机械工程材料-第三章 (2)ppt课件

1、 金属塑性变形的本质是原子相对挪动到达新的稳定位置。金属塑性变形的本质是原子相对挪动到达新的稳定位置。其挪动间隔往往超越了晶格中的原子间距，使原子失去其挪动间隔往往超越了晶格中的原子间距，使原子失去恢复到原始形状的才干。因此，产生永久变形。恢复到原始形状的才干。因此，产生永久变形。 2资料利用率资料利用率高。高。3塑性成形的优缺陷1机械性能高。加工后组织性能得到改善和提高 4可到达一定的精度和可到达一定的精度和外表粗糙度常规加工，精车外表粗糙度常规加工，精车可达可达67级精度，塑性加工可级精度，塑性加工可达达78级，精锻齿轮可达级，精锻齿轮可达7级，级，车削达车削达6级，也具有一定的外表级，也

2、具有一定的外表粗糙度。粗糙度。 3消费率高高速冲床消费率高高速冲床500600/min，螺栓、螺母消费。，螺栓、螺母消费。 5消费预备时间长，模消费预备时间长，模具设备投资大，适宜大批量消具设备投资大，适宜大批量消费。费。 6有一定的局限性。有一定的局限性。 一滑移一滑移 晶体的一部分沿一定的晶面和晶向晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于另一部分产生相对挪动或切相对于另一部分产生相对挪动或切变。这一晶面和晶向叫滑移面和滑变。这一晶面和晶向叫滑移面和滑移方向。滑移系移方向。滑移系l1.塑性变形的根本方式塑性变形的根本方式l主要经过滑移和孪生进展主要经过滑移和孪生进展l 原子陈列密度原子陈列密度最

3、大的晶面，如最大的晶面，如面面 原子陈列原子陈列密度最大的密度最大的方向方向 滑移方向滑移方向+=滑移系滑移系 滑 移 面 和 该滑 移 面 和 该面上的一个滑移面上的一个滑移方向方向 l在其它条件一样下，滑移系越多在其它条件一样下，滑移系越多塑性塑性越好越好l普通：滑移面普通：滑移面 原子密排面原子密排面面面l滑移方向滑移方向 原子陈列最密方向原子陈列最密方向6 6个滑移面个滑移面 2 2个滑移方向个滑移方向=体心立方1212个滑移系个滑移系面心立方4 4个滑移面个滑移面 3 3个滑移方向个滑移方向=1212个滑移系个滑移系1 1个滑移面个滑移面 3 3个滑移方向个滑移方向=3 3个滑移系个

4、滑移系密排六方 结论：面心立方的滑移面共有四组，每组有三个滑移方向有12个滑移系体心立方的滑移面共有6组，每组有2个滑移方向有12个滑移系密排六方滑移面此面包括3个滑移方向故有3个滑移系滑移系越多，塑性越好。面心立方比体心立方塑性好，由于面心立方的滑移方向多。面心立方塑性最好；密排六方塑性最差。2 2孪晶：晶体的一部分相对另一部分，沿着一定的晶面孪晶：晶体的一部分相对另一部分，沿着一定的晶面孪晶面产生一定角度的切变。孪晶面产生一定角度的切变。对于密排六方，由于滑移系少对于密排六方，由于滑移系少，常以孪生方式变形，孪晶面，常以孪生方式变形，孪晶面10121012孪生方向孪生方向对于体心立方：如对

5、于体心立方：如Fe Fe 在在遭到冲击或低温下变形时，产生遭到冲击或低温下变形时，产生孪晶，构成的孪晶带很狭长牛孪晶，构成的孪晶带很狭长牛曼带孪晶面曼带孪晶面112112孪晶方向孪晶方向面心立方：在低温时面心立方：在低温时CuCu 孪晶面孪晶面111111退火孪晶出如今面心立方构造金退火孪晶出如今面心立方构造金属中属中Sb Sb 、 Bi Bi等菱方构造金属几乎全等菱方构造金属几乎全为孪生变形。为孪生变形。 二二. .单晶体的滑移变形单晶体的滑移变形l受力条件：受力条件：l正应力正应力 与滑移面垂直的应力与滑移面垂直的应力 只产生弹性变只产生弹性变形或断裂。形或断裂。l切应力切应力 与滑移面平

