金属的热变形

合集下载

金属的热变形课件.ppt

条件应力-应变曲线上，当条件应力达到最大值后，随变形程度的增加而下降，而变形量可达很大的数值。
真实应力-应变曲线上，真应力几乎不随变形程度的增加而变化。
超塑性材料的条件应力-应变曲线
超塑性材料的真实应力-应变曲线
2、流动应力(真应力)对变形速率极其敏感
特征方程： c—决定于试验条件的材料常数； m—应变速率敏感性指数。它反映材料抗局部收缩或产生均匀拉伸变形的能力。 m 是表征超塑性的一个重要指标。 m值大，流动应力会随应变速率的增大而急速增大。如试样某处有局部缩小，该处应变速率加大，继续变形所需应力也随之剧增，阻止了该处断面的继续减小，促使变形向别处发展而趋于均匀，最终获得更大的伸长率。 m=1，上式即为牛顿粘性流动公式，c为粘性系数。普通金属，m=0.02~0.2；超塑性金属，m=0.3~1.0；m值越大，伸长率越大。
组织稳定，则在变形过程中，晶粒长大速度缓慢，以便在保持细晶的条件下有充分的热变形持续时间
六、组织变化和对力学性能的影响
1、组织变化变形后晶粒虽有些长大，但仍为等轴晶，晶粒未变形拉长；在试样抛光表面上不出现滑移线，没有亚结构的形成和位错密度的增加；有显著的晶界滑移痕迹，在许多情况下，晶界或相界处形成空洞.
铝在400℃挤压所形成的动态回复亚晶
a)光学显微组织（偏振光 430×）；b)透射电子显微组织
影响亚晶尺寸的因素：
形变温度：形变温度高，亚晶尺寸大；
形变速率：形变速率小，亚晶尺寸大。
应变与回复同时进行，避免了冷加工效果的积累，位错密度较冷变形时低。
动态回复产生的亚组织，不能靠综合冷加工和静态回复两个过程迭加得到。
εc—开始发生动态再结晶的临界变形量。
真应力

