工程材料金属的塑性变形与再结晶塑变对金属组织和性能的影响

1、三、合金的塑性变形与强化三、合金的塑性变形与强化 合金组织特点：单相固溶体； 固溶体+化合物（一）固溶体的塑性变形与固溶强化 1、合金固溶体与纯金属多晶体的差异 2、溶质原子对塑性变形的影响晶格畸变柯氏气团阻碍位错运动.3、性能变化 通常：b、HB；、ak4、固溶强化原因和特点：溶质s、HB（二）多相合金的塑性变形和第二相强化 1、多相合金与单相合金固溶体的差异 2、第二相对塑性变形的影响 硬相本身阻碍位错运动 相界面晶格畸变阻碍位错运动3、变形抗力 相界面积 b、HB 4、多相合金的变形能力与第二相有关 包括: 数量、大小、形状、分布 数量、大小的影响：越少、越小 对变形能力削弱 形状、分布

2、的影响： 硬相呈网状分布时： s ，、ak 硬相呈片状时： 片越薄、片间距越小 s 、HB的同时、ak 越少 硬相呈颗粒时：s 、HB的同时、ak 越少。且硬质点越小，越圆，越均匀分布越好。 弥散强化：指由于第二相以细小质点的形态分布于基体中使合金显著强化的现象。第二相阻碍位错运动第二节第二节 塑变对金属组织和性能的影响塑变对金属组织和性能的影响一、塑变金属性能的变化一、塑变金属性能的变化 1、加工硬化： 随变形度的增大，金属的强度、硬度显著提高而塑型和韧性明显下降的现象。 2、加工硬化原因： 位错密度的显著提高导致变形抗力的增大 3、加工硬化规律 4、加工硬化的应用 5、其他性能变化： 变形

3、度 电阻率耐蚀性1、显微组织的变化 a、晶粒变形变形变形10% 100变形变形40% 100 变形变形80%100 纤维组织纤维组织工业纯铁不同变形度的显微组织工业纯铁不同变形度的显微组织二、塑变后金属组织的变化二、塑变后金属组织的变化金属形变后的亚结构 b、亚结构形成C、形变织构的产生 织构晶面、晶向择优取向 绝大部分晶粒的某一位向与外力方向趋于一致，性能出现各向异性。 丝织构： 板织构： 形变织构示意图 织构特点：各向异性织构特点：各向异性 织构危害：如织构危害：如“制耳制耳”现象现象织构利用：变压器铁芯硅钢片二、残余内应力（二、残余内应力（ 内）的产生）的产生 1、产生原因：内部各部分变

4、形不均匀所致 2、三类残余内3、内的危害宏观内：表面与心部微观内：晶粒之间、内部畸变内：晶格内引起零件加工过程变形、开裂。耐蚀性第三节第三节 冷变形金属在加热时组织冷变形金属在加热时组织与性能的变化与性能的变化一、发生变化的原因一、发生变化的原因 1 1、内因：、内因： 缺陷内能热力学不稳定有使内能恢复到稳定态的自发趋势2 2、外因：、外因：加热温度原子动能通过原子运动使可能变为现实二、变化的过程二、变化的过程（一）、回复阶段（温度较低时）1、组织变化显微组织缺陷：空位、间隙原子、位错2、性能变化b 、HB、k、略有变化内导电性、耐蚀性3、实际应用（二）、再结晶阶段1、组织变化2、性能变化b

5、、HB、k加工硬化消失3、再结晶定义： 冷变形金属在加热时组织、性能变化的过程。是形核和核心长大的过程。（三）、再结晶后晶粒长大 冷变形金属的再结晶过程示意图变形80%工业纯铁再结晶退火工业纯铁再结晶退火 显微照片显微照片 100100加热温度 T 和 加热时间 t 晶界迁移、晶粒合并长大。 变形变形80% 40080% 400退火退火8 8小时小时变形变形80% 600退火退火8小时小时（四）、再结晶与结晶的比较 1、相同点：都遵循形核、长大的规律 2、不同点：再结晶无晶格类型的变化三、再结晶温度与晶粒度三、再结晶温度与晶粒度1、再结晶温度（T再）定义：冷变形金属发生再结晶的最低温度纯金属的

6、T再0.4T熔影响T再的因素： 预变形度 T再杂质阻碍原子扩散 、晶界迁移T再 金属的再结晶温度与预变形度的关系4、再结晶退火后的晶粒度 T，保温时间，晶粒越粗再结晶退火温度对晶粒度的影响软化加工硬化金属细化晶粒2、实际再结晶退火温度 T实际T再1502503、 再结晶退火的目的预冷变形度的影响预变形度与再结晶晶粒的关系 （三）常见强化机制总结 1、细晶强化 2、固溶强化 3、加工硬化（位错强化、形变强化） 4、第二相强化第四节第四节 金金 属属 的的 热热 加加 工工一、金属热加工概念一、金属热加工概念 1、金属学上冷、热加工的区别 TT再(0.4Tm)，无加工硬化叫热加工 T T再，有加工

7、硬化叫冷加工 例：纯Pb， T再0.4*(328+273)-273=-33 纯W， T再1200 2、热加工实质冷变形强化再结晶软化两者交替进行的综合过程二、热加工的作用 1、改变形状，使之符合要求 2、消除（或减轻）铸造缺陷 3、改善组织细化晶粒成分、组织均匀化 4、形成流线 流线定义: 第二相沿变形方向被拉长 流线对性能的影响:各向异性 流线在工件中的合理分布 锻钢曲轴中的流线分布 5、形成带状组织 带状组织定义：热轧低碳钢中珠光体和铁素体沿轧制方向呈带状或层状分布。 带状组织对性能影响使机械性能 带状组织的消除: 扩散退火/正火本章小结1.塑性变形的方式和机制;2.常见金属的滑移面、方向，滑移系；3.滑移的临界分切应力;4.单晶体,多晶体,合金固溶体,多相合金的变形;5.再结晶与再结晶退火;6.热加工;7.金属的强化机制.人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金