6、行的应力与滑移面平行的应力 产生塑性变形产生塑性变形弹性变形正断临界切应力：使晶体开场滑移的切应力。临界切应力：使晶体开场滑移的切应力。coscoscoscosAPcoscossc当当=S时，那么临界切应力时，那么临界切应力 coscos取向因子5 . 0,45max则2max当当软取向0,900, 090、或、0硬取向当时晶体缺陷：无缺陷的晶体，晶体缺陷：无缺陷的晶体，cc很大。少量的位错，可很大。少量的位错，可大大降低大大降低cc。但位错密度。但位错密度添加，添加，cc。位错的运动位错的运动 晶体的滑移是在剪应力作用下，经过滑移面上的位晶体的滑移是在剪应力作用下，经过滑移面上的位错的运动进

7、展的。错的运动进展的。无缺陷的晶体，无缺陷的晶体，c =6400N/mm2c =6400N/mm2实践晶体实践晶体c =1N/mm2c =1N/mm2c =6400N/mm2c =6400N/mm2c =1N/mm2c =1N/mm2位错的存在，对金属的强度位错的存在，对金属的强度和变形都有重要的影响。如和变形都有重要的影响。如金属中有很高的位错密度金属中有很高的位错密度、难于变形，强度提高。难于变形，强度提高。普通退火的多晶体金属中，普通退火的多晶体金属中，位错密度为位错密度为106106108cm-2108cm-2。经过剧烈冷变形的金属，位经过剧烈冷变形的金属，位错密度可添加到错密度可添加

8、到101110111012cm-21012cm-2。VS位错密度位错密度： 3.多晶体的塑性变形多晶体的塑性变形 1) 晶粒位向的影响晶粒位向的影响 晶粒位向影响：任一晶粒滑移时，都将遭到周围不同晶粒位向影响：任一晶粒滑移时，都将遭到周围不同位向的晶粒妨碍，从而也使变形抗力增大。位向的晶粒妨碍，从而也使变形抗力增大。 2 晶界的作用晶界的作用 晶界对塑性变形有较大的妨碍作用。经拉伸后，试样晶界对塑性变形有较大的妨碍作用。经拉伸后，试样变形，出现明显的所谓变形，出现明显的所谓“竹节景象。即试样在远离夹竹节景象。即试样在远离夹头和晶界的晶粒中间部分出现明显的缩颈。而在晶界头和晶界的晶粒中间部分出现

9、明显的缩颈。而在晶界附近的截面几乎不变。这足以阐明金属的晶界比晶粒附近的截面几乎不变。这足以阐明金属的晶界比晶粒本身具有较高的变形抗力。本身具有较高的变形抗力。l3)、晶粒大小的影响、晶粒大小的影响l金属资料的晶粒大小对机械性能有很大的影响。金属资料的晶粒大小对机械性能有很大的影响。l晶粒愈细金属的强度就愈高。由于晶界的总面积多，晶粒愈细金属的强度就愈高。由于晶界的总面积多，每个晶粒周围的不同位向的晶粒数也多，因此对塑性变每个晶粒周围的不同位向的晶粒数也多，因此对塑性变形抗力也就愈大。形抗力也就愈大。l金属资料的晶粒愈细，不仅强度高，而且塑性和韧性金属资料的晶粒愈细，不仅强度高，而且塑性和韧性

