金屬材料性能與塑性變形.ppt

1,第 二 章 金屬材料的塑性變形與性能,2,材料的性能是零件設(shè)計(jì)中選材的依據(jù)，也是技術(shù)工人在加工維修過程中合理選擇材料以及加工方法的重要依據(jù)。 材料的性能包括： 力學(xué)性能 （強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性和斷裂韌性等） 工藝性能 （鑄造、鍛壓、焊接、切削加工和熱處理等）,3,1.金屬材料的損壞與塑性變形 1.常見損壞形式 a）變形 零件在外力作用下形狀和尺寸所發(fā)生的變化。 （包括：彈性變形和塑性變形） b）斷裂 零件在外力作用下發(fā)生開裂或折斷的現(xiàn)象。 c）磨損 因摩擦使得零件形狀、尺寸和表面質(zhì)量發(fā)生變化的現(xiàn)象。,4,2.常見塑性變形形式 1）軋制 （板材、線材、棒材、型材、管材）,板材軋制,5,2）擠壓 （低碳鋼、有色金屬等型材）,6,3）拉拔 （碳鋼、有色金屬等線材、型材、管材）,線材拉拔,管材拉拔,7,4）鍛壓 （碳鋼、合金鋼、特種鋼坯料）,自由鍛,模鍛,8,5）冷沖壓 （低碳鋼、合金鋼板材）,9,一、塑性變形的基本概念 1.載荷 （1）定義 金屬材料在加工及使用過程中所受的外力。 （2）類型 根據(jù)載荷作用性質(zhì)不同： a）靜載荷 沒有變化； b）動(dòng)載荷 瞬間變化； c）交變載荷不斷變化。,10,根據(jù)載荷作用性質(zhì)不同： a）拉深載荷 -拉力 b）壓縮載荷 壓力 c）彎曲載荷 -彎力 d）剪切載荷-剪切力 e）扭轉(zhuǎn)載荷-扭轉(zhuǎn)力,11,2.內(nèi)力 （1）定義 工件或材料在受到外部載荷作用時(shí)，為使其不變形，在材料內(nèi)部產(chǎn)生的一種與外力相對(duì)抗的力。 （2）大小 內(nèi)力大小與外力相等。 （3）注意 內(nèi)力和外力不同于作用力和反作用力。,12,3.應(yīng)力 （1）定義 單位面積上所受到的力。 （2）計(jì)算公式 = F/ S（ MPa/mm2 ） 式中： 應(yīng)力； F 外力； S 橫截面面積。,13,二、金屬的變形 金屬在外力作用下的變形三階段： 彈性變形 彈-塑性變形 斷裂。 1.特點(diǎn) 彈性變形： 金屬彈性變形后其組織和性能不發(fā)生變化。 塑性變形： 金屬經(jīng)塑性變形后其組織和性能將發(fā)生變化。 2.變形原理 金屬在外力作用下，發(fā)生塑性變形是由于晶體內(nèi)部 缺陷位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，宏觀表現(xiàn)為外形和尺寸變化。,14,3.影響因素 1）晶粒位向的影響 由于多晶體中各個(gè)晶粒的位向不同，在外力作用下， 將產(chǎn)生有利和不利的不均勻的變形，導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力 的產(chǎn)生。 2）晶界的作用 晶界阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，使金屬的塑性變形阻力增大。 3）晶粒大小的影響 單位體積內(nèi)金屬晶粒越細(xì)小，晶界越多，金屬越難進(jìn)行塑性變形，獲得細(xì)晶強(qiáng)化。 是金屬材料獲得強(qiáng)韌化的重要手段。,15,三、金屬材料的冷塑性變形與加工硬化 1.冷塑性變形結(jié)果 外部：晶粒形狀發(fā)生變化沿著變形方向被壓扁或拉長(zhǎng)； 內(nèi)部: 晶粒內(nèi)部位錯(cuò)密度增加，晶格畸變加劇； 性能: 金屬強(qiáng)度和硬度提高，塑性和韌性下降。 這種現(xiàn)象稱為“形變強(qiáng)化”或“加工硬化”。,16,2.