第五章金属的塑性变形(1)

1、1 1 1 1 1 1热加工工艺基础热加工工艺基础第五章第五章 1 1/30/30v 金属塑性变形的实质金属塑性变形的实质v 塑性变形后的金属组织和性能塑性变形后的金属组织和性能v 金属的可锻性金属的可锻性2 2 2 2 2 2热加工工艺基础热加工工艺基础第五章第五章 2 2/30/30v 单晶体的塑性变形单晶体的塑性变形v 多晶体的塑性变形多晶体的塑性变形3 3 3 3 3 3热加工工艺基础热加工工艺基础第五章第五章 3 3/30/304 4 4 4 4 4热加工工艺基础热加工工艺基础第五章第五章 4 4/30/30滑移滑移 : 单晶体承受切应力时，晶单晶体承受切应力时，晶 体会发生弹性变形

2、，当切体会发生弹性变形，当切 应力的数值超过某一临界应力的数值超过某一临界 值时，晶体内的一部分相值时，晶体内的一部分相 对于另一部分将沿着一定对于另一部分将沿着一定 的晶面和晶向的晶面和晶向(称为滑移面称为滑移面) 产生相对位移。产生相对位移。5 5 5 5 5 5热加工工艺基础热加工工艺基础第五章第五章 5 5/30/30滑移面滑移面是是晶体中原晶体中原子排列的子排列的最密排面最密排面6 6 6 6 6 6热加工工艺基础热加工工艺基础第五章第五章 6 6/30/307 7 7 7 7 7热加工工艺基础热加工工艺基础第五章第五章 7 7/30/30v 基本概念及术语基本概念及术语v 冷变形后

3、的金属组织和性能冷变形后的金属组织和性能v 热变形后的金属组织和性能热变形后的金属组织和性能8 8 8 8 8 8热加工工艺基础热加工工艺基础第五章第五章 8 8/30/30v 加工硬化加工硬化v 回复回复v 回复温度回复温度v 再结晶再结晶v 再结晶温度再结晶温度v 锻造比锻造比9 9 9 9 9 9热加工工艺基础热加工工艺基础第五章第五章 9 9/30/30 金属随着变形程度的增大金属随着变形程度的增大 , 其强度、硬度上升而韧性、塑性其强度、硬度上升而韧性、塑性下降的现象。下降的现象。101010101010热加工工艺基础热加工工艺基础第五章第五章 1010/30/30111111111

4、111热加工工艺基础热加工工艺基础第五章第五章 1111/30/30 对具有加工硬化现象的金属加对具有加工硬化现象的金属加热，使原子获得热能，并使原子得以热，使原子获得热能，并使原子得以回复正常排列，消除了晶格扭曲，加回复正常排列，消除了晶格扭曲，加工硬化现象得到部分消除。工硬化现象得到部分消除。 经过回复处理能使冷变形后的经过回复处理能使冷变形后的金属，在具备高强度的同时，减少脆金属，在具备高强度的同时，减少脆性，适当提高其塑性。性，适当提高其塑性。121212121212热加工工艺基础热加工工艺基础第五章第五章 1212/30/30131313131313热加工工艺基础热加工工艺基础第五章

5、第五章 1313/30/30 对具有加工硬化现象的金属加对具有加工硬化现象的金属加热，使原子获得热能，并使某些碎热，使原子获得热能，并使某些碎晶或杂质为核心结晶成新的晶粒晶或杂质为核心结晶成新的晶粒 ， 从而从而消除了全部加工硬化现象。消除了全部加工硬化现象。 经过再结晶处理，能经过再结晶处理，能使冷变形使冷变形后金属恢复良好的塑性。后金属恢复良好的塑性。141414141414热加工工艺基础热加工工艺基础第五章第五章 1414/30/30151515151515热加工工艺基础热加工工艺基础第五章第五章 1515/30/30161616161616热加工工艺基础热加工工艺基础第五章第五章 16