10、也好。由于晶粒愈细，在单位体积内的晶粒数愈多，金也好。由于晶粒愈细，在单位体积内的晶粒数愈多，金属的总变形量可分散到更多的晶粒中，使晶粒变形比较属的总变形量可分散到更多的晶粒中，使晶粒变形比较均匀。另一方面，晶粒愈细，晶界就愈多，愈曲折，可均匀。另一方面，晶粒愈细，晶界就愈多，愈曲折，可妨碍裂纹的扩展。妨碍裂纹的扩展。 所以细晶粒的金属资料具有良好的所以细晶粒的金属资料具有良好的韧性和塑性。韧性和塑性。05机械-第2周第3节-2019.9.11l多晶体的塑性变形特点多晶体的塑性变形特点l不同时性；软取向先变形不同时性；软取向先变形l相互协调性；相互协调性；l 不均匀性。不均匀性。3.2 塑性变

11、形对金属组织和性能的影响塑性变形对金属组织和性能的影响 1 1显微组织的变化显微组织的变化 纤维组织：在外力的作用下，晶粒的外形随着外形的变纤维组织：在外力的作用下，晶粒的外形随着外形的变化而变化。当工件的外形被拉长或压扁时，其内部晶粒化而变化。当工件的外形被拉长或压扁时，其内部晶粒的外形也随之被拉长或压扁。当形变量很大时，晶粒呈的外形也随之被拉长或压扁。当形变量很大时，晶粒呈现出一大片如纤维状的条纹，称为纤维组织。现出一大片如纤维状的条纹，称为纤维组织。纤维组织纤维组织l2 2亚构造的细化亚构造的细化l实践晶体的每一个晶粒内存在着许多尺寸很小、位向差实践晶体的每一个晶粒内存在着许多尺寸很小、

12、位向差也很小的亚构造。随着变形的发生，不仅晶粒外形发生变也很小的亚构造。随着变形的发生，不仅晶粒外形发生变化，而且晶粒内部也发生变化。在晶粒内出现明显的位移化，而且晶粒内部也发生变化。在晶粒内出现明显的位移线和滑移带。随着变形量的添加，位错密度添加。晶粒破线和滑移带。随着变形量的添加，位错密度添加。晶粒破碎成亚晶粒。碎成亚晶粒。 3 3变形织构变形织构 与单晶体一样，多晶体在塑性变形时也伴随着晶与单晶体一样，多晶体在塑性变形时也伴随着晶体的转动过程。故当变形量很大时，多晶体中原体的转动过程。故当变形量很大时，多晶体中原为恣意取向的各个晶粒会逐渐伐整其取向而彼此为恣意取向的各个晶粒会逐渐伐整其取

13、向而彼此趋于一致。这种由于塑性变形的结果而使晶粒具趋于一致。这种由于塑性变形的结果而使晶粒具有择优取向的组织叫变形织构。有择优取向的组织叫变形织构。 2.2.塑性变形对金属性能的影响塑性变形对金属性能的影响l1加工硬化：随着冷变形程度加工硬化：随着冷变形程度的添加，金属的强度、硬度提高，的添加，金属的强度、硬度提高，塑性下降的景象称加工硬化或形塑性下降的景象称加工硬化或形变强化。变强化。l缘由：随着变形的发生，不仅晶缘由：随着变形的发生，不仅晶粒外形发生变化，而且晶粒内部粒外形发生变化，而且晶粒内部也发生变化。在晶粒内先出现明也发生变化。在晶粒内先出现明显的滑移线和滑移带。随着变形显的滑移线和

14、滑移带。随着变形量的添加，位错密度添加，晶粒量的添加，位错密度添加，晶粒破碎成亚晶粒。晶格产生严重畸破碎成亚晶粒。晶格产生严重畸变，使金属进一步滑移的阻力增变，使金属进一步滑移的阻力增大。大。 加工硬化是强化金属的一种重要手段之一。举例阐明：例1，经冷轧后的带钢或冷拉后的钢丝，其抗拉强度可达18002000N/mm2。这对纯金属和不能热处置强化的金属资料来说，具有非常重要的意义。例2：自行车链条的链板，资料为16Mn，原来的硬度为160HB，抗拉强度为520MPa，经过五次轧制，使钢板的厚度由3.5mm紧缩到1.2mm，硬度提高到275HB，抗拉强接近1000MPa。对于不能用热处置方法强化的

