金属的塑性变形ppt课件
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课件塑性加工原理塑性与变形总课件参考.ppt
1．镦粗时组合件的变形特点 2．基本应力的分布特点 3．第一类附加应力的分布特点
*
上课课件
3. 4. 2 平辊轧制时金属的应力及变形特点
1．基本应力特点 2．变形区内金属质点流动特点 3．平辊轧制时，第一类附加应力的分布特点
*
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3. 4. 3 棒材挤压时的应力及变形特点
1．棒材挤压时的基本应力状态 2 ．棒材挤压时的金属流动规律 3 ．棒材挤压时的附加应力
变形程度ε
应力σ
σsb
σsn
图3-25 拉伸时真应力与变形程度的关系 1)无缺口试样拉伸时的真应力的曲线 2）有缺口样拉伸的真应力曲线
*
上课课件
3. 3. 4 残余应力
1．残余应力的来源 2．变形条件对残余应力的影响 3．残余应力所引起的后果 4．减小或消除残余应力的措施 5．研究残余应力的主要方法
*
上课课件
2．最大摩擦条件 当接触表面没有相对滑动，完全处于粘合状 态时，单位摩擦力（ ）等于变形金属流动 时的临界切应力k，即： = k 3．摩擦力不变条件 认为接触面间的摩擦力，不随正压力大小而变。其单位摩擦力是常数，即常摩擦力定律，其表达式为： =m·k 式中，m为摩擦因子
第3章 金属塑性加工的宏观规律
§3. 1 塑性流动规律（最小阻力定律） §3. 2 影响金属塑性流动和变形的因素 §3. 3 不均匀变形、附加应力和残余应力 §3. 4 金属塑性加工诸方法的应力与变形特点 §3. 5 塑性加工过程的断裂与可加工性
*
上课课件
§3.1 塑性流动规律（最小阻力定律）
上课课件
3. 2. 2 变形区的几何因素的影响
变形区的几何因子（如H/D、H/L、H/B等）是影响变形和应力分布很重要的因素。
第三章金属冷塑性变形解析ppt课件
ED cGb2
式中常数c-0.5 2、储存能与亚结构的关系
ED
s
R
或
ED
K
D
式中常数α-1.5，K是常数
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
3、储存能与取向的关系 E110>E111>E112>E100
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
3.2 金属组织结构的变化
• 金属塑性变形的物理实质基本上就是位错的运动， 位错运动的结果就产生了塑性变形。
• 在位错的运动过程中，位错、溶质原子、间隙位 置原子、空位、第二相质点都会发生相互作用， 引起位错的数量、分布和组态的变化。从微观角 度来看，这就是金属组织结构在塑性变形过程中 或变形后的主要变化。
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
体心立方晶格金属最主要的择优取向是轧制平 面内的立方体平面{001}<110>，而且还有其它织 构类型，如{112}<110>和{111}<112>。
密排六方晶格金属通常会使底面平行于轧制平 面和密排方向<11-20>平行于轧制方向。
纯银在轧制期间形成一个{110}<112>简单织构， 这种织构称为“黄铜”织构。
织构的形成是与温度有关的。提高变形温度，促 进铜型织构而不利于黄铜型织构，以致于堆垛层错 能很低的金属或合金，仅当提高温度（如达到 0.5TM）时，才能保持黄铜织构。
式中常数c-0.5 2、储存能与亚结构的关系
ED
s
R
或
ED
K
D
式中常数α-1.5，K是常数
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
3、储存能与取向的关系 E110>E111>E112>E100