热冲压原理

热冲压原理热冲压是一种利用热变形原理进行成形的工艺方法，它是将金属材料加热到一定温度后进行成形的过程。

在这个过程中，金属材料会发生热变形，从而达到所需的成形效果。

下面将详细介绍热冲压的原理。

一、热冲压的基本原理1.1 热变形原理热变形是指在高温下，材料因受到应力而发生塑性变形的现象。

在高温下，金属材料的晶粒会发生较大的位错活动和扩散现象，从而使其塑性增强。

这种增强效应可以使金属材料在受到应力时更容易发生塑性变形。

1.2 热冲压工艺流程热冲压工艺流程包括：原材料切割、预加工、加热、成形和后处理等环节。

其中，加热环节是整个过程中最为关键的环节之一。

通过加热可以使金属材料达到足够高的温度，从而使其发生塑性变形。

二、热冲压的主要特点2.1 成形精度高由于热冲压工艺采用的是加热后成形的方式，因此可以使金属材料发生较大的塑性变形，从而达到较高的成形精度。

2.2 成形效率高相比于传统的冷冲压工艺，热冲压工艺具有更高的成形效率。

这是因为在加热后，金属材料更容易发生塑性变形，从而可以在较短的时间内完成成形过程。

2.3 适用范围广热冲压工艺适用于各种不同类型的金属材料。

例如铝、镁、钛等轻合金材料以及不锈钢、铜、铁等常规金属材料都可以采用热冲压工艺进行成形。

三、热冲压的应用领域3.1 汽车制造业汽车制造业是热冲压应用最广泛的领域之一。

在汽车制造中，许多零部件都需要采用热冲压工艺进行成形。

例如车身件、底盘件、发动机件等。

3.2 电子制造业在电子制造业中，热冲压工艺也得到了广泛的应用。

例如手机、电视、电脑等电子产品中的金属外壳、散热片等部件都可以采用热冲压工艺进行成形。

3.3 航空航天制造业在航空航天制造业中，热冲压工艺也是一种重要的成形方法。

例如飞机发动机叶片、涡轮盘等部件都需要采用热冲压工艺进行成形。

四、总结综上所述，热冲压是一种利用热变形原理进行成形的工艺方法。

它具有成形精度高、成形效率高和适用范围广等优点，在汽车制造、电子制造和航空航天制造等领域都得到了广泛应用。

金属切削过程中的三个变形区

金属切削过程中的三个变形区金属切削过程是工业生产中不可或缺的生产工艺之一，它是制造各种零部件的基础。

而在这一过程中，金属材料受到了各种形变和力的影响，这些变形对于零件的质量和加工精度具有很大的影响。

在金属切削过程中，主要涉及三个变形区，它们包括：塑性变形区、热变形区和弹性变形区。

一、塑性变形区金属材料在受到外力的冲击时，往往会发生一定的体积变形，称为塑性变形。

塑性变形区主要发生在工件表层，并且具有一定的深度，常常是厚度的几个百分点。

在这个区域中，金属材料受到了很大的塑性变形，导致晶体的再定向和晶界滑移，原有的晶粒被分解成了更小的晶粒，而这些新生的晶粒往往具有更优良的力学性能和加工性能。

二、热变形区金属在加工过程中会产生热量，这些热量会使得工件表面温度升高，形成热变形区。

热变形区主要是针对高速切削，刀具与工件接触的区域受到的温度热力大，导致金属材料发生热膨胀和热软化。

这个区域内的晶粒被高温的热力影响下重新排列，晶界出现了位错、导致晶体再定向，从而改变了材料力学性能，对于提高精度和表面质量有很大的影响。

三、弹性变形区弹性变形区主要是针对较低速切削。

在这个区域中，金属材料受到外力的冲击时，会产生一定的表层弹性变形，但是后者又会回复到初始状态。

这个区域中，金属材料受到的变形相对较小，不会引起晶界滑移和晶粒再定向，但是也会对后续的加工和表面质量产生一定的影响。

总的来说，塑性变形区、热变形区和弹性变形区在金属切削过程中都有着不同的作用，对于后续加工、表面质量和零件的精度都有着很大的影响。

因此，在进行金属切削过程中，需要根据不同的加工要求来选择合适的切削条件，以减少变形，提高零件的精度和表面质量。

冲压件中的热变形与退火处理

冲压件中的热变形与退火处理在制造业中，冲压件扮演着至关重要的角色，它们广泛应用于汽车、电子、家电等行业。

冲压件的制造过程中，热变形和退火处理是关键的工艺步骤，对冲压件的质量和性能具有重要影响。

本文将探讨冲压件中的热变形和退火处理的原理和应用。

一、热变形与冲压件的关系1. 热变形的概念热变形是指将金属在高温下加工成所需形状的过程。

在冲压件的制造过程中，由于冷态冲压会导致金属在形状上发生变化，破坏了设计所要求的精度和形状，因此需要利用热变形来解决这个问题。

2. 热变形的原理热变形的原理是通过将金属材料加热至高温，使其发生塑性变形，然后迅速冷却以固定所需形状。

通过高温的作用，金属材料的晶体结构发生变化，使其具有更好的塑性和可变形性，从而实现精确的形状和尺寸。

3. 热变形在冲压件制造中的应用在冲压件的制造过程中，常用的热变形方法有淬火、钝化、退火等。