15、资料，用加工硬化方法提高其强度显得更加重要。如铝、铜及奥氏体不锈钢，在消费上往往制成冷拔棒材或冷轧板材供应用户。加工硬化意义加工硬化意义例例3 3 ：发电机的护环，：发电机的护环，资料：高锰奥氏体无磁钢。资料：高锰奥氏体无磁钢。如如40Mn18Cr340Mn18Cr3，不能经过热处置强化。但能产生，不能经过热处置强化。但能产生剧烈的加工硬化景象。剧烈的加工硬化景象。因此，消费中经常采用冷变形来提高其强度。因此，消费中经常采用冷变形来提高其强度。无加工硬化无加工硬化容易拉穿容易拉穿冷加工成形得以顺利进展(拉拔,拉深)拉深时，弯角处变形最拉深时，弯角处变形最严重，产生加工硬化，严重，产生加工硬化，

16、该处变形到一定的程度该处变形到一定的程度后，随后的变形转移到后，随后的变形转移到其它部分，可得到厚薄其它部分，可得到厚薄均匀的拉深件。均匀的拉深件。截面减小，假设无加工截面减小，假设无加工硬化，钢丝在出模后，硬化，钢丝在出模后，能够被拉断。能够被拉断。05交通运输-第2周第3节-2019.9.13例例4 4 ：发掘机的斗齿：发掘机的斗齿.ZGMn13.ZGMn13不能经过热处置强化。但能产生剧烈的加工硬化景象。因不能经过热处置强化。但能产生剧烈的加工硬化景象。因此，消费中其强度和硬度越来越高。此，消费中其强度和硬度越来越高。发掘机的斗齿发掘机的斗齿.Mn13.Mn13的成型方法的成型方法? ?

17、具有过载才干，运用平安(具有平安性)任何最准确的设计和加工出来的零件，在运用过程中各个部分的受力也是不均匀的，往往会在某些部位出现应力集中和过载景象，使该处产生塑性变形。假设没有加工硬化，那么该处产生塑性变形越来越大，应力也越来越高，最后导致零件的失效和断裂。三清山上山索道图三清山上山索道图 但正是由于加工硬化但正是由于加工硬化这一景象，偶尔过载这一景象，偶尔过载部位的变形会自行停部位的变形会自行停顿，从而提高了零件顿，从而提高了零件的平安性。的平安性。为消除其硬化景象，以便继续进展变形加工，必为消除其硬化景象，以便继续进展变形加工，必需在加工过程中安排退火工序。需在加工过程中安排退火工序。加

18、工硬化意义总结加工硬化意义总结 1 1一种强化手段一种强化手段2 2冷加工成形得以顺利进展冷加工成形得以顺利进展3 3具有过载才干，运用平安具有过载才干，运用平安4 4塑性，塑性，切削性能切削性能不利：塑性变形困难不利：塑性变形困难中间退火中间退火消除硬化。消除硬化。 l2 2塑性变形对其他性能的影响塑性变形对其他性能的影响l金属资料经塑性变形后，其物理性能和化学性能也将发金属资料经塑性变形后，其物理性能和化学性能也将发生明显变化，如生明显变化，如: : l使金属及合金的电阻添加、导电性能和电阻温度系数使金属及合金的电阻添加、导电性能和电阻温度系数下降、导热系数下降。下降、导热系数下降。l塑性