6、16/30/30锻造比是用来表示变形程度的数值。锻造比是用来表示变形程度的数值。拨长时的锻造比拨长时的锻造比 Y拨拨 = F0 / F镦粗时的锻造比镦粗时的锻造比 Y镦镦 = H0 / H171717171717热加工工艺基础热加工工艺基础第五章第五章 1717/30/301.冷变形的定义冷变形的定义: 在再结晶温度以在再结晶温度以 下的变形。下的变形。2.冷变形后金属具有冷变形后金属具有加工硬化现象。加工硬化现象。3.冷变形后的金属一般要进行冷变形后的金属一般要进行回复回复 或再结晶处理。或再结晶处理。181818181818热加工工艺基础热加工工艺基础第五章第五章 1818/30/301.

7、热变形的定义热变形的定义: 在再结晶温度以在再结晶温度以 上的变形。上的变形。2.热变形后金属具有热变形后金属具有再结晶组织再结晶组织， 而而无加工硬化痕迹无加工硬化痕迹。3.热变形后改变了金属的铸态组织，热变形后改变了金属的铸态组织， 呈现呈现纤维组织。纤维组织。191919191919热加工工艺基础热加工工艺基础第五章第五章 1919/30/30纤维组织纤维组织 铸锭在压力加工中产生塑铸锭在压力加工中产生塑性变形时性变形时, 晶粒除了被细化外晶粒除了被细化外, 基体金属的晶粒形状和沿晶界基体金属的晶粒形状和沿晶界分布的杂质形状都将沿着变形分布的杂质形状都将沿着变形方向被拉长方向被拉长 ,

8、呈纤维形状分布。呈纤维形状分布。纤维组织的性能纤维组织的性能 使金属材料的机械性能出使金属材料的机械性能出现各向异性。现各向异性。202020202020热加工工艺基础热加工工艺基础第五章第五章 2020/30/30原始组织原始组织纤维组织纤维组织212121212121热加工工艺基础热加工工艺基础第五章第五章 2121/30/30机加工件机加工件锻件锻件222222222222热加工工艺基础热加工工艺基础第五章第五章 2222/30/30v 金属可锻性的概念金属可锻性的概念v 影响金属可锻性的因素影响金属可锻性的因素232323232323热加工工艺基础热加工工艺基础第五章第五章 2323/

9、30/301.定义定义: 金属的可锻性是衡量材金属的可锻性是衡量材 料经受压力加工时其变料经受压力加工时其变 形难易的一项工艺性能。形难易的一项工艺性能。2.评定指标评定指标: 可锻性常以金属的可锻性常以金属的 塑性和变形抗力来综合塑性和变形抗力来综合 评定。评定。 242424242424热加工工艺基础热加工工艺基础第五章第五章 2424/30/30v 金属的本质金属的本质v 加工条件加工条件252525252525热加工工艺基础热加工工艺基础第五章第五章 2525/30/30v 化学成分的影响化学成分的影响 C ; Si ; Mn ; P ; S 。v 金属组织的影响金属组织的影响 纯金属

10、纯金属;固溶体固溶体;碳化物。碳化物。v 晶格类型的影响晶格类型的影响 bcc ; fcc ; cph 。262626262626热加工工艺基础热加工工艺基础第五章第五章 2626/30/30v 变形温度的影响变形温度的影响v 变形速度的影响变形速度的影响v 应力状态的影响应力状态的影响272727272727热加工工艺基础热加工工艺基础第五章第五章 2727/30/30282828282828热加工工艺基础热加工工艺基础第五章第五章 2828/30/301、始锻温度、始锻温度 12501050 2、终锻温度、终锻温度 在再结晶温度在再结晶温度 以上以上(750800 ) 292929292929热加工工艺基础热加工工艺基础第五章第五章 2929/30/30变形抗力曲线变形抗力曲线塑性变化曲线塑性变化曲线303030303030热加工工艺基础热加工工艺基础第五章第五