淬火可以提高冲压件的硬度和强度，钝化可以提高冲压件的耐腐蚀性能，而退火则可以降低冲压件的硬度和强度，使其更容易变形。

热变形的应用可以有效地提高冲压件的形状精度和尺寸一致性。

二、退火处理对冲压件的影响1. 退火处理的概念退火处理是指将金属材料加热至一定温度，然后缓慢冷却至室温，以改善材料的组织结构和性能的工艺。

在冲压件的制造过程中，退火处理是不可或缺的步骤，可以改善冲压件的硬度、强度、塑性和脆性等性能。

2. 退火处理对冲压件性能的影响退火处理可以改善冲压件的晶体结构，使其处于较稳定的状态，从而提高其硬度、强度和塑性。

通过控制退火过程中的温度、时间和冷却速率等参数，可以调整冲压件的硬度和强度，使其达到设计要求。

此外，退火处理还可以减少冲压件的内应力、改善其腐蚀和疲劳性能。

3. 退火处理的方法常见的退火处理方法有全退火、间歇退火、连续退火等。

全退火是将冲压件加热到足够高的温度，然后缓慢冷却至室温的过程。

间歇退火是指将冲压件加热到一定温度，然后迅速冷却至一定温度后再缓慢冷却，以改善材料的机械性能。

钛合金热变形

钛合金热变形
钛合金是一类特殊的金属合金，具有轻质、高强度、耐腐蚀等优异性能。

在高温条件下，钛合金可能发生热变形，这是由于高温下金属晶格结构的改变和原子热运动的增强导致的。

热蠕变（Creep）：在高温和应力作用下，钛合金可能会发生热蠕变。

这是一种渐进性的塑性变形，主要是由于晶格内部的原子滑移导致的。

热蠕变的发生速率与应力、温度和合金的化学成分等因素密切相关。

高温氧化：高温下，钛合金容易与氧气发生反应，形成氧化物。

这种氧化可能导致表面的脆化和剥落，进而影响合金的性能。

晶粒长大：在高温条件下，钛合金的晶粒可能会发生长大。

这种现象可能导致材料的塑性降低和抗拉强度下降。

为了减缓钛合金的热变形，可以采取以下措施：
合金设计：通过调整合金的成分，可以改变其晶格结构和相变温度，从而提高其高温稳定性。

表面涂层：对钛合金进行表面涂层，可以提高其耐高温氧化的
能力，减缓氧化对合金性能的影响。

热处理：通过合适的热处理工艺，可以调整合金的晶粒结构，改善其高温性能。

总的来说，了解钛合金的热变形特性对于在高温环境下使用这类材料的工程应用至关重要。

合理的材料选择、设计和工艺控制可以最大程度地减缓钛合金的热变形，保障其在高温环境下的可靠性和稳定性。

热变形系数

热变形系数
热变形系数是一个物质在受热后发生尺寸变化的程度的量化指标。

它描述了物质在温度变化下产生的线膨胀或收缩的能力。

热变形系数通常表示为α（alpha），单位为每摄氏度（℃）。

它可以根据物质的不同性质和应用情况而异。

对于线膨胀，热变形系数定义为材料长度变化与温度变化之比。

如果材料受热而增长，则热变形系数为正值；如果材料受热而收缩，则热变形系数为负值。

一般来说，金属材料的热变形系数较大，而非金属材料（如陶瓷）的热变形系数较小。

热变形系数的计算公式为：
α=ΔL/(L0*ΔT)
其中，α表示热变形系数，ΔL表示长度变化，L0表示原始长度，ΔT表示温度变化。

需要注意的是，热变形系数通常是在一定温度范围内有效，因为不同材料在不同温度范围内可能表现出不同的热膨胀特性。

此外，热变形系数也可能随着温度的变化而发生变化。

因此，在具体应用中，需要根据实际情况选择合适的热变形系数数据。

1。

冷、热变形金属的组织与性能变化

苏铁健1. 冷变形金属的组织变化（1）点缺陷（空位）密度增加位错在外力作用下攀移的结果；（2）位错密度增加金属塑性变形时，位错源在外力作用下不断产生新的位错；（3）晶粒碎化塑性变形足够大时，出现位错缠结并进一步发展形成位错胞结构（中心位错密度低，胞壁处位错密度很高），使得晶粒分割成很多极小的碎块，称为晶粒碎化；剧烈冷变形金属中的位错胞（4）纤维组织随着变形量增加，晶粒沿着最大变形方向伸长，最后成为细条状，这种变形组织称为纤维组织；（5）变形织构塑性变形量足够大时，各软取向晶粒逐渐转向为硬取向晶粒，各晶粒的取向逐渐趋向一致，这种组织称为变形织构。

变形前变形后的纤维组织变形织构1）加工硬化金属随着变形量增加，其强度与硬度增加，塑性降低的现象。

原因：塑性变形中位错密度和点缺陷密度增加，使得位错滑移更为困难；软取向晶粒朝着硬取向变化。

加工硬化是不能用热处理强化的金属材料（如奥氏体不锈钢制品）提高强度的主要途径。

2）产生残余应力塑性变形在宏观和微观上的不均匀性，造成卸载后仍在其内部留存应力，称为残余应力。

根据其作用范围大小分为：宏观残余应力（第一类残余应力）遍及整个材料微观残余应力（第二类残余应力）晶粒尺度点阵畸变（第三类残余应力）晶粒内部第三类内应力是形变金属中的主要内应力，也是金属强化的主要原因。