19、变形提高金属内能，使其化学活性提高、腐蚀性塑性变形提高金属内能，使其化学活性提高、腐蚀性能降低。能降低。 3.3.剩余应力剩余应力 1 1宏观应力宏观应力使金属变形开裂使金属变形开裂 2 2微观应力微观应力内部产生微裂纹内部产生微裂纹 缘由：由于多晶体变形分布不均匀。缘由：由于多晶体变形分布不均匀。lT T回回 0.250.250.30.3T T熔熔l1. 1. 回复回复T熔熔金属的熔点，金属的熔点，K 式中的式中的T T回和回和T T熔均以热力学温度表示。熔均以热力学温度表示。由热力学温标定义的温度叫热力学温度。热力学由热力学温标定义的温度叫热力学温度。热力学温度的单位是开尔文温度的单位是开

20、尔文, ,简称开简称开, ,符号是符号是K K。 摄氏温度与热力学温度的换算关系：摄氏温度与热力学温度的换算关系：t= T-273.15 t= T-273.15 回复：把变形金属在较低的温度加热时，将不会引起金回复：把变形金属在较低的温度加热时，将不会引起金属内的显微组织发生明显的变化，即属内的显微组织发生明显的变化，即点缺陷，位错等作微量的迁移，从而使晶体内的某些点缺陷，位错等作微量的迁移，从而使晶体内的某些空位和间隙原子合并，空位和间隙原子合并，位错数量减少，晶格畸变程度降低，剩余内应力部分位错数量减少，晶格畸变程度降低，剩余内应力部分消逝。消逝。l结论：回复目的：l剩余内应力部分消逝；l

21、能提高金属的抗腐蚀才干；1. 1. 再结晶再结晶1 1变形金属的再结晶变形金属的再结晶 定义定义 当变形金属加热至较高温度，当变形金属加热至较高温度，原子具有分散才干时，会在变形最猛原子具有分散才干时，会在变形最猛烈的区域自发地构成新的细小等轴晶烈的区域自发地构成新的细小等轴晶粒。这一过程。本质上也是一个新晶粒。这一过程。本质上也是一个新晶粒的生核和长大过程，但晶格类型不粒的生核和长大过程，但晶格类型不发生变化，只改动晶粒的外形，故称发生变化，只改动晶粒的外形，故称为再结晶。为再结晶。再结晶能消除加工硬化景象。再结晶能消除加工硬化景象。机械性能恢复到变形前的性能。机械性能恢复到变形前的性能。

22、2 2再结晶温度再结晶温度 通常指经大变形度通常指经大变形度70%-80%70%-80%的变形后，在规定的时间内能完成再结晶的最低的变形后，在规定的时间内能完成再结晶的最低温度。温度。 纯金属的最低再结晶温度与熔点的关系为：纯金属的最低再结晶温度与熔点的关系为： T T再再 = =0.350.350.40.4T T熔熔l3影响再结晶晶粒度的要素。l加热温度：加热温度，晶粒大l保温时间：保温时间，晶粒大l变形程度：变形程度 ，晶粒细l 原始晶粒度 l 金属的化学成分 3. 3. 晶粒长大晶粒长大 也称二次再结晶也称二次再结晶 加热温度加热温度，再结晶后的新晶粒迅速，再结晶后的新晶粒迅速吞并长大吞

23、并长大称聚合再结晶称聚合再结晶二次再结晶导致资二次再结晶导致资料晶粒粗大，降低料晶粒粗大，降低资料的强度、塑性资料的强度、塑性和韧性，对产品的和韧性，对产品的性能非常有害。性能非常有害。思索思索1.1.有人不小心将打在铸造黄铜件上的数码挫掉有人不小心将打在铸造黄铜件上的数码挫掉, ,要要重新识别原来打上的数码重新识别原来打上的数码, ,其方法是：其方法是：1 1将打数码外表抛光将打数码外表抛光, ,直接识别。直接识别。2 2将打数码加热将打数码加热, ,发生再结晶再识别。发生再结晶再识别。3 3将打数码外表抛光将打数码外表抛光, ,浸蚀后识别。浸蚀后识别。4 4无法识别。无法识别。例题例题用一