加工硬化的應(yīng)用 對(duì)于不能通過熱處理強(qiáng)化的金屬是一種重要的 強(qiáng)化手段，可提高材料抗突然超載的能力。,意義： 1）是一種材料強(qiáng)化手段形變強(qiáng)化； 2）有利于塑性變形均勻進(jìn)行； 3）有利于金屬構(gòu)件的工作安全性。,17,3.加工硬化的不利 1）影響材料力學(xué)性能 不利：使得再變形困難； 使得金屬的切削加工，沖壓加工帶來困難。 解決辦法： 在冷加工之間進(jìn)行中間熱處理再結(jié)晶退火。 2）影響材料物理性能和化學(xué)性能 不利：電阻增加，導(dǎo)電、導(dǎo)磁性下降； 化學(xué)活性增大；耐腐蝕性下降。 解決辦法：去應(yīng)力退火 。,18,2.金屬的力學(xué)性能 1.定義： 金屬材料在承受外力（靜、沖擊、交變）作用下，沒有超過許可變形或不破壞的能力稱作金屬的力學(xué)性能。 2.力學(xué)性能指標(biāo) 主要包括： 強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度。 力學(xué)性能指標(biāo)是選擇、使用金屬材料的重要依據(jù)。,19,一、強(qiáng)度 1）定義 金屬在靜載荷作用下抵抗永久變形和斷裂的能力。 2）分類 根據(jù)載荷作用方式不同： a）抗拉強(qiáng)度主要的常用強(qiáng)度指標(biāo)； b）抗壓強(qiáng)度； c）抗剪強(qiáng)度； d）抗扭強(qiáng)度； e）抗彎強(qiáng)度。,20,1.拉伸試樣 形狀：根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T2282002） 有：圓形、矩形、六方形。,21,2.力-伸長(zhǎng)曲線（F L） 表示：拉力與伸長(zhǎng)量之間的關(guān)系曲線。 拉伸過程： 彈性變形階段 屈服階段 強(qiáng)化階段 縮頸階段 斷裂。 斷裂形式： 韌性斷裂纖維狀斷口 脆性斷裂冰糖塊狀斷口 疲勞斷裂貝殼狀斷口,拉伸曲線圖,22,3.強(qiáng)度指標(biāo)（ e ；s ；b） 1）彈性極限 定義：指在外力作用下由彈性變形過渡到彈-塑性變形時(shí)的應(yīng)力?；蛑竿耆遁d后不產(chǎn)生永久變形時(shí)所能承受的最大應(yīng)力。 公式：,式中： Fe 試樣不出現(xiàn)任何明顯塑性變形時(shí)所受的最大載荷， 即拉伸曲線中e點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的外力（N）； S0 試樣原始橫截面面積（mm2）。,23,2）屈服強(qiáng)度 定義：-指在外力作用下開始產(chǎn)生明顯塑性變形的最小應(yīng)力。 公式：,式中： Fs-試樣產(chǎn)生明顯塑性變形時(shí)所受的最小載荷， 即拉伸曲線中S點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的外力（N）； S0 -試樣原始橫截面面積（mm2）。,24,對(duì)于大多數(shù)沒有明顯的屈服現(xiàn)象的金屬材料。 定義：條件屈服強(qiáng)度： （ 0.2 ） 規(guī)定：產(chǎn)生0.2%殘余伸長(zhǎng)時(shí)的應(yīng)力作為條件屈服強(qiáng)度。 指出： 是工程技術(shù)中最重要的機(jī)械性能指標(biāo)之一； 是設(shè)計(jì)零件時(shí)作為選用金屬材料的重要依據(jù)。,25,3）抗拉強(qiáng)度 定義：指在外力作用下由產(chǎn)生大量塑性變形到斷裂前所承受的 最大應(yīng)力，故又稱強(qiáng)度極限。 公式：,式中： Fb 指試樣被拉斷前所承受的最大外力， 即拉伸曲線上b點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的外力（N）。 