而第一、二类内应力一般都使金属强度降低。

3）出现各向异性塑性变形产生的各晶粒取向趋于一致的组织，即变形织构，导致其力学、物理等性能呈现方向性（不同方向性能不同）。

板料的织构使板料沿不同方向变形不均匀，冲压成的零件边缘出现凹凸不平的形状，称为制耳现象。

板料冲压件的制耳现象4）物理、化学变化电阻率提高；密度下降；耐蚀性降低。

加热会增强原子的活动能力，使金属的组织和性能会通过回复、再结晶等一系列变化过程重新回到冷变形前的状态。

1）回复组织变化——加热温度较低时，原子将获得一定扩散能力。

通过原子的扩散，点缺陷密度下降，位错形成亚晶界。

金属材料高温变形行为模拟与失效分析方法

金属材料高温变形行为模拟与失效分析方法高温变形行为模拟与失效分析是金属材料研究中的重要课题之一。

在高温环境下，金属材料的性能和行为会发生显著的变化，因此需要进行相应的模拟和分析，以便更好地理解、预测和控制材料的高温变形和失效行为。

本文将介绍金属材料高温变形行为模拟与失效分析的方法。

一、高温变形行为模拟方法1. 热变形试验热变形试验是研究金属材料高温变形行为的重要实验手段。

它通过在高温条件下进行材料的拉伸、压缩、扭转等变形试验，来模拟和研究材料在高温下的变形行为。

常用的热变形试验方法有热拉伸试验、热压缩试验和热扭转试验等。

2. 热力学建模热力学建模是利用物理、数学和计算机模拟等方法，建立金属材料高温变形行为的数学模型。

通过对材料的热力学性质、塑性行为和组织变化等进行建模和仿真，可以预测材料在高温下的变形行为。

常用的热力学建模方法有有限元分析、计算流体力学等。

3. 材料本构模型材料本构模型是用来描述金属材料高温变形行为的数学模型。

它通过对材料的应力-应变关系进行建模，来模拟和预测材料在高温下的变形行为。

常用的材料本构模型有弹性模型、塑性模型和粘塑性模型等。

二、失效分析方法1. 断裂力学分析断裂力学分析是研究金属材料高温失效行为的重要方法之一。

它通过对材料的断裂行为进行力学分析，来研究和揭示材料在高温下的失效机制。

常用的断裂力学分析方法有线性弹性断裂力学、塑性断裂力学和破裂力学等。

2. 组织分析金属材料的组织对其高温变形和失效行为有着重要的影响。

因此，通过对材料的组织进行观察和分析，可以揭示其高温变形和失效机制。

常用的组织分析方法有金相显微镜观察、扫描电镜观察和透射电镜观察等。

3. 数值模拟数值模拟是利用计算机和数值计算方法，对金属材料高温变形和失效行为进行模拟和分析的方法。

通过建立相应的数学模型和计算模型，可以预测材料在高温下的变形和失效行为。

常用的数值模拟方法有有限元分析、计算流体力学和分子动力学模拟等。

金属的冷变形和热变形的含义和特点

金属的冷变形和热变形的含义和特点
金属的变形主要分为冷变形和热变形两类。

这两种变形方式在含义和特点上有着显著的区别。

首先，冷变形是指在室温下进行的金属变形。

由于变形过程中不涉及温度的显著变化，金属内部的晶体结构不会发生显著的改变。

因此，冷变形后的金属强度和硬度通常会有所提高，但塑性和韧性可能会降低。

此外，由于冷变形过程中金属内部产生的应力可能无法完全消除，因此可能会导致金属在变形后出现残余应力，从而影响金属的疲劳性能和使用寿命。

与之相反，热变形是指在高温度下进行的金属变形。

在这个过程中，金属内部的晶体结构会发生重排，产生新的晶体形态，这种过程被称为热加工或热变形。

由于热变形过程中金属内部晶体结构的改变，热变形后的金属往往具有更好的塑性和韧性，同时强度和硬度也有所提高。

此外，由于热变形过程中金属内部的应力可以得到一定程度的释放，因此热变形后的金属残余应力相对较小，对金属的疲劳性能和使用寿命的影响也较小。

总的来说，冷变形和热变形是金属加工中两种重要的变形方式。

它们在含义和特点上有着显著的区别，选择哪种方式主要取决于具体的加工需求和应用场景。

在金属学中冷变形加工和热变形加工的界线_概述及解释说明

在金属学中冷变形加工和热变形加工的界线概述及解释说明1. 引言1.1 概述在金属学中，冷变形加工和热变形加工是两种常用的金属加工方法。

它们通过不同的温度条件来实现材料的塑性变形，从而改善材料的力学性能和工艺性能。

冷变形加工通常在低温状态下进行，具有高强度、高硬度和较低韧性的特点；而热变形加工则在高温状态下进行，可以提高材料的延展性和韧性。

