材料制备与加工复习

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1、炼钢原料：铁水、废钢、生铁、铁合金、造渣材料、氧化剂型材精整（较为突出为矫直）难度人的原因：1、在冷却过程屮，由于断面不对称和温度不均匀造成的弯曲大，2、型材的断血系数大，需要矫直力大。材料加工的目的就是两个：一是改变材料的形状，另一个是改善其性能金属塑性变形包扌舌晶内变形和晶间变形；晶内变形：各种位错运动而实现晶内的一部分相对于另一部分的剪切运动剪切运动有不同的机理，其中在常温下最基本的形式是：滑移、李生。晶间变形：在T30.5Tm（Tm：熔化温度）点阵阻力：派一纳力当位错从一个低能的稳定位置过渡到

2、另一个低能的稳定位置，必须越过一个能量最人值的位置，就需要对位错施加足够的力以克服这一能垒所需要的能虽，这个能垒就成为派尔斯垒,克服这个能垒所需要的力就是派一纳力。挛生：晶体的一部分相对于另一部分沿着一定的晶体学平面和方向产生的切变。晶休切变后结构没有变化，但是取向发牛了变化相对切变是沿挛纶而逐层连续依次进行的，而不像滑移那样集中在一•些滑移而上进行密排六方金属，由于滑够系统少，各滑移系相对于外力的取向都不利时，也可能在形变一开始就形成弯晶扩散塑性变形机理包括:扩散-位错机理；溶质原子定向溶解机理；定

3、向空位流机理；品间滑动机理。材料的屈服强度是指材料抵抗鴉性变形的抗力。定录地讲，屈服强度是指材料发生册性变形时的临界应力。理论屈服强度：滑移是一•部分品体在滑移面上，沿着滑移方向，相对丁•另一部分品体的刚性整体式地切变。实际屈服强度:开动位错源所需的应力和位错在运动过程中遇到的各种阻力构成了材料的实际屈服强度实际晶体屮存在着各种晶体缺陷，特别是存在着位错，位错很容易运动，因而不能充分发挥出原子间结合力的作用，所以金属的实际屈服强度远低于理论值（原因）实际位错运动克服的阻力：开动位错源所必须克服的阻力、

4、点阵阻力、位错应力场对运动位错的阻力、位错切割穿过其滑移面的位错林所引起的阻力、割阶运动所引起的阻力加工硬化:金属在冷塑性变形过程中，随着变形程度增加，其强度和硬度提高而塑性（延伸率、面缩率）则降低，这种现象称为加工驶化（应变驶化、应变强化）硬化特点的三个阶段：笫一阶段：形变硬化程度较小（单系滑移）笫二阶段：呈线性特点，多系滑移，显著特点为硬化系数最人，滑移线变短（多系滑移）第三阶段:碾化系数随着应变的增加而降低，品体表而出现滑移带和带端碎化现象（交滑移）晶界对塑性变形过程的影响：晶界的障碍强化作用、

5、多系滑移强化作用、多晶体变形的不均匀性多晶体应力一应变曲线：⑴体心立方金属:枫、钿、（】-Fe的硬化速率大体和同；⑵而心立方晶体的金属，其硕化速率差别却比较大，图中斜率最高的是银，最平稳的是铝⑶六方结构的钛的硬化率类似于铝.原因：体心立方金属滑移系统较多，易于产生交滑移，是其便化速率较低的主要原因z—；面心立方品体由于其层错能不同,表现出来的硕化速率差別较大.体心立方金属的明显屈服效应、动态形变时效现象：体心立方金属屮，晶界附近容易偏析杂质原子；溶质原子特别是间隙原子与位错的相互作川强烈，产生柯垂尔气

6、团，对位错的钉扎很牢，出现屈服效应现象。当温度从室温上升时，上下屈服点反复出现，出现动态形变时效。晶粒细化在工程上有重要的应用:⑴在高强度的钢种中，细化晶粒可以提高其韧性；有助于防止脆性断裂发生，可降低脆性转化温度，提高材料使用范围。⑵在低强度钢屮（如低碳结构钢），利用细化晶粒來提高屈服强度有明显效果。尤其是超细品组织对提高强度和韧性作用更突出。⑶在超塑性变形时，细化品粒可以得到理想的超塑性变形。因为超塑性变形的控制机理为品间滑动机理，等轴细小晶粒更有利于晶间滑动变形。塑性:金属或合金具有在外力作用下

7、，能发生永久变形而不破坏其完整性的能力。材料的塑性指标：延伸率、断面收缩率、相对压缩率、扭转数n、冲击韧性（J）影响材料塑性的主要因素：组织结构对塑性的影响、化学成分对犁性的影响、变形温度对塑性的影响、应变速率对塑性的影响、应力状态对塑性的彫响、不均匀变形对槊•性的影响、其他因索对槊•性的影响金属组织结构的变化：（1）单晶体塑性变形:随着变形量增加，位错密度增加，引起加工驶化。（2）形成了位错胞状结构，第一•相指点对位错的数最和分布以及组态也苗明显的影响（3）位错密度：同种材料细晶粒样品变形后的位错密

8、度比粗品粒的大（4）自由能高（5）晶粒外形、夹杂物和第一•相的分布（6）性能上具冇方向性（7）形成形变织构（8）品体可能被破坏，可能产牛•微裂纹，甚至宏观裂纹等；变形是不均匀的；存在残余内应力。金属性能的变化力学性能的变化体现在：强度指标（比例极限、弹性极限、屈服极限、强度极限、硕度）增加；塑性指标（面缩率、延伸率等）降低,韧性也降低了:随着变形程度的增加，还nJ能产生力学性能的方向性。冷加工后，形变材料的物理、化学性能也发牛明显变化。经冷变形的金属，由