24、根冷拉钢丝绳吊装一大型工件进入热处用一根冷拉钢丝绳吊装一大型工件进入热处置炉，并随工件一同加热到置炉，并随工件一同加热到1000保温，当保温，当出炉后再次吊装工件时，钢丝绳发生断裂，出炉后再次吊装工件时，钢丝绳发生断裂，试分析其缘由。试分析其缘由。例题例题用一根冷拉钢丝绳吊装一大型工件进入热处置炉，并随工用一根冷拉钢丝绳吊装一大型工件进入热处置炉，并随工件一同加热到件一同加热到1000保温，当出炉后再次吊装工件时，钢保温，当出炉后再次吊装工件时，钢丝绳发生断裂，试分析其缘由。丝绳发生断裂，试分析其缘由。答：冷拉钢丝绳是利用加工硬化效应提高其强度的，在这答：冷拉钢丝绳是利用加工硬化效应提高其强度

25、的，在这种形状下的钢丝中晶体缺陷密度增大，强度添加，处于加种形状下的钢丝中晶体缺陷密度增大，强度添加，处于加工硬化形状。在工硬化形状。在1000时保温，钢丝将发生回复、再结晶时保温，钢丝将发生回复、再结晶和晶粒长大过程，组织和构造恢复到软化形状。在这一系和晶粒长大过程，组织和构造恢复到软化形状。在这一系列变化中，冷拉钢丝的加工硬化效果将消逝，强度下降，列变化中，冷拉钢丝的加工硬化效果将消逝，强度下降，在再次起吊时，钢丝将被拉长，发生塑性变形，横截面积在再次起吊时，钢丝将被拉长，发生塑性变形，横截面积减小，强度将比保温前低，所以发生断裂。减小，强度将比保温前低，所以发生断裂。 定义定义 以金属学

26、的观念来看，金属的冷加工和以金属学的观念来看，金属的冷加工和热加工的界限是以金属的再结晶温度来区分。热加工的界限是以金属的再结晶温度来区分。 高于再结晶温度的加工变形为热加工高于再结晶温度的加工变形为热加工 而低于再结晶温度的加工变形为冷加工，并不而低于再结晶温度的加工变形为冷加工，并不以详细的加工温度高低来区分。以详细的加工温度高低来区分。 钨的再结晶温度为钨的再结晶温度为12001200，对钨来说在，对钨来说在11001100的的高温下高温下 进展的加工属于冷加工；进展的加工属于冷加工； 而锡再结晶温度为而锡再结晶温度为-7-7，在室温下加工属于热加，在室温下加工属于热加工。工。例题例题:

27、 : 纯铅纯铅T T熔：熔：327327的再结晶温度为的再结晶温度为-33-33，它在，它在常温下的变形为常温下的变形为 热热 变形。而钨变形。而钨 T T熔：熔：33803380在在10001000的变形为的变形为 冷冷 变形，这是由于变形，这是由于 T T再再 = = 11881000 11881000 。T T再再 = 0.4T = 0.4T熔熔 = 0.4 = 0.4327+273327+273= 240= 240K KT T再再 = 240 273 = -33 = 240 273 = -33T T再再 = 0.4T = 0.4T熔熔 = 0.4 = 0.43380+2733380+2

28、73= 1461= 1461K KT T再再 = 1461 273 = 1188 = 1461 273 = 1188l热加工意义：热加工意义：l 由于随着温度的升高，金属的硬度降低，由于随着温度的升高，金属的硬度降低，塑性提高，特别是金属在高温下的原子分散塑性提高，特别是金属在高温下的原子分散才干很大，其再结晶会随着而发生，所以采才干很大，其再结晶会随着而发生，所以采用热加工变形，不仅金属的变形抗力小，塑用热加工变形，不仅金属的变形抗力小，塑性大，而且也不会产生加工硬化景象，可以性大，而且也不会产生加工硬化景象，可以顺利地进展大量的加工变形。顺利地进展大量的加工变形。 2.2.热加工对金属组织