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
3.2 金属组织结构的变化
• 金属塑性变形的物理实质基本上就是位错的运动， 位错运动的结果就产生了塑性变形。
• 在位错的运动过程中，位错、溶质原子、间隙位 置原子、空位、第二相质点都会发生相互作用， 引起位错的数量、分布和组态的变化。从微观角 度来看，这就是金属组织结构在塑性变形过程中 或变形后的主要变化。
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
体心立方晶格金属最主要的择优取向是轧制平 面内的立方体平面{001}<110>，而且还有其它织 构类型，如{112}<110>和{111}<112>。
密排六方晶格金属通常会使底面平行于轧制平 面和密排方向<11-20>平行于轧制方向。
纯银在轧制期间形成一个{110}<112>简单织构， 这种织构称为“黄铜”织构。
织构的形成是与温度有关的。提高变形温度，促 进铜型织构而不利于黄铜型织构，以致于堆垛层错 能很低的金属或合金，仅当提高温度（如达到 0.5TM）时，才能保持黄铜织构。
金属塑性成形PPT课件
密排六方 （Close-package Hexagonal）
(Mg、Zn、Cd、α-Ti)
3.2塑性成 形机理
滑移
3 金属塑性 成形
滑移带 500倍
26
3.2塑性成 形机理 滑移
3 金属塑性 成形
27
3.2塑性成 形机理 滑
移
3 金属塑性 成形
28
3.2塑性成 形机理 滑移
3 金属塑性 成形
辊锻，楔横轧， 辗环，辊弯
7
3.1塑性成 形概述
塑性成形类型
3 金属塑性 成形
8
3.1塑性成 形概述
3 金属塑性 成形
体积成形
体积成形主要是指那些利用锻压设备和工、模具 ，对金属坯料（块料）进行体积重新分配的塑性 变形，得到所需形状、尺寸及性能的制件。
主要包括锻造（Forging）和挤压（Extrusion ）两大类。
日 常 用 品
3
汽 车 覆 盖 件
飞
冲压成形产品示例—— 高科技产品
机 蒙 皮
4
5
6
3.1塑性成 形概述
3 金属塑性 成形
锻压3塑（性Met成al 形for分gin类g and stamping）
1.体积成形 (Bulk Metal Forming):
1.1 锻造 (Forging)
1.1.1自由锻造 1.1.2模锻
用伸长率δ、断面收缩率ψ表示：
δ= （L1-L0）/ L0 ×100% ψ=（ S0-S1）/S0×100%
22
3.2塑性成
3 金属塑性
形机理
成形
2.金属塑性变形的实质
金 体—属——原—子显微组织——晶 典型晶格结构:
(Mg、Zn、Cd、α-Ti)
3.2塑性成 形机理
滑移
3 金属塑性 成形
滑移带 500倍
26
3.2塑性成 形机理 滑移
3 金属塑性 成形
27
3.2塑性成 形机理 滑
移
3 金属塑性 成形
28
3.2塑性成 形机理 滑移
3 金属塑性 成形
辊锻，楔横轧， 辗环，辊弯
7
3.1塑性成 形概述
塑性成形类型
3 金属塑性 成形
8
3.1塑性成 形概述
3 金属塑性 成形
体积成形
体积成形主要是指那些利用锻压设备和工、模具 ，对金属坯料（块料）进行体积重新分配的塑性 变形，得到所需形状、尺寸及性能的制件。
主要包括锻造（Forging）和挤压（Extrusion ）两大类。
日 常 用 品
3
汽 车 覆 盖 件
飞
冲压成形产品示例—— 高科技产品
机 蒙 皮
4
5
6
3.1塑性成 形概述
3 金属塑性 成形
锻压3塑（性Met成al 形for分gin类g and stamping）
1.体积成形 (Bulk Metal Forming):
1.1 锻造 (Forging)
1.1.1自由锻造 1.1.2模锻
用伸长率δ、断面收缩率ψ表示：
