第二章金属的塑性变形 工程材料学教学课件
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力时，其晶粒的外形便开始发生变化，从破碎拉长
的晶粒变成新的等轴晶粒。这一பைடு நூலகம்程实质上是一个
新晶粒重新生核和成长的过程。通过重新生核和成
长后，晶粒的外形发生了变化，而晶格的型式并未
发生改变，仍与旧晶粒的晶格型式相同。
（三）晶粒长大 二次再结晶—把晶粒的不均匀急剧长大的现象。
二、金属的再结晶温度
影响再结晶温度的因素有： （1）金属的预先变形程度。 （2）金属的纯度。 （3）退火加热速度和时间。 再结晶退火加热温度经常定为最低再结晶温度以上 100℃—200℃。
第三节 回复与再结晶
一、变形金属在加热时的组织和性能的变化
在变形金属中，由于晶粒破碎拉长及位错等晶格缺陷大 量增加，使其内能升高，处于不稳定的状态，故一旦加 热，必然会发生组织和性能的变化，趋于稳定。这些变 化随温度的不同大致分为三个阶段： （一）回复—在加热温度较低时，仅因金属中的一些缺陷
和位错的迁移而所引起的某些晶内的变化。 （二）再结晶—当加热温度较高，具有较高的原子活动能
塑性变形的实质是金属内部的晶粒发生了压扁或拉长的不 可恢复的变形。
三、多晶体金属的塑性变形
（一）晶界和晶粒位向的影响 （二）多晶体的塑性变形过程
第二节 塑性变形对组织和性能的影响 塑性变形使金属的组织和性能大致有以下四种变化： 一、晶粒沿变形方向拉长，性能趋于各向异性； 二、晶粒破碎，位错密度增加，产生加工硬化； 三、织构现象的产生； 四、残余内应力。
第二章 金属的塑性变形与再结晶
第一节 金属的塑性变形
一、金属的变形和断裂
弹性变形—在应力低于弹性极限时，钢所发生的变形即弹 性变形。 弹性变形的实质是在应力的作用下，金属内部的晶格发生 了弹性的伸长和歪扭，但未超过其原子之间的结合力，故 外力去除后，其变形可完全恢复。
其特点是在外力去除后，它便可以完全恢复，并且应力 与应变成正比。 塑性变形—在外力去除后，其变形不能得到完全的恢复， 而具有残留变形和永久变形。不能恢复的变形为塑性变形
制品及半成品，以及硬脆性较大的金属材料的变形； 冷加工适用于截面尺寸较小、加工精度和表面光洁
度较高的金属制品。 二、热加工对金属组织和性能的影响 1、通过热加工，可使铸态金属中的气孔焊合，从而使 其致密度得以提高；
2、通过热加工，可使铸态金属中粗大枝晶和柱状晶粒 破碎，从而使其晶粒细化，机械性能得以提高；
3、通过热加工，可使铸态金属中的枝晶偏析和非金属夹 杂的分布发生改变，使它们沿着变形的方向细碎拉长，形
成所谓热加工“纤维组织”，从而使金属的机械性能具有 明
显的各向异性，纵向的强度、塑性和韧性显著大于其横
三、再结晶退火后的晶粒度
（一）加热温度的影响
（二）变形度的影响
第四节 金属的热加工
一、热加工与冷加工的区别
冷加工—在其再结晶温度以下的加工变形。 热加工—在其再结晶温度以上的加工变形。 热加工的优点：
使金属的强度和硬度会随温度的升高而降低，而塑性会 随温度的升高而升高，特别是金属在高温下的原子扩散速 度很大，金属再结晶会随时发生，故热加工时不仅金属的 变形抗力小、塑性大，而且不会产生加工硬化现象，可以 顺利地进行大量的加工变形。 用途：热加工主要用于截面尺寸较大、变形量较大的金属
的晶粒变成新的等轴晶粒。这一பைடு நூலகம்程实质上是一个
新晶粒重新生核和成长的过程。通过重新生核和成
长后，晶粒的外形发生了变化，而晶格的型式并未
发生改变，仍与旧晶粒的晶格型式相同。
（三）晶粒长大 二次再结晶—把晶粒的不均匀急剧长大的现象。
二、金属的再结晶温度
影响再结晶温度的因素有： （1）金属的预先变形程度。 （2）金属的纯度。 （3）退火加热速度和时间。 再结晶退火加热温度经常定为最低再结晶温度以上 100℃—200℃。
第三节 回复与再结晶
一、变形金属在加热时的组织和性能的变化
在变形金属中，由于晶粒破碎拉长及位错等晶格缺陷大 量增加，使其内能升高，处于不稳定的状态，故一旦加 热，必然会发生组织和性能的变化，趋于稳定。这些变 化随温度的不同大致分为三个阶段： （一）回复—在加热温度较低时，仅因金属中的一些缺陷
和位错的迁移而所引起的某些晶内的变化。 （二）再结晶—当加热温度较高，具有较高的原子活动能
塑性变形的实质是金属内部的晶粒发生了压扁或拉长的不 可恢复的变形。
三、多晶体金属的塑性变形
（一）晶界和晶粒位向的影响 （二）多晶体的塑性变形过程
第二节 塑性变形对组织和性能的影响 塑性变形使金属的组织和性能大致有以下四种变化： 一、晶粒沿变形方向拉长，性能趋于各向异性； 二、晶粒破碎，位错密度增加，产生加工硬化； 三、织构现象的产生； 四、残余内应力。
第二章 金属的塑性变形与再结晶
第一节 金属的塑性变形
一、金属的变形和断裂
弹性变形—在应力低于弹性极限时，钢所发生的变形即弹 性变形。 弹性变形的实质是在应力的作用下，金属内部的晶格发生 了弹性的伸长和歪扭，但未超过其原子之间的结合力，故 外力去除后，其变形可完全恢复。
其特点是在外力去除后，它便可以完全恢复，并且应力 与应变成正比。 塑性变形—在外力去除后，其变形不能得到完全的恢复， 而具有残留变形和永久变形。不能恢复的变形为塑性变形
制品及半成品，以及硬脆性较大的金属材料的变形； 冷加工适用于截面尺寸较小、加工精度和表面光洁
度较高的金属制品。 二、热加工对金属组织和性能的影响 1、通过热加工，可使铸态金属中的气孔焊合，从而使 其致密度得以提高；
2、通过热加工，可使铸态金属中粗大枝晶和柱状晶粒 破碎，从而使其晶粒细化，机械性能得以提高；
3、通过热加工，可使铸态金属中的枝晶偏析和非金属夹 杂的分布发生改变，使它们沿着变形的方向细碎拉长，形
成所谓热加工“纤维组织”，从而使金属的机械性能具有 明
显的各向异性，纵向的强度、塑性和韧性显著大于其横
三、再结晶退火后的晶粒度
（一）加热温度的影响
（二）变形度的影响
第四节 金属的热加工
一、热加工与冷加工的区别
冷加工—在其再结晶温度以下的加工变形。 热加工—在其再结晶温度以上的加工变形。 热加工的优点：
使金属的强度和硬度会随温度的升高而降低，而塑性会 随温度的升高而升高，特别是金属在高温下的原子扩散速 度很大，金属再结晶会随时发生，故热加工时不仅金属的 变形抗力小、塑性大，而且不会产生加工硬化现象，可以 顺利地进行大量的加工变形。 用途：热加工主要用于截面尺寸较大、变形量较大的金属