(金属塑性成形原理课件)第14讲塑性影响因素

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Lesson Fourteen
铝合金冷挤压时因热效应所增加的温度
合金号 L4
挤压系数
挤压速度 （毫米/秒）
金属温度 ℃
11
150
158~195
LD2
11~16
150
294~315
LY11
11~16
150
340~350
LY11
31
65
308
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变形速度进行变形时，金属也会发生完全加工硬化。 因此，这种曲线是此变形温度所特有的一种曲线， 从中看出，塑性随变形速度的升高而降低。
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Lesson Fourteen
▪ 图(b)中的曲线也是某温度所特有的。
▪ 在此温度下，金属以非常小的变形速度进行变形时，在 其晶粒边界上可能有粘性流动出现，并通常会引起脆性 的晶间破坏。这就说明，在非常低的变形速度下，金属 的塑性是降低的。
2
7.2
Lesson Fourteen
影响塑性的主要因素
▪ 金属的化学成分及组织 ▪ 变形的温度—速度条件 ▪ 变形的力学条件 ▪ 其它因素
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Lesson Fourteen
Lesson Fourteen
Lesson Fourteen
变形温度对碳钢的塑性的影响
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四பைடு நூலகம்三高
▪ Ⅰ区：在此区域内金属的塑性极低，到200℃时塑性几乎完全消失，这大概是由于原 子热运动能力极低的缘故。
▪ Ⅱ区：位于200-400℃的范围内，此区域为蓝 脆区。由于时效的原因，柯氏气团钉扎住位 错，位错运动受阻，使得塑性降低。
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▪ 在温加工温度区间通常呈现形变时效现象，使金属 的变形抗力升高和塑性下降。在钢中形变时效出现 的温度为400℃左右(兰脆现象)，在难熔金属中，特 别是含过多的氧、氮和碳时，也出现形变时效现象。 金属的硬化和塑性的降低是与析出这些元素化合物 的高弥散质点有关。若因提高变形速度使弥散硬化 来不及形成时，将不出现金属塑性的下降。
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▪ 1区：位于l00-200℃范围内，其塑性的逐渐 增加，是由于原子热振动增加的缘故。
▪ 2区：位于700-800℃的范围，由于再结晶和 扩散过程的发生，使金属的塑性升高。
▪ 3区：位于950-1250℃的范围，在此区域内金 属具有均匀的奥氏体组织，产生充分的软化 效应。
金属塑性变形理论
Theory of metal plastic deformation
第十四讲 Lesson Fourteen
塑性影响因素
第七章
金属的塑性
Lesson Fourteen
主要内容
Main Content
▪ 塑性的概念及塑性指标 ▪ 影响塑性的主要因素 ▪ 超塑性现象
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▪ Ⅲ区：800-950℃。此区域的出现与相变有关。 在相变时由于铁素体和奥氏体的共存，使金 属产生不均匀的变形，塑性降低。也有人认 为，此区域的出现与硫的影响有关，并称此 区域为红脆(热脆)区。
▪ Ⅳ区：因此区域的温度过高，使金属的温度 接近熔化温度，可能产生过热或过烧的现象， 使晶间强度减弱，塑性大为降低。
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Lesson Fourteen
▪ 在脆性转变温度区间，应以低变形速度为佳。若变 形金属的冷脆点在室温附近时，低速变形可使冷脆 点向更低的方向移动。若冷脆点高于室温时，则增 加变形速度为宜。此时增加道次压下率能促使金属 的塑性升高，这是因为热效应使变形金属温度升高 的缘故。例如，在高速轧机上轧制变压器钢时，增 大压下量可使轧件温度升高到100－300℃，使钢超 越了冷脆点(在高速变形下低于100℃)。
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Lesson Fourteen
▪ 高温塑性变形（热变形）
▪ 在此温度区间提高变形温度会使金属的塑性升高。 但在0.5－0.8Tm的温度范围内的某一较窄的温度区 间可观察到由于晶间断裂而使塑性明显下降的现象。 这种高于再结晶温度时所出现的塑性下降现象称为 红脆。
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Lesson Fourteen 10
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Lesson Fourteen 11
Lesson Fourteen
▪ 一般随着变形速度的提高，塑性是下降的
(a)
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(b)
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▪ 图(a)是反映金属在某温度条件下，即使以非常小的
▪ 随着变形速度的升高，晶粒边界上的粘性流动消失，这 时变形抗力升高和另一种变形机理(滑移)开始作用，结 果使塑性升高。
▪ 当再继续提高变形速度时，塑性又开始下降。这是因为， 随着变形速度的增加，变形抗力升高，结果使变形抗力 达到了相应于更小的变形程度下的断裂抗力之值。
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Lesson Fourteen
变形温度－变形速度的联合作用
▪ 低温塑性变形（冷变形）
▪ 金属于室温，甚至直至开始再结晶温度(对纯金属为0.3— 0.4TM，对合金为＞0.5TM，TM为熔点的绝对温度)条件下变 形，当变形速度为10-3－10-4秒-1时，其塑性变形机构为滑 移。对许多体心立方金属来讲，在此温度区域内存在有脆 性转变温度。降低变形温度和提高变形速度时，滑移系统 的数目减少，使滑移的作用减小，孪生变形的作用增大， 结果导致金属的塑性大为下降。六方晶格金属也有类似的 现象，但对面心立方金属来讲，甚至在更低的温度下变形 金属也不会变脆。
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Lesson Fourteen
▪ 中温塑性变形（温变形）
▪ 温变形温度区间的上限是开始再结晶温度。此时基 本的塑性变形机构为晶内滑移。对钢来讲，高温塑 性变形机构如扩散机构、晶间滑动机构等特征现象， 一般出现在高于开始再结晶温度的100－200℃。增 加变形速度时会使高温变形机构的温度边界向更高 的温度方向移动。
▪ 在某些情况下，还要增加变形速度时，塑性又开始 提高。这是因为在很大的变形速度下，热效应开始 作用，使变形物体的温度升高和变形抗力下降。
▪ 当变形速度非常高时，热效应可能达到这样大的作 用，以致把金属加热到出现液相或大大降低其晶间 物质的强度。因此，在非常高的变形速度下，随着 变形速度的增加，金属的塑性急剧下降。