S0 試樣原始橫截面面積（mm2）,26,二、塑性指標(biāo)（ %； %） 定義： 塑性材料受力后在斷裂之前產(chǎn)生塑性變形的能力。 (1)斷后伸長(zhǎng)率 公式： % = （Lu- L0）/L0 100% 式中： L0試樣原標(biāo)距的長(zhǎng)度（mm） Lu試樣拉斷后的標(biāo)距長(zhǎng)度（mm） (2)斷面收縮率 公式： % = （S0 - Su）/S0 100% 式中： S0試樣原始橫截面面積（mm2） Su試樣拉斷后縮頸處的最小橫截面面積（mm2） 規(guī)律：（ % ； % ）的數(shù)值越大，表示其塑性越好； 良好的塑性是金屬材料進(jìn)行塑性加工的必要條件。,27,三、硬度指標(biāo) 1.定義： 硬度金屬材料抵抗其它更硬的物體壓入其內(nèi)的能力。 它是材料性能的一個(gè)綜合物理量。表示金屬材料在一個(gè)小 的體積范圍內(nèi)抵抗彈性變形、塑性變形或破斷的能力。 2.實(shí)驗(yàn)方法 1）布氏硬度（HB）；2）洛氏硬度（HR）；3）維氏硬度（HV）,28,1.布氏硬度（HB） 1）定義 使用一定直徑的鋼球（D=1.588mm），以規(guī)定實(shí)驗(yàn)力壓入 試樣表面，并保持規(guī)定時(shí)間（t =1030s）后卸除實(shí)驗(yàn)力，然后測(cè)量表面壓痕直徑（d），再查相應(yīng)的表（壓痕硬度對(duì)照表）得到測(cè)定的硬度值。 壓痕直徑（d）越小，數(shù)值越大，表示硬度越高。,29,2）應(yīng)用范圍 主要用于：測(cè)定鑄鐵、有色金屬及退火、正火、 調(diào)質(zhì)處理后的各種軟鋼或硬度較低的 材料。 3）優(yōu)、缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：壓痕直徑較大，能比較正確反映材料的平均 性能；適合對(duì)毛坯及半成品測(cè)定。 缺點(diǎn)：操作時(shí)間比較長(zhǎng)，不適宜測(cè)定硬度高的材料； 壓痕較大不適合對(duì)成品及薄壁零件的測(cè)定。,30,2.洛氏硬度（HR）生產(chǎn)上應(yīng)用較廣泛 1）定義 采用金剛石壓頭直接測(cè)量壓痕深度來表示材料的硬度值。 2）表示方法 例：45HRC 表示： 測(cè)得洛氏硬度值為45； 數(shù)值越大，表示硬度越高。,31,3）常用洛氏硬度標(biāo)尺及適用范圍,標(biāo)尺 壓頭 總載荷/Kg 有效值 被測(cè)試材料 HRA 金剛石（圓錐體） 100 6085 硬質(zhì)合金、表面淬火鋼 HRC 金剛石（圓錐體） 150 2067 一般淬火鋼,4）優(yōu)、缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單、快速，可直接在表盤上讀出硬度值， 適宜測(cè)定成品及較薄零件及硬度高的材料； 缺點(diǎn)：但由于壓痕較小，硬度代表性差些，如果材料中有偏析 或組織不均勻的情況，測(cè)得的硬度值重復(fù)性較差， 一般要求在不同部位測(cè)試多次，并取平均值。,32,3.維氏硬度（HV）,1）特點(diǎn)： 壓頭為金剛石的正四棱錐體，根據(jù)壓痕單位面積上的載荷 來計(jì)算硬度值。 根據(jù)試樣大小、厚薄選擇載荷：（F=0.0989.8N） 適合測(cè)定極薄試樣表面的硬度和表面硬化層的硬度高低。 2）表示方法： 例：640HV30 表示：實(shí)驗(yàn)力：30Kg；時(shí)間：1015s 表面的硬度值：640HV 同樣數(shù)值越大，表示硬度越高。,33,四、沖擊韌性 （瞬間動(dòng)載荷）,34,1）定義 金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力。 