δ= （L1-L0）/ L0 ×100% ψ=（ S0-S1）/S0×100%
22
3.2塑性成
3 金属塑性
形机理
成形
2.金属塑性变形的实质
金 体—属——原—子显微组织——晶 典型晶格结构:
金属的超塑性变形PPT课件
金属的超塑性变形PPT 课件
目 录
• 引言 • 金属的超塑性变形概述 • 金属的超塑性变形机理 • 超塑性变形工艺 • 超塑性变形的影响因素 • 超塑性变形的应用实例 • 未来展望与研究方向
引言
01
主题简介
金属的超塑性变形是一种特殊的 材料行为，指金属在特定条件下
展现出极高的塑性变形能力。
这种能力使得金属在变形过程中 不会引发断裂或过多的能量耗散。
超塑性变形在金属加工、制造和 材料科学等领域具有广泛的应用
前景。
目的和意义
了解超塑性变形的原理和机制，有助于更好地应用这种材料行为，优化金属制品的 性能。
研究超塑性变形有助于推动材料科学的发展，为新材料的研发和应用提供理论支持。
通过深入探讨超塑性变形的机理，可以揭示金属材料的内在特性，为金属加工和制 造提供新的思路和方法。
织结构和性能。
应用
广泛应用于钛合金、铝合金、镁 合金等轻质合金的加工和性能优
化。
超塑性变形的影响因
05
素
材料成分与组织
材料成分
超塑性变形的性能与金属材料的成分密切相关。例如，某些合金元素可以提高超 塑性变形的稳定性和延伸率。
组织结构
材料的微观组织结构对超塑性变形行为具有显著影响。细晶、孪晶、相变等结构 特征可以增强超塑性变形能力。
应力状态的影响
超塑性变形通常在较低的应力状态下进行，这有助于材料在变形过程中保持较 好的延展性。
温度的影响
超塑性变形的温度范围通常较高，这有助于原子扩散和晶界滑移等过程，从而 促进材料的塑性变形。
超塑性变形工艺
04
热超塑性变形
定义
热超塑性变形是一种在高温下进行的塑性变形过程，金属 在特定的温度范围内表现出良好的延展性和低流变应力， 从而能够实现大塑性变形而不破裂。
目 录
• 引言 • 金属的超塑性变形概述 • 金属的超塑性变形机理 • 超塑性变形工艺 • 超塑性变形的影响因素 • 超塑性变形的应用实例 • 未来展望与研究方向
引言
01
主题简介
金属的超塑性变形是一种特殊的 材料行为，指金属在特定条件下
展现出极高的塑性变形能力。
这种能力使得金属在变形过程中 不会引发断裂或过多的能量耗散。
超塑性变形在金属加工、制造和 材料科学等领域具有广泛的应用
前景。
目的和意义
了解超塑性变形的原理和机制，有助于更好地应用这种材料行为，优化金属制品的 性能。
研究超塑性变形有助于推动材料科学的发展，为新材料的研发和应用提供理论支持。
通过深入探讨超塑性变形的机理，可以揭示金属材料的内在特性，为金属加工和制 造提供新的思路和方法。
织结构和性能。
应用
广泛应用于钛合金、铝合金、镁 合金等轻质合金的加工和性能优
化。
超塑性变形的影响因
05
素
材料成分与组织
材料成分
超塑性变形的性能与金属材料的成分密切相关。例如，某些合金元素可以提高超 塑性变形的稳定性和延伸率。
组织结构
材料的微观组织结构对超塑性变形行为具有显著影响。细晶、孪晶、相变等结构 特征可以增强超塑性变形能力。
应力状态的影响
超塑性变形通常在较低的应力状态下进行，这有助于材料在变形过程中保持较 好的延展性。
温度的影响
超塑性变形的温度范围通常较高，这有助于原子扩散和晶界滑移等过程，从而 促进材料的塑性变形。
超塑性变形工艺
04
热超塑性变形
定义
热超塑性变形是一种在高温下进行的塑性变形过程，金属 在特定的温度范围内表现出良好的延展性和低流变应力， 从而能够实现大塑性变形而不破裂。
金属材料的塑性变形与再结晶课件
ONE
KEEP VIEW
金属材料的塑性变形 与再结晶课件
目 录
• 金属材料的塑性变形 • 金属材料的再结晶 • 金属材料塑性变形与再结晶的应用 • 金属材料塑性变形与再结晶的实验研究方法 • 金属材料塑性变形与再结晶的理论模型
