第3章 金属的塑性变形与再结晶ppt课件.ppt

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1、第3章金属的塑性变形与再结晶3.2冷塑性变形对金属组织和性能的影响3.1.1单晶体金属的塑性变形3.1.2多晶体的塑性变形3.2.1冷塑性变形对组织结构的影响3.2.2冷塑性变形对性能的影响3.1金属的塑性变形13.3冷塑性变形金属在加热时组织和性能的变化3.3.1回复3.3.2再结晶3.3.3晶粒长大3.3.4影响再结晶后晶粒大小的因素3.4热加工对金属组织和性能的影响3.4.1热加工后的组织与性能3.4.1金属的热加工与冷加工2学习目的本章重点内容热加工对金属组织和性能的影响。通过本章的学习，了解金属塑性变形的实质，明确塑性变形对金属组织

2、和性能的影响，掌握冷塑性变形金属在加热时组织和性能的变化及热加工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冷塑性变形金属在加热时组织和性能的变化33.1.1第3章金属的塑性变形与再结晶3.1金属的塑性变形单晶体金属的塑性变形在常温和低温下金属的塑性变形主要是通过滑移和孪生的方式进的，其中滑移是最基本的方式3.1金属的塑性变形1.滑移4(1)滑移线及滑移带在金属学中便把在宏观及普通金相观察中看到的滑移称为滑移带，如图3-1所示。图3-1冷轧无取向硅钢的滑移带把组成滑移带的那些更细的线称为滑移线。滑移带：滑移线：第3章金属的塑性变形与

3、再结晶3.1金属的塑性变形滑移总是沿着一定的晶面和该面上一定的晶向进行的，此晶面称为滑移面；此晶向称为滑移方向。(2)滑移系滑移面和滑移方向：滑移系：一个滑移面与其上的一个滑移方向组成一个滑移系，每一个滑移系表示金属晶体在产生滑移时，滑移动作可能采取的一个空间位向。三种常见金属结构的滑移系见表3-1第3章金属的塑性变形与再结晶3.1金属的塑性变形5晶体的滑移系的数目越多，那么金属的塑性就越好。反之晶体的滑移系的数目越少，那么金属的塑性就越差。从上表中可以看出，具有密排六方晶格结构的金属的塑性要比具有体心立方或面心立方晶格结构的金属的的塑性差很

4、多。第3章金属的塑性变形与再结晶3.1金属的塑性变形61×3=34×3=126×2=12滑移系数目滑移方向滑移面密排六方结构面心立方结构体心立方结构晶体结构｛111｝｛110｝｛0001｝∧110∨∧111∨∧1120∨--表3-1三种常见金属结构的滑移系(3)滑移的临界分切应力图3-2单晶体在滑移变形时的应力分解图设有一圆柱形的金属单晶体受到拉力的作用（如图3-2）。若已知其滑移面为A，滑移方向为，则在滑移面上沿着滑移方向的分切应力为：式中P为外加作用力，F为晶体横截面积，为滑移方向与外力轴线的夹角，为滑移面的法线与外力轴线的夹角。当达到临

5、界值时，滑移开始。这时在宏观上金属开始屈服，应当等于，则这就是所谓Schmid定理。称为金属晶体的临界分切应力。称为取向因子或施密特（Schmid）因子。第3章金属的塑性变形与再结晶3.1金属的塑性变形72.孪生塑性变形的方式除了滑移外，还有孪生，如图3-3所示。图3-3孪生过程示意图在切应力作用下，晶体的一部分沿一定的晶面（孪生面，即图中的M1N1和M2N2）及晶向（孪生方向）进行剪切变形。发生孪生的部分（即切变部分）叫做“孪晶带”或简称“孪晶”第3章金属的塑性变形与再结晶3.1金属的塑性变形83.孪生和滑移的区别(2)滑移变形时，晶体的一

6、部分相对于另一部分沿滑移方向位移的距离为原子间距的整数倍；而孪生时，在孪晶中每层原子沿孪生方向的相对位移距离则是原子间距的分数。(1)滑移仅在晶体的表面上造成滑移台阶，晶体内部的晶格并不发生变化；孪生则使晶体中的一部分（孪晶）通过切变发生晶格位向的改变，与未变形部分形成对称。(3)孪生所需的临界切应力比滑移大得多，且变形速度极快，故孪生变形仅在滑移系少而不易产生滑移的密排六方晶格金属中易于发生。在体心立方晶格金属中，则仅在室温以下或受冲击应力时才发生。在易于滑移的面心立方晶格金属中，一般不发生孪生。第3章金属的塑性变形与再结晶3.1金属的塑性

7、变形93.1.2多晶体金属的塑性变形第3章金属的塑性变形与再结晶3.1金属的塑性变形实际使用的金属材料几乎都是多晶体。在这一节中，我们将讨论多晶体金属的塑性变形情况。10对于多晶体，就其中的每一个晶粒来说，基本上与单晶体的变形情况相似。多晶体中各个晶粒的位向不同，并有晶界存在，晶界处原子排列不规则等，就使得多晶体整体的塑性变形比单晶体复杂得多。当某一处于软位向的晶粒要发生滑移时，必然要受到它周围的与其位向不同的其它晶粒的阻碍，这就使滑移阻力增加。相邻晶粒位向差越大，晶界处原子排列就越紊乱，滑移抗力也越大。可见，多晶体的滑移必须克服较大的阻力，

8、因而使多晶体材料的强度提高。金属晶粒越细，金属对塑性变形的抗力就越大。大量试样表明，金属的屈服强度与其晶粒平均直径d之间存在以下关系：第3章金属的塑性变形与再结晶3