常用一次擺錘沖擊試驗(yàn)來測(cè)定金屬材料的沖擊韌性。 2）沖擊試樣尺寸和形狀 尺寸：10mm 10mm 55mm 形狀：U形 - 脆性材料 V形 - 韌性材料 3）表示方法 ak = AK /S0 （Jcm-2） 式中： Ak沖斷試樣所消耗的沖擊功（J） So試樣缺口處的橫截面面積（cm2） 可知：ak值越大，表示材料的沖擊韌性越好。,35,五、疲勞強(qiáng)度（-1） 1.定義： 疲勞強(qiáng)度當(dāng)金屬材料在無數(shù)次重復(fù)或交變載荷作用下而不 致引起斷裂的最大應(yīng)力。,2.表示方法： 通常在旋轉(zhuǎn)對(duì)稱彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行-1的測(cè)定 。 循環(huán)基數(shù)（N）：一般鋼材： N= 107， 有色金屬和某些超高強(qiáng)度鋼： N=108。,36,3.產(chǎn)生疲勞斷裂破壞的原因 一般認(rèn)為： 是由于材料內(nèi)部有夾雜、表面劃痕及其它能引 起應(yīng)力集中的缺陷。 據(jù)統(tǒng)計(jì)：約有80的機(jī)件失效為疲勞斷裂破壞。 4.破壞的形式 通常在疲勞破壞前沒有明顯的變形，斷裂前沒有預(yù)兆，所以疲勞破壞經(jīng)常造成重大事故。,37,5.改善方法： 1）合理選擇材料； 2）細(xì)化晶粒； 3）均勻組織； 4）減少材料內(nèi)部缺陷； 5）改善零件的結(jié)構(gòu)形式； 6）減少零件的表面粗糙度，提高表面光潔度； 7）采取各種表面強(qiáng)化的方法（例：表面淬火，噴丸等）,38,3.金屬單晶體的塑性變形 1.塑性變形方式：滑移；孿生 2.滑移及相關(guān)概念 滑移： 晶體的一部分沿著一定的晶面和晶向相對(duì)另一部分發(fā)生相對(duì)的平行滑動(dòng)，滑動(dòng)的距離為原子間距的整數(shù)倍。這種變形方式稱為。,39, 滑移特點(diǎn) 發(fā)生在最密排晶面，滑移方向?yàn)樽蠲芘啪颍?只在切應(yīng)力下發(fā)生，存在臨界分切應(yīng)力k 。,斷裂,彈 性 伸 長(zhǎng),彈性歪扭,塑性變形 （滑移）,40, 滑移兩部分相對(duì)移動(dòng)的距離是原子間距的整數(shù) 倍，但滑移后滑移面兩邊的晶體位向仍保持一致； 影響k 的因素： 取決于金屬本性，與外力無關(guān)，取向無關(guān)； 組織敏感參數(shù)： 當(dāng)金屬不純，變形速度愈大， 變形溫度愈低，k 愈大。 影響s的因素： 主要與k 有關(guān)； 與外力及取向有關(guān)。,41, 伴隨晶體的轉(zhuǎn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)，滑移面轉(zhuǎn)向與外力平行的方向， 滑移方向旋向最大的切應(yīng)力方向；,42,3.滑移系及滑移系數(shù)的實(shí)際意義 （1）各晶體結(jié)構(gòu)的滑移系 體心立方 (b.c.c) 面心立方 (f.c.c),滑移面：110 (110)、(011)、(101) (110)、(011)、(101) 滑移方向：111 滑移系數(shù)：62=12,滑移面：111 (111)、(111)、(111)、(111) 滑移方向：110 滑移系數(shù): 43=12,43,（2）滑移系數(shù)目的實(shí)際意義判斷塑性變形能力 滑移系數(shù)目愈多，塑性愈好； 滑移系數(shù)相同時(shí)，滑移方向多則表示塑性較好。 塑性變形的能力比較：f.c.cb.c.ch.c.p,44,4.孿生 晶體的一部分相對(duì)于另一部分沿著一定的晶面（孿生面） 產(chǎn)生一定角度的切變。,45,4.金屬多晶體的塑性變形,特點(diǎn)： 單個(gè)晶粒與單晶體一致； 各晶粒的變形具有不同時(shí)性：分批、逐次。 