PART 01
金属材料的塑性变形
塑性变形的基本概念
塑性变形
金属材料在受到外力作用时发生的不可逆的形状变化。
END
THANKS
感谢观看
KEEP VIEW
再结晶的定义
再结晶是指在金属加工过程中，由于温度变化或外力作用，使得 金属内部发生晶格重构的过程。
再结晶的基本类型
包括静态再结晶、动态再结晶等，不同类型的再结晶过程对金属的 性能有不同的影响。
再结晶过程的驱动力
理论模型能够解释再结晶过程的驱动力，从而预测再结晶发生的条 件和过程，指导金属的加工和热处理过程。
石油化工设备如压力容器、管道等需 要承受高压和腐蚀介质，因此需要使 用经过塑性变形和再结晶处理的金属 材料。
航空航天
飞机和火箭等航空航天器的制造过程 中，需要使用经过塑性变形和再结晶 处理的金属材料，以确保其轻量化和 高强度。
金属材料塑性变形与再结晶的发展趋势
新材料的研发
随着科技的发展，新型金属材料 不断涌现，如高强度轻质合金、 纳米材料等，为金属材料的塑性 变形和再结晶提供了更多可能性。
实验原理
基于金属材料的物理和化学性质，利用各种实验手段观察和分析 金属材料在塑性变形和再结晶过程中的行为。
实验步骤
选择合适的金属材料，进行塑性变形和再结晶实验，收集实验数 据，进行结果分析和解释。
金属材料塑性变形的实验研究方法
拉伸实验 通过拉伸实验可以测量金属材料的屈服强度、抗拉强度和 延伸率等力学性能指标，同时观察金属材料在拉伸过程中 的变形行为。
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金属材料的塑性变形 与再结晶课件
目 录
• 金属材料的塑性变形 • 金属材料的再结晶 • 金属材料塑性变形与再结晶的应用 • 金属材料塑性变形与再结晶的实验研究方法 • 金属材料塑性变形与再结晶的理论模型
PART 01
金属材料的塑性变形
塑性变形的基本概念
塑性变形
金属材料在受到外力作用时发生的不可逆的形状变化。
END
THANKS
感谢观看
KEEP VIEW
再结晶的定义
再结晶是指在金属加工过程中，由于温度变化或外力作用，使得 金属内部发生晶格重构的过程。
再结晶的基本类型
包括静态再结晶、动态再结晶等，不同类型的再结晶过程对金属的 性能有不同的影响。
再结晶过程的驱动力
理论模型能够解释再结晶过程的驱动力，从而预测再结晶发生的条 件和过程，指导金属的加工和热处理过程。
石油化工设备如压力容器、管道等需 要承受高压和腐蚀介质，因此需要使 用经过塑性变形和再结晶处理的金属 材料。
航空航天
飞机和火箭等航空航天器的制造过程 中，需要使用经过塑性变形和再结晶 处理的金属材料，以确保其轻量化和 高强度。
金属材料塑性变形与再结晶的发展趋势
新材料的研发
随着科技的发展，新型金属材料 不断涌现，如高强度轻质合金、 纳米材料等，为金属材料的塑性 变形和再结晶提供了更多可能性。
实验原理
基于金属材料的物理和化学性质，利用各种实验手段观察和分析 金属材料在塑性变形和再结晶过程中的行为。
实验步骤
选择合适的金属材料，进行塑性变形和再结晶实验，收集实验数 据，进行结果分析和解释。
金属材料塑性变形的实验研究方法
拉伸实验 通过拉伸实验可以测量金属材料的屈服强度、抗拉强度和 延伸率等力学性能指标，同时观察金属材料在拉伸过程中 的变形行为。
金属及合金的塑性变形与断裂PPT课件
03
02
延性断裂的断口呈纤维状，色泽灰暗，表面 有明显的塑性变形。
04Biblioteka 脆性断裂：材料在断裂前几乎没有塑性变 形，断裂突然发生。
脆性断裂的断口呈结晶状，色泽光亮，没 有明显的塑性变形。
05
06
脆性断裂多发生在脆性材料中，如玻璃、 陶瓷等。
疲劳断裂与环境断裂
疲劳断裂：材料在循环载荷作用下发 生的断裂现象。
THANKS.