29、和性能的影响热加工对金属组织和性能的影响 1 1改善晶粒组织改善晶粒组织( (细化晶粒细化晶粒) ) 粗大的柱状晶和枝晶经热塑性变形被击碎并构成粗大的柱状晶和枝晶经热塑性变形被击碎并构成等轴细晶粒组织，改善了机械性能。等轴细晶粒组织，改善了机械性能。 2 2锻合内部缺陷消除铸态金属的组织缺陷锻合内部缺陷消除铸态金属的组织缺陷 铸态金属中的疏松，气孔，微裂纹等缺陷，经热铸态金属中的疏松，气孔，微裂纹等缺陷，经热塑性变形被压实或焊合，从而使组织致密，性能塑性变形被压实或焊合，从而使组织致密，性能提高。提高。l3)3)构成纤维组织成形锻造流线构成纤维组织成形锻造流线l经过热塑性变形后，金属中的非金属

30、等杂物将沿着变形经过热塑性变形后，金属中的非金属等杂物将沿着变形的流动方向和破碎和拉长，并沿着被拉长金属晶粒的晶界的流动方向和破碎和拉长，并沿着被拉长金属晶粒的晶界分布，构成所谓的热加工分布，构成所谓的热加工“纤维组织纤维组织“或称流线。或称流线。l纤维组织使金属的性能具有明显的各向异性：纤维组织使金属的性能具有明显的各向异性：l沿流线方向，其抗拉强度高，抗剪强度低沿流线方向，其抗拉强度高，抗剪强度低 l在垂直流线方向，抗剪强度高，其抗拉强度低。在垂直流线方向，抗剪强度高，其抗拉强度低。l因此，在制定热加工工艺时，必需合理地控制流线的分因此，在制定热加工工艺时，必需合理地控制流线的分布，尽量使

31、工件的纤维方向与接受最大正应力方向一致。布，尽量使工件的纤维方向与接受最大正应力方向一致。锻造：纤维锻造：纤维组织组织切削加切削加工工热加工成形的热加工成形的“纤维组织与冷加工成纤维组织与冷加工成形的形的“纤维组织不同：纤维组织不同：热加工成形的热加工成形的“纤维组织不能经过再纤维组织不能经过再结晶消除结晶消除冷加工成形的冷加工成形的“纤维组织能经过再结纤维组织能经过再结晶消除晶消除3.5 3.5 超塑性超塑性 超塑性：某些合金在特定的条件下进展拉伸时，其延伸超塑性：某些合金在特定的条件下进展拉伸时，其延伸率可到达率可到达100%-1000%100%-1000%。而所需的变形应力却很小，称这。

32、而所需的变形应力却很小，称这种景象为种景象为“超塑性。超塑性。 超塑性变形的特点超塑性变形的特点 可概括为：大变形、低应力、可概括为：大变形、低应力、无缩颈、易成形。无缩颈、易成形。 大变形大变形:其相对伸长率其相对伸长率可超越可超越100%以上的特性，如钢以上的特性，如钢500%，纯铁，纯铁300%，锌铝，锌铝1000%。低应力低应力:变形应力仅为常态下金属变形应力的几分之一变形应力仅为常态下金属变形应力的几分之一至几非常之一。至几非常之一。无缩颈无缩颈:超塑性形状下的金属在拉伸变形中不出现缩颈超塑性形状下的金属在拉伸变形中不出现缩颈景象。景象。 易成形易成形:这类金属极易成形，可采用多种工

33、艺制备出复这类金属极易成形，可采用多种工艺制备出复杂零件。杂零件。有缩颈有缩颈无缩颈无缩颈超塑性大致可分成两类：超塑性大致可分成两类： 1 1、构造超塑性或微细晶粒超塑性、构造超塑性或微细晶粒超塑性构造超塑性是使金属资料的晶粒度经处置后到达细构造超塑性是使金属资料的晶粒度经处置后到达细化或微化或微细化于等轴化程度，在一定条件下所呈现的超塑细化于等轴化程度，在一定条件下所呈现的超塑性。产生性。产生构造超塑性有以下两个根本的条件：构造超塑性有以下两个根本的条件：1 1资料本身固有的条件。资料本身固有的条件。2 2外在条件外在条件温度，速度条件。温度，速度条件。2 2、动态超塑性或相变超塑性、动态超