1.2 文章结构本文将首先概述冷变形加工和热变形加工的界线问题，包括它们各自的定义、特点以及区别与联系。

随后，将详细介绍冷变形加工和热变形加工的要点：原理和机制、常见试验方法及其应用以及在金属学中的具体应用领域。

最后，总结文章并指出冷变形与热变形之间存在模糊性以及影响其界限划分的要素，并提出进一步研究方向。

1.3 目的本文旨在深入探讨冷变形加工和热变形加工在金属学中的界线问题，并阐明两种加工方法的原理、特点以及应用领域。

通过对冷变形和热变形的比较与分析，希望能够增加读者对这两种加工方式的理解，为金属学领域的相关研究和应用提供一定的参考依据。

2. 冷变形加工和热变形加工的界线概述2.1 冷变形加工的定义和特点冷变形加工是指在室温下对金属材料进行塑性变形的一种加工方法。

其特点主要包括以下几个方面：首先，冷变形加工不需要进行热处理，可以直接从室温状态开始操作，因此能够节约能源和成本。

其次，冷变形加工过程中，由于材料的高冷硬性，使得其塑性减小。

这使得冷变形加工更适用于需要提高材料强度、改善材料表面质量以及精确尺寸控制的应用领域。

另外，在冷变形加工中，所需设备相对简单，并且生产效率高、安全可靠。

2.2 热变形加工的定义和特点热变形加工是将金属材料在高温条件下进行塑性变形的一种方法。

其特点主要包括以下几个方面：首先，在热变形过程中，由于高温作用下材料内部晶粒与晶格发生重新排列和扩散运动，导致材料塑性增大。

因此，在热变形加工中，材料具有较好的塑性和可变形性。

其次，热变形加工能够降低材料的硬度和强度，并改善材料的韧性和延展性。

金属材料冷热不均变形的原因

金属材料冷热不均变形的原因主要有以下几点：
1. 热胀冷缩：金属在受热时会膨胀，受冷时会收缩，当金属材料的一部分受热或受冷时，由于温度的不均匀分布，会导致金属材料的冷热不均变形。

2. 内部应力：金属材料在加工或使用过程中会产生内部应力，当金属材料受热或受冷时，内部应力会导致金属材料发生形变。

3. 结构不均匀：金属材料的结构不均匀也会导致冷热不均变形，例如金属材料中存在晶粒大小差异、组织不均匀等情况，会使金属材料在受热或受冷时出现不均匀的变形。

4. 外部约束：金属材料在受热或受冷时，如果受到外部约束限制，会导致金属材料的冷热不均变形，例如在焊接过程中，焊接点受热后会产生热变形，如果受到外部约束，则会导致焊接点出现形变。

第五节金属的热变形

七、超塑性变形机理
晶界滑动和扩散蠕变联合机理：在晶界滑移的同时，伴随有扩散蠕变，对晶界滑移起调节作用的不是晶内位错的运动，而是原子的扩散迁移。 4个六边形晶粒在应力作用下，通过晶界滑动、转动和原子的定向扩散(体扩散和晶界扩散)，晶粒形状由初始状态，经过中间状态，变为最终状态。最终和初始状态的晶粒形状相同，但位置发生了变化。因此，超塑性变形时，试样的宏观变化是依靠晶粒的换位，而这种换位又是通过晶界的滑动与扩散来完成的。
亚组织：等轴的亚晶粒。变形开始阶段，加工硬化效果强，位错密度增加，金属形成位错缠结和位错胞，构成亚晶界。因为是在高温下变形，位错可通过攀移、交滑移，使异号位错相遇，彼此抵消而破坏已形成的亚晶界；同时在另一些地方又有新的亚晶界形成，从而保持恒定的亚晶平均尺寸。
铝在400℃挤压所形成的动态回复亚晶 a)光学显微组织（偏振光 430×）；b)透射电子显微组织
WC =0.3%的碳钢铸态和锻态力学性能比较
状态 σb(Mpa) σ0.2(Mpa) δ(%) φ(%) ak(J/cm2)
锻态
铸态
530
500
310
280
20
15
45
27
56
28
2、形成流线，使材料出现各向异性
流线：夹杂物、第二相Байду номын сангаас偏析等沿变形方向分布，在经浸蚀的宏观磨面上出现的纤维组织。顺流线方向性能高(特别是塑、韧性)，垂直于流线方向性能较差。
易发生动态再结晶的金属：层错能低的面心立方金属，如：Cu、Ni、γ-Fe及奥氏体不锈钢等，其位错的交滑移和攀移难进行。动态再结晶组织的性能：强度低于动态恢复组织的强度，但高于静态再结晶后的强度。因为晶内还有位错缠结。控轧控冷：较高应变速率下，材料中始终有动态再结晶晶核存在，热变形后在高温停留时间长了，要发生静态再结晶和晶粒长大。因此，要将热变形获得的细小晶粒保留下来，要控制热变形的终止温度和热变形后的冷却。如控轧控冷工艺。