塑性变形机制
滑移
金属晶体在切应力作用下，晶体的一 部分相对于另一部分沿一定的晶面和 一定的晶向相对移动的现象。
孪生
金属晶体在切应力作用下，沿一定的 晶面和一定的晶向发生切变的现象。
晶界滑移
在多晶体金属中，晶界在切应力作用 下发生相对移动的现象。
晶界滑移与位错交互作用
晶界滑移与位错运动之间的相互作用， 影响金属的塑性变形行为。
金属及合金的塑性变形与断裂 涉及到材料科学、物理学、力 学等多个学科领域，开展跨学 科研究有助于深入理解其内在 机制，推动相关领域的发展。
通过实验与计算模拟相结合的 方法，可以更全面地揭示金属 及合金的塑性变形与断裂行为 ，为实际应用提供更准确的指 导。
将智能化与自动化技术应用于 金属及合金的塑性变形与断裂 研究中，可以提高研究效率， 降低实验成本，为实际生产提 供有力支持。
屈服准则
描述材料开始进入塑性变形的应力条件 。例如，Tresca和Von Mises屈服准则。
VS
应力-应变关系
描述金属或合金在塑性变形过程中应力与 应变之间的关系，通常呈现非线性特征。
加工硬化与软化现象
加工硬化
随着塑性变形的增加，金属或合金的强度和 硬度提高，但延展性和韧性下降的现象。
金属材料的塑性变形课件
热轧工艺
总结词
热轧工艺是一种在高温下对金属材料进行塑性变形的加工方法，通过将金属材料加热至一定温度后进 行轧制，使其发生塑性变形。
详细描述
热轧工艺通常在高温下进行，将金属材料加热至其塑性变形温度范围后进行轧制。在轧制过程中，金 属材料的晶格结构发生变化，导致其形状和尺寸发生改变。热轧工艺可以生产出大尺寸、形状简单的 金属制品，广泛应用于钢铁、铜、铝等金属材料的加工。
金属材料的塑性变形机制
滑移
金属晶体在切应力的作用下，晶 体的一部分相对于另一部分沿着 一定的晶面和晶向发生相对移动
。
孪生
金属晶体在切应力的作用下，晶 体的一部分相对于另一部分沿着 一定的晶面和晶向发生较大的相 对移动，但不改变晶体的对称性
的变形方式。
晶界滑移
晶界在切应力的作用下发生相对 移动，使整个晶体发生变形。
形加工，以确保其性能和安全性。
05
金属材料塑性变形的挑战与展 望
金属材料塑性变形的挑战
01
加工硬化
金属在塑性变形过程中，随着 变形程度的增加，材料的强度 和硬度逐渐提高，导致继续变 形所需的应力不断增加。这使 得金属的塑性变形变得困难， 甚至可能导致加工中止。
02
温度影响
金属材料的塑性变形受温度影 响较大。在低温环境下，金属 材料的塑性变形能力会显著降 低，可能导致脆性断裂。而在 高温环境下，金属可能会发生 氧化、腐蚀等反应，影响其力 学性能。
锻造工艺
总结词
锻造工艺是一种通过施加外力使金属材 料发生塑性变形的加工方法，通常在高 温或室温下进行。
VS
详细描述
锻造工艺可以通过多种方式实现，如自由 锻、模锻等。在锻造过程中，金属材料被 施加外力，使其发生塑性变形，以获得所 需的形状和性能。锻造工艺可以生产出高 强度、高韧性的金属制品，广泛应用于航 空、汽车、船舶等领域的金属加工。
金属的塑性变形和加工硬化课件
金属的屈服准则和流动法则
屈服准则
描述金属开始屈服的条件，常用的有Von Mises屈服准则和 Tresca屈服准则。
流动法则
描述金属在塑性变形过程中应力的变化与变形的关系，常用 的有Prandtl-Reuss流动法则和Coulomb-Mohr流动法则。
02 金属塑性变形的过程
弹性变形和塑性变形的比较
高性能金属材料的开发提供理论支持。
金属构件的疲劳寿命
02
研究金属其疲劳寿命，为金属构件的优化设计提供依据。
金属材料的可回收性和可持续性
03
研究金属塑性变形和加工硬化对材料可回收性和可持续性的影