34、塑性或相变超塑性这类超塑性不要求金属和合金具有超细晶粒，但要这类超塑性不要求金属和合金具有超细晶粒，但要求具有相变或同素异构转变。在外力作用下，使金求具有相变或同素异构转变。在外力作用下，使金属和合金在相变温度附近反复加热和冷却，经过一属和合金在相变温度附近反复加热和冷却，经过一定次数的循环后，可以获得很大的伸长率。定次数的循环后，可以获得很大的伸长率。05机械-第2周第4节-2019.9.15一、填空一、填空1 1金属资料经压力加工变形后，不仅改动了金属资料经压力加工变形后，不仅改动了，而且改动了，而且改动了。2 2弹性变形的本质是外力抑制弹性变形的本质是外力抑制，使原子，使原子间距发生发生

35、改动。间距发生发生改动。3 3多晶体内晶界对塑性变形有较大的多晶体内晶界对塑性变形有较大的作用，这是由作用，这是由于晶界处原子陈列比较于晶界处原子陈列比较，妨碍了，妨碍了的挪动，所以晶的挪动，所以晶界越多，多晶体的界越多，多晶体的越大。越大。4 4实际证明，再结晶温度与金属变形的程度有关，金属实际证明，再结晶温度与金属变形的程度有关，金属的变形程度越大，再结晶温度越的变形程度越大，再结晶温度越低低 。5.5.从金属学观念来说，凡在从金属学观念来说，凡在温度以下进展的加工温度以下进展的加工称为称为在在温度以上进展的加工称为温度以上进展的加工称为。滑移时，位移的间隔总是原子间距的滑移时，位移的间隔

36、总是原子间距的( )倍。倍。多晶体的塑性变形与单晶体不同，要遭到多晶体的塑性变形与单晶体不同，要遭到( )和和( )的影响。的影响。金属经冷塑性变形后，在性能上将产生金属经冷塑性变形后，在性能上将产生( )景象。景象。1 1普通来说，晶体内滑移面和滑移方向越多，那么金属普通来说，晶体内滑移面和滑移方向越多，那么金属的塑性越好。的塑性越好。 2 2实践上滑移是借助于位错的挪动来实现的，故晶界处实践上滑移是借助于位错的挪动来实现的，故晶界处滑移阻力最小。滑移阻力最小。 3 3塑性变形只改动金属的力学性能。塑性变形只改动金属的力学性能。 4 4回复时，金属的显微组织没有明显变化。回复时，金属的显微组

37、织没有明显变化。 5 5金属铸件可以用再结晶退火来细化晶粒。金属铸件可以用再结晶退火来细化晶粒。 6 6为坚持冷变形金属的强度和硬度，应采用再结晶退火。为坚持冷变形金属的强度和硬度，应采用再结晶退火。 7 7热加工过程实践上是加工硬化和再结晶这两个过程的热加工过程实践上是加工硬化和再结晶这两个过程的交替进展。交替进展。 二、判别二、判别 金属的晶粒越细，那么强度越高、塑性越低。( ) 热加工是指较高温度下的塑性变形加工。( ) 再结晶前后，金属的晶格类型将发生变化。( ) 金属晶体中，原子陈列最严密的晶面间的间隔最小，结合力大，所以这些晶面间难以发生滑移。( )三、选择三、选择1 1钨的再结晶温度为钨的再结晶温度为12001200，对钨来说在，对钨来说在11001100的高温下进展的加工属于的高温下进展的加工属于 A A冷加工冷加工 B. B