316不锈钢的热变形

316不锈钢的热变形
316不锈钢是一种常用的金属材料，在工业生产和制造中有着广泛的应用。

其在高温下的热变形行为一直是研究人员关注的焦点之一。

热变形是指金属材料在高温下受力时的形变行为，包括拉伸、挤压、压缩等形变方式。

在高温环境下，金属材料的晶粒结构发生改变，原子和晶格之间的相互作用也发生变化，从而导致材料的塑性变形行为。

316不锈钢作为一种重要的结构材料，其热变形行为的研究对于理解其性能和应用具有重要意义。

研究表明，316不锈钢在高温下存在着显著的热变形行为，其在不同温度和应变速率下的塑性变形规律也有所不同。

通过对316不锈钢在高温下的热变形行为进行研究，可以更好地预测其在实际工程应用中的性能表现，为相关工程设计提供可靠的理论依据。

在高温下，316不锈钢的晶粒结构会发生变化，形成一种特殊的塑性流动行为。

同时，金属材料的位错滑移和重结晶也会对316不锈钢的热变形行为产生影响。

因此，研究者们通过对316不锈钢的组织结构和变形机制进行深入分析，揭示了其在高温下的热变形规律。

此外，316不锈钢的化学成分和热处理工艺也会对其热变形行为产生影响。

通过对不同化学成分和热处理工艺下316不锈钢的热变形行为进行研究，可以为工程设计提供更合适的材料选择和工艺控制方法，从而提高材料
的性能和可靠性。

让我们总结一下本文的重点，我们可以发现，316不锈钢在高温下的热变形行为是一个复杂的研究课题，其受到多种因素的影响。

通过对316不锈钢材料在高温下的热变形机制进行深入研究，可以更好地理解其性能特点和应用规律，为相关工程领域的发展和进步提供理论支持和技术指导。

.。

冷、热变形金属的组织与性能变化

变形前变形后的纤维组织变形织构1）加工硬化金属随着变形量增加，其强度与硬度增加，塑性降低的现象。

原因：塑性变形中位错密度和点缺陷密度增加，使得位错滑移更为困难；软取向晶粒朝着硬取向变化。

加工硬化是不能用热处理强化的金属材料（如奥氏体不锈钢制品）提高强度的主要途径。

2）产生残余应力塑性变形在宏观和微观上的不均匀性，造成卸载后仍在其内部留存应力，称为残余应力。

而第一、二类内应力一般都使金属强度降低。

3）出现各向异性塑性变形产生的各晶粒取向趋于一致的组织，即变形织构，导致其力学、物理等性能呈现方向性（不同方向性能不同）。

板料的织构使板料沿不同方向变形不均匀，冲压成的零件边缘出现凹凸不平的形状，称为制耳现象。

板料冲压件的制耳现象4）物理、化学变化电阻率提高；密度下降；耐蚀性降低。

加热会增强原子的活动能力，使金属的组织和性能会通过回复、再结晶等一系列变化过程重新回到冷变形前的状态。

1）回复组织变化——加热温度较低时，原子将获得一定扩散能力。

通过原子的扩散，点缺陷密度下降，位错形成亚晶界。

金属的高温高速变形

金属的高温高速变形金属的高温高速变形是指在极端温度条件下，金属经历的形态变化。

在高温高速条件下，金属会发生塑性变形，形成各种形状和结构。

这种变形过程具有独特的特点和重要的应用价值。

高温高速变形是金属材料在高温条件下的一种常见现象。

在高温下，金属的晶格结构发生变化，原子之间的空隙增大，金属材料的塑性增强。

同时，高温状态下原子的热运动加剧，原子之间的相互作用力减弱，使得金属材料更容易发生形变。

因此，高温能够显著提高金属的塑性变形能力。

高速变形是金属在快速加载或冲击作用下的一种变形行为。