响，为绿色制造和可持续发展提供支持。
加工硬化在金属材料的改性效果中起着重要作用，如通过 加工硬化可以改善金属材料的抗腐蚀性能、磁性能和热性 能等。
加工硬化在金属材料连接技术中的应用
金属材料连接技术
加工硬化可以用于金属材料的连接技术中，如通过焊接、铆接和粘 接等工艺，将两个或多个金属材料连接在一起。
金属材料连接工艺
加工硬化在金属材料的连接工艺中有着重要的应用，如通过控制焊 接温度、焊接速度和焊接压力等，可以获得高质量的焊接接头。
弹性变形
金属在受到外力作用时发生形变，当外力去除后，金属能够恢复原状。
塑性变形
金属在受到外力作用时发生形变，当外力去除后，金属不能恢复原状。
金属的塑性变形机制
滑移
金属晶体中的原子在切向应力作用下沿着一定的晶面和晶向相对滑移。
孪生
金属晶体中的一部分原子或分子的位置发生改变，以适应外力作用下的形变。
金属塑性变形的影响因素
纳米尺度实验技术
利用纳米压痕、原子力显微镜等纳米尺度实验技 术，研究金属在纳米尺度下的塑性变形和加工硬 化特性。
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高速钢Y=5-12
六、冷、热变形比较
热变形特点： （1）均匀、细化晶粒 （3）高温、塑性好 （5）精度差
冷变形特点： （1）不加热 （3）硬度、强度高
（2）消除加工硬化 （4）氧化严重 （6）设备贵，维修费高
（2）精度、表面质量好 （4）材料有方向性
（5）设备贵，存在残余应力，易产生裂纹。
§1-2 锻前加热与锻后冷却
三.锻造温度范围的确定
始锻温度---开 始锻造的温度。 始锻温 度↑金属的塑性↑，变形抗 力↓，便于加工，但过高会 产生过烧或熔化现象。低碳 钢的始锻温度为 1200~1250℃
终锻温度---停 止锻造的温度。要保证在终 锻温度前具有足够的塑性， 还要使锻件能够获得良好的 组织，一般应高于再结晶温 度。
第二篇 金属的压力加工
§1 金属塑性变形的实质 §2 自由锻 §3 模锻 §4 板料冲压
§1-1 金属的塑性变形
压力加工：在外力作用下，使金属产生塑性变形，获得一定几 何形状、尺寸和力学性能毛坯，原材料或零件的加工方法。压 力加工有自由锻、模锻、板料冲压、轧制、挤压、拉拔等。
一、塑性变形实质 1、单晶体塑性变形 （1）当无外力，晶格正常排列。 （2）外力作用使原子离开平衡位置，晶格变形。 （3）当剪应力足够大，沿晶面移动一个或几个原子距离。 2、多晶体塑性变形 多晶体是多个位向不同变形总和。特点： （1）变形过程复杂。 （2）变形抗力比单晶体大的多。
2.钢在加热过程中的过热与过烧
(1)过热
当钢加热超过某一温度，
并在此温度停留的时间过长，会引起奥氏体晶粒迅
速长大的现象，产生过热的钢冷却后晶粒仍粗大。
(2)过烧
当钢加热到接近熔化温度，
并在此温度长时间停留时，不但奥氏体的晶粒粗大，
同时由于氧化性气体渗入到晶界，使晶间物质Fe 、
C 、S发生氧化的现象。过烧的钢强度大降低。
(a)等轴晶
（b）变形后
（图a） 表示的 是具有 等轴晶 粒的纯 铁 ，经
过变形 后晶粒 都被拉 长（图 b）。
2．加工硬化（形变硬化、冷作硬化）
● 加工硬化 —— 金属在冷态下进行塑性变形时，随着 变形度的增加，其强度、硬度提高，塑性、韧性下降。
3．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。
温度/C°
A
1538 固相线 液相线 L
1250 始锻温度L+A
E
A
G 912
Arm
Ar3
800
A+Fe 3CⅡ
A+F
Ar1 K
PS
F+P P Fe3CⅡ+P
终锻温度
0.02 0.77 1.5 2.11C%
