属获得良好的塑性，获得高 的机械性能。 如，金属压力加工主要是利用热变形进行 的（特别是大中型零件或产品的加工）。而冷 加工主要用于板料冲压、冷挤压等。
金属的塑性变形
金属的塑性变形
一、金属的塑性变形 金属的塑性变形是金属在外力的作用下晶 体的一部分相对于另一部分通过滑移的方式产 生的一种永久的变形。
金属的塑性变形
1、滑移 滑移即是金属晶体在外力的作用下，当外 力增大至使晶体的歪扭程度超过其弹性变形的 允许值时，则晶体的一部分会相对于另一部分 产生滑动位移。 由于滑移引起晶体变形， 当外力去除后，晶体的变形 将不能全部回复原状，从而 使产生永久的变形（即塑性变形）。
金属的塑性变形
艺，对于一些不能用热处理方式来强化的金属，则 可以利用加工硬化来提高零件的强度。 如，采用冷挤压的方法，可用低碳钢来制造一 些表面耐磨的零件，而使简化工艺流程。 ⑵ 回复和再结晶 金属的加工硬化有一个特点，那就是将金属的 温度提高，可以使金属原子消除晶格扭曲，恢复正 常排列，从而消除部分加工硬化。这样的方法称为 “回复”，这时的温度称为“回复温度”。
二、塑性变形后金属的组织与性能 1、组织变化 由前面的分析知道，金属在塑性变形后，其内部 组织将发生如下变化： ⑴ 晶粒沿受力最大的方向伸长； 这一现象使金属产生一定程度的各向异性（P29）。 ⑵ 晶粒与晶格均发生扭曲，产生内应力； 原因是金属的塑性变形中，其滑移是通过滑移面 上的位错运动逐步实现的，位错运动使得晶粒之间或 晶格发生扭曲，产生内应力。从而使得金属的硬度提 高（产生加工硬化）。（P17~30）
金属的塑性变形
⑶ 金属的塑性变形分为冷变形和热变形 由于金属在不同的温度下变形以后的组织 和性能不同，所以将金属的塑性变形分为冷变 形和热变形。 ① 金属的冷变形 冷变形：指在再结晶温度以下 冷变形 的变形。 特点：变形后的金属具有硬化组织，它可 以使金属的强度与硬度提高，但塑性差，宜 破裂。不利于金属的进一步压力加工。
金属的塑性变形
2、多晶体中晶粒大小对变形的影响（P28） 多晶体金属的塑性变形抗力与组成晶体的 晶粒大小有关。即金属晶粒越细小，单位体积 中的晶界面积越大，不同位向的晶粒越多，则 金属的塑性变形抗力就越大，金属的强度也就 越高。 同时，细小晶粒的金属不但强度比较高， 而且塑性及韧性也比较好。
金属的塑性变形
金属的塑性变形
对于多晶体来说，虽然由于晶界的存在， 和晶粒的方位不同，其塑性变形比单晶体的复 杂，但多晶体中各个晶粒内的变形情况基本与 单晶体的变形情况相似。 实际上我们可以把多晶体的塑性变形看成 是组成多晶体的许多个单晶粒产生变形的总合 。因为晶粒与晶粒之间在外力下也有滑移和转 动，其结果
金属的塑性变形
金属的塑性变形
1、本章学习要求： 了解金属塑性变形的机理、金属的冷、热 变形的概念以及塑性变形所引起的金属组织和 性能的变化。 2、重点和难点 本章的重点是冷变形和热变形的概念，以 及热变形后的金属的组织和性能； 本章的难点是金属的加工硬化、再结晶及 其利用，金属塑性变形后纤维的形成及其利用 等；
金属的塑性变形
⑶ 晶粒间产 生碎晶（即滑移 区域晶粒破碎）； 2、性能变化（要点） ⑴ 产生加工硬化 塑性变形对金属性能的影响主要是产生加 工硬化。即是金属塑性变形后，出现强度、硬 度提高，而塑性、韧性下降的现象。 这是因为在变形过程中由于滑移面上的碎
金属的塑性变形
晶块和附近晶格的扭曲产生阻力，使滑移难以 继续进行的结果。我们将这种因变形度的增加 ，硬度和强度上升，而塑性下降的现象称为加 工硬化。 特别说明：加工硬化现象是在冷塑性变形 加工硬化现象是在冷塑性变形 中产生的（要点） 。 中产生的 加工硬化现象的利与弊： ☆加工硬化现象的利与弊： 金属的加工硬化会降低其锻造性能，在压 力加工中不利于金属的变形。但是其也有可以 利用的一面，在生产中可以用作为一种强化工
课后思考题
P33习题： 1、2、4、11、12
金属的塑性变形
再结晶晶粒的长大过程：
金属的塑性变形
生产中利用金属的再结晶特点，对一些零 件进行“再结晶退火工艺”操作。 如热处理中的加热（如退火）可以消除加 工硬化，其道理原因就在此。 所以， 所以，加工硬化和再结晶是金属塑性变 形过程中的两个很重要的物理现象。 形过程中的两个很重要的物理现象。
⑷ 金属热变形加工中纤维组织的形成及 对金属性能的影响（要点P32 ） ① 热变形加工能够改善金属的的组织， 提高其机械性能。即是将金属加热后进行压 力加工，可以消除金属中的一些缺陷；如气 孔、缩松等，并改变内部杂质的分布。
金属的塑性变形
② 热变形加工时铸造金属中的杂质随晶 粒的变形而被拉长，再结晶时仍然被保留下来 ，沿着被拉长方向形成纤维状，称为纤维组织 。 纤维组织使得金属在性能上具有方向性 （各向异性），这样便使得锻件顺纤维方向的 机械性能要优于垂直于纤维方向，特别是塑性 和韧性。而且纤维组织越明显，性能的方向性 就越明显。