在高速加载下，金属材料承受巨大的冲击力和压力，导致金属发生塑性形变。

高速变形常见于高速碰撞、爆炸、冲击等场景中。

在这些极端条件下，金属材料需要能够承受巨大的力量，同时保持结构的完整性和稳定性。

高温高速变形的研究对于理解金属的力学性能和开发新型材料具有重要意义。

首先，研究金属在高温高速条件下的变形行为，可以揭示金属材料的内在力学特性。

通过观察金属的变形形态和结构演变，可以了解金属的塑性变形机制和变形规律。

其次，高温高速变形可以为新材料的设计和制备提供参考。

通过控制金属的变形条件和过程，可以制备出具有特殊性能和结构的新型材料，如高强度、高韧性、高导热性的金属材料。

高温高速变形还具有广泛的应用价值。

首先，它在航空航天领域得到广泛应用。

航空航天器在飞行过程中需要承受高温高速的冲击和振动，因此需要使用能够在极端条件下保持结构完整性的金属材料。

其次，高温高速变形在能源领域也具有重要意义。

例如，在燃烧室中，燃料的燃烧会产生高温高速的气流，金属材料需要能够承受这种高温高速环境。

因此，研究金属在高温高速条件下的变形行为，可以为能源设备的设计和优化提供指导。

金属的高温高速变形是金属材料在极端温度和加载条件下的一种形态变化。

它不仅对于金属的力学性能和材料设计具有重要意义，还具有广泛的应用价值。

通过深入研究金属的高温高速变形行为，可以为金属材料的开发和应用提供理论基础和技术支持。

金属的冷变形和热变形的含义和特点。

一、金属的冷变形和热变形的含义金属的变形是指通过外力使金属产生形状、尺寸或结构上的改变。

金属的变形可以分为冷变形和热变形两种类型。

冷变形是指在常温下进行金属加工，而热变形则是在高温下对金属进行加工。

两者各有其特点和应用范围，对于金属加工工艺具有重要意义。

二、冷变形的特点1. 需要较大的变形压力：在常温下，金属的变形抗力较大，需要较大的变形压力才能使金属发生塑性变形。

冷变形通常需要采用较大的压力设备，如压力机、滚压机等。

2. 变形后金属强度提高：冷变形可以使金属晶粒细化并产生变形硬化效应，提高金属的强度和硬度。

在一些对强度要求较高的零部件制造中，常采用冷变形工艺来提高材料的性能。

3. 变形过程产生热量少：冷变形过程中，由于变形速度较快，变形所产生的热量较少，大部分会随着金属的散热而失去，因此变形温度相对稳定。

4. 加工硬化效应明显：在冷变形过程中，金属材料会产生加工硬化现象，使材料的强度和硬度得到提高。

冷变形还会改善金属材料的力学性能和物理性能，提高材料的综合性能。

三、热变形的特点1. 变形易：在高温下，金属材料的塑性较好，变形抗力较小，因此比冷变形更容易进行金属加工。

通过热变形可以得到复杂形状的零部件，提高产品的精密度和成型性。

2. 变形后金属强度降低：热变形会使金属晶粒得到再结晶，使材料的强度和硬度降低，但同时也改善了金属材料的延展性和韧性，提高材料的成形性能。

3. 变形过程产生大量热量：在高温下进行金属加工时，金属的变形会产生大量的热量，需要及时采取降温措施对金属进行冷却，以防止过热和热裂现象的发生。

4. 加工硬化效应不明显：在热变形过程中，金属材料的加工硬化效应较小，因此通常需要通过热处理等方法来提高材料的强度和硬度，以满足实际使用要求。

四、冷变形与热变形的应用领域1. 冷变形在精密五金加工、汽车零部件制造、航空航天制造等领域得到广泛应用，可以有效提高产品的强度和硬度，提高零部件的精密度和表面质量。