碳钢的锻造温度范围
四.锻件的冷却
冷却方法不当锻件可能产生裂纹而报废 或影响生产率。
1.锻件在冷却过程中产生内应力，应在 机械加工之前进行热处理,以免在机械加 工时或后变形。
● 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
● 残余内应力的消除或降低 —— 去应力退 火
三、回复与再结晶
加工硬化:是一种内部能量较高、不稳定状态，具有 回复到稳定状态的趋势。
1、回复：金属加热到某一温度时，T回=（0.25-0.3)T熔， 原子获得热能，消除晶格扭曲 和降低内应力。组织性 能变化不大。
2、再结晶：温度继续升高，原子获得更多热能，开始 以 某 些杂质和碎晶为晶核，并继续长大，旧晶核解体， 生成正常晶格的晶粒，从而消除了加工硬化组织。 T再=0.4T熔
回复与再结晶
变形金属在不同加热温度时晶粒大小和性能变化的示意图
四、热变形后金属组织与性能
1、气孔、缩孔、缩松能锻合，提高致密度。
§2-1自由锻设备
一.空气锤 使用方便、费用低、本身结构
简单操作方便，可完成全部自由锻 造工序和用于胎模锻。
4Fe3 O4+ O2=6Fe2 O3
氧化铁组
Fe3O4；内层为FeO
Fe+ CO2=Fe O + CO
中层为
Fe+ + H2O=FeO+H2
锻造时,钢每加热一次,有1.5~3.0%的金属被氧化烧损,
脱碳：
钢在高温加热时，表层中的碳和炉气中的氧 化气体发生反应，使表层含碳量下降的现象。
Fe3C+H2O=3Fe+CO+H2 Fe3C+ CO2=3Fe+ CO Fe3 C+O2=3Fe+ CO2 Fe3C+ H2=3Fe+C H4 脱碳会使钢表面变软，强度和耐磨性降低。
二、钢在加热过程中的物理、化学变化
1、钢在加热过程中的氧化与脱碳
氧化—钢加热到高温,表层的铁与炉气中的氧化性气体 发生化学反应,使钢表层变成氧化铁的现象.
氧化过程的化学反应:
2Fe+O2=2FeO 氧化扩散过程从外向内逐步
由于
6FeO+ O2=3Fe3O4 氧化皮由三层不同的
减弱,故
成:表层为Fe2 O3；
单晶体的滑移
多晶体
二、冷变形后的金属组织与性能 塑性变形后：
（1）产生纤维组织，引起各向异性 （2）晶格扭曲 （3）晶粒间产生碎晶
使金属的强度、硬度增加，塑性、韧性 下降，即加工硬化。增加滑移阻力，使金 属形变强化
1．纤维组织 2．加工硬化 3．残余内应力
1．纤维组织
● 晶粒拉长，纤维组织 → 各同异性
一、锻造前加热目的及方法
目的: 提高金属塑性,降低变形抗力.易于 锻造成形并获得好的锻后组织.
按加热热源不同可分为:
1.火焰加热，燃料来源方便,炉子修造简单, 加热费用低适应范围广。用于各种大、中、小型坯料的 加热。劳动条件差，加热速度慢，加热质量难于控制。
2.电加热
感应加热、接触加热、电
Hale Waihona Puke 阻炉加热、盐浴加热。加热质量好，主要用在模锻上。
2.冷却方式
空气中冷却、坑内冷却、炉中冷却。
§2 自由锻
抵铁自由锻造---利用冲击力或者压力使金属在上、下 之间产生变形得到锻件的方法。
特点：金属变形时，在砧铁间的水平方向可以自由流动。 自由锻可分为：
手工锻造：用于生产小锻件 机器锻造：所用设备有空气锤（生产小件）；蒸气－ 空气锤（中件）；水压机（大件）。
2、生成再结晶组织，细化晶粒。
3、生成纤维组织，使材料有方向性。
铸锭组织不均，晶粒粗大，气孔、夹杂，塑性 变形后，再结晶消除加工硬化组织，夹杂沿变形方 向分布，呈纤维状。变形增加越明显，使材料有方 向性。
五、金属变形程度
常用锻造比表示 Y=F0/F
F0表示变形前面积
F表示变形后面积
钢锭Y=2-3
合金钢Y=3-4