金属材料的基础知识—金属的冷、热加工及再结晶(航空材料)

无
有
各向异性导致的铜板 “制耳”
（3）产生残余内应力
① 残余内应力：平衡于金属内部的应力，由金属内部不均匀变形引起。 ② 分类
宏观内应力－金属表层和心部变形不均匀；微观内应力－相邻晶粒变形不均匀；晶格畸变应力－位错等缺陷的增加造成，变形强化原因。
③ 残余内应力的危害引起零件加工过程变形、开裂。降低耐蚀性
自由锻
模锻
轧制
正挤压
反挤压
拉拔
冲压
多晶体的塑性变形
多晶体的塑性变形
晶内变形：许多个单晶塑性变形的总和晶间变形：晶粒间的滑移和转动
晶粒越细
变形分散在更多的晶粒内
晶界越多越曲折
变形更均匀
不利于裂纹传播
不产生过分的应力集中现象
断裂前发生较大的塑性变形
晶粒越细，强度越高、塑性韧性越好
3. 塑性变形后金属的组织与性能
④ 残余内应力的消除或降低 —— 去应力退火
金属的冷热变形加工
一、金属的冷、热变形加工
1. 冷、热加工的概念及特征
概念特征
热加工
在再结晶温度以上的塑性变形（热变形）
金属材料产生的加工硬化现象被消除，且变形抗力小，加热可提高材料塑性
冷加工
在再结晶温度以下的塑性变形（冷变形）
材料有加工硬化现象、变形抗力大、低塑性材料变形困难
单晶体的塑性变形方式：滑移和孪生。最基本、最重要的变形方式
（1）滑移：
在切应力的作用下，晶体的两个部分之间沿一定晶面（滑移面）和晶向（滑移方向）发生的相对移动。 ① 滑移原理
图1 晶体在切应力作用下的变形 a.未变形 b.弹性变形 c.弹塑性变形 d.塑性变形

金属热变形与冷变形的分界线

金属热变形与冷变形的分界线哎，说起来这金属的热变形和冷变形，简直就是咱厨房里的一场大戏，不信？听我慢慢道来。

记得那天，家里那口用了多年的铁锅，突然成了我们家的小明星。

老妈正忙着炒菜，火苗子呼呼地舔着锅底，那锅啊，就像是被施了魔法一样，渐渐变得红彤彤的，热得都能煎蛋了。

我凑过去一看，嘿，这锅的边缘竟然微微地翘了起来，就像是小姑娘害羞时抿起的嘴角，还挺有意思的。

“妈，这锅是不是热变形了？”我半开玩笑地问。

老妈瞥了我一眼，手里的铲子翻飞不停，“你懂啥，这是热胀冷缩，金属遇热就会这样。

不过话说回来，这锅也用了好多年了，是该换换了。

”我一听，来了兴趣，“那冷变形呢？是不是放冰箱里冻冻就能回去？”老妈被我逗乐了，“你这孩子，想得美！冷变形可不是这么回事。

记得小时候，你爸用锤子敲铁砧上的铁块，那才叫冷变形呢。

哐当哐当的，火星四溅，铁块被砸得扁扁的，形状都变了。

”说到这里，我仿佛能看到老爸那严肃认真的脸，还有他手里沉甸甸的锤子。

那时候我还小，总爱躲在一旁看热闹，心里既害怕又好奇。

铁块在老爸的手下仿佛有了生命，一会儿变长，一会儿变宽，最后变成了我们需要的形状。

“所以说啊，这热变形和冷变形，就像是金属的两面性。

”我继续琢磨着，“热的时候，它们变得柔软，容易变形；冷的时候，它们又变得坚硬，需要外力才能改变形状。

不过啊，不管怎么变，它们还是那块金属，本质没变。

”老妈听了我的话，笑着点点头，“嗯，你小子还挺有悟性的嘛。

就像人一样，不管经历多少风风雨雨，只要内心坚定，就不会改变自己的本色。

”我嘿嘿一笑，心里暖洋洋的。

这场关于金属变形的讨论，不仅让我学到了知识，更让我感受到了家的温馨和母爱的伟大。

原来，生活中的每一个小细节，都蕴含着深刻的道理和无尽的情感。

金属的热变形