原因：取向不同。 變形具有不均勻性: 晶粒內(nèi)部與邊界或晶粒之間。,46, 多晶體變形抗(阻)力 單晶體 晶界阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)； 位向差晶粒之間須協(xié)調(diào) 意義： 產(chǎn)生晶界強(qiáng)化,47,5. 塑性變形對(duì)金屬組織和性能的影響 1、 塑性變形對(duì)組織結(jié)構(gòu)影響 （1）晶粒變形：等軸狀拉長(zhǎng)成纖維組織、帶狀組織 性能各向異性 （ 2）亞結(jié)構(gòu)的細(xì)化 鑄態(tài)：d = cm；塑變后：d = cm 原因：位錯(cuò)受阻后塞積、纏結(jié)亞晶界 晶粒分化為許多 位向略有差異的小晶塊。 變形中的晶粒碎化,48,（3） 產(chǎn)生形變織構(gòu) 定義：金屬塑性變形到很大程度（70%）時(shí)，晶粒發(fā)生轉(zhuǎn) 動(dòng)，各晶粒的位向趨于一致，形成有序化的結(jié)構(gòu)。 有利：增加導(dǎo)磁性，制成高等級(jí)硅鋼片。,軋制方向,49,不利：織構(gòu)造成性能各向異性，使得變形不均勻，沖壓產(chǎn)品易 產(chǎn)生“制耳”現(xiàn)象。,50,2、 塑性變形對(duì)金屬性能的影響 1 . 加工硬化 定義： 隨變形度增大，金屬的強(qiáng)硬度顯著增高而塑韌性明顯下降的現(xiàn)象。,51,原因：位錯(cuò)增殖理論 。 意義： （1）純金屬的強(qiáng)化手段形變強(qiáng)化； （2）有利于塑性變形均勻進(jìn)行； （3）有利于金屬構(gòu)件的工作安全性； 不利：再變形困難 解決辦法：在冷加工之間進(jìn)行再結(jié)晶退火。,52, 第一類內(nèi)應(yīng)力宏觀內(nèi)應(yīng)力 工件不同部位1%； 第二類內(nèi)應(yīng)力微觀內(nèi)應(yīng)力 晶粒之間或晶內(nèi)不同區(qū)域910%； 第三類內(nèi)應(yīng)力點(diǎn)陣畸變(位錯(cuò)、空位) 是變形金屬中的主要內(nèi)應(yīng)力，也使金屬強(qiáng)化的主要原因。 8090%； 3.殘余應(yīng)力消除方法：去應(yīng)力退火 4.殘余應(yīng)力的應(yīng)用：噴丸處理產(chǎn)生壓應(yīng)力提高表面強(qiáng)度。,2 產(chǎn)生殘余應(yīng)力,53,5. 性能出現(xiàn)方向性 形變織構(gòu)，形變量70% 6. 其它性能的影響 物理：電阻，導(dǎo)電、導(dǎo)磁性 化學(xué)：化學(xué)活性，耐蝕性 消除： 去應(yīng)力退火,54,6 金屬及合金的回復(fù)與再結(jié)晶 1.形變金屬與合金在加熱過程中的變化 （1）組織轉(zhuǎn)變的原因： T Ac1 ：相變驅(qū)動(dòng)力（體積自由能） T Ac1 ：形變儲(chǔ)存能（晶格畸變能 8090%） 形變后的不穩(wěn)定組織。 （2 ） 組織與性能的變化 根據(jù)組織變化不同，分為三個(gè)階段： 回復(fù) 再結(jié)晶 晶粒長(zhǎng)大,55,根據(jù)組織變化不同，導(dǎo)致性能產(chǎn)生很大變化：,56,2. 回復(fù) （1） 定義：冷變形后的金屬在加熱溫度不高時(shí)，其光學(xué)組織未發(fā)生明顯改變時(shí)所產(chǎn)生的某些亞結(jié)構(gòu)和性能的變化過程。 （2 ） 特點(diǎn)： 加熱溫度低：T回 = (0.250.3)T熔； 顯微組織無明顯變化： 晶粒內(nèi)部亞結(jié)構(gòu)發(fā)生變化： 主要是：點(diǎn)缺陷 ；位錯(cuò)密度 發(fā)生：異號(hào)位錯(cuò)的合并； 同號(hào)位錯(cuò)的規(guī)整化：形成回復(fù)亞晶， “多邊形化” 仍保留高位錯(cuò)密度,57, 性能變化： HB、b 略 ，%、% 略； R； 原因：晶格畸變 內(nèi)應(yīng)力大大下降 力學(xué)性能變化不大，物理、化學(xué)性能變化較大； 加工硬化效果基本保持。 3. 回復(fù)的應(yīng)用 鋼結(jié)構(gòu)件的去應(yīng)力退火：250300 目的：消除內(nèi)應(yīng)力;保持高強(qiáng)度、高硬度水平; 恢復(fù)物理、化學(xué)性能。,58,3.再結(jié)晶 （1 ） 定義：冷變形金屬加熱到較高的溫度下，通過新晶核 的形成與長(zhǎng)大，由畸變晶粒變?yōu)榈容S晶粒的過程。 （ 2 ） 特點(diǎn)： 加熱溫度較高：T T再 理論：T再0.4T熔；實(shí)際: T再+100200 顯微組織顯著變化 形成等軸無畸變新晶粒； 亞結(jié)構(gòu)：位錯(cuò)密度大大降低； 性能顯著變化： HB、b；%、% 內(nèi)應(yīng)力完全消除。,59,影響T再的因素 T熔 ： T熔， T再 如：Fe: 1538 450; Sn: 200 0; W: 3300 1200 原因：原子間結(jié)合力強(qiáng)，難擴(kuò)散。 純度： 純度，雜質(zhì)量 ，T再 變形程度： 變形程度，T再 原因：儲(chǔ)存能，驅(qū)動(dòng)力。,60,5.晶粒長(zhǎng)大 隨著：T，t，晶粒不斷長(zhǎng)大。 （1） 驅(qū)動(dòng)力： 界面能 （2） 長(zhǎng)大方式： “大吃小”； 晶界拉直: 呈120， 形成近六邊形晶粒（直晶界最穩(wěn)定，是一個(gè)自發(fā)過程）。,61,62,6.影響再結(jié)晶晶粒度的因素 （1）加熱溫度：T，d 原因：原子擴(kuò)散能力強(qiáng)，晶界易遷移。 （2）預(yù)先變形量：均勻度 = 1090%：、d； = 210%：異常長(zhǎng)大； 90%： 異常長(zhǎng)大 。 原因： a.驅(qū)動(dòng)力因素 b.形核因素 c.形變織構(gòu)因素 形成二次再結(jié)晶： 當(dāng)形變量很大時(shí)(9095%)或在較高 溫度下某些晶粒的異常長(zhǎng)大過程。 盡量避開臨界變形量（210%）,63,（3）合金元素、雜質(zhì)及第二相質(zhì)點(diǎn)存在，均阻礙晶界運(yùn)動(dòng) 細(xì)化； 并且分布愈彌散、細(xì)小、量多細(xì)化效果好。 （四）再結(jié)晶退火的應(yīng)用 目的： 中間退火：消除加工硬化 冷拔Fe-Cr-Al電阻絲生產(chǎn)中：采用氫氣保護(hù)再結(jié)晶退火 無相變金屬的細(xì)晶強(qiáng)化（如：Al、Cu等） 冷塑變 + 再結(jié)晶退火獲得細(xì)化的再結(jié)晶晶粒,64,7 金屬的熱加工 （1）金屬熱加工與冷加工區(qū)別 金屬學(xué)概念 熱加工：T T再； 冷加工： T T再； 冷、熱加工的相對(duì)性 例：W 在1000的加工為非熱加工； Sn、Pb 在室溫的加工為熱加工； （2）熱加工對(duì)組織與性能影響 1）消除鑄態(tài)組織缺陷： （a）氣孔、疏松、微裂紋的焊合組織致密化； （b）破碎粗大的鑄態(tài)晶粒，經(jīng)再結(jié)晶過程晶粒細(xì)化； （c）減輕枝晶偏析 實(shí)際熱加工溫度遠(yuǎn)高于再結(jié)晶溫度 成分均勻化 使得塑韌性，因此熱加工組織優(yōu)于鑄態(tài)組織。,65,2 ）經(jīng)熱鍛與熱軋可改善第二相、夾雜的分布 形成纖維組織（流線） ：使鑄態(tài)組織的 枝晶偏析、夾雜物分布，沿加工方向延伸形成細(xì)碎的組織流線與力性方向分布合理。,66,3 缺陷：形成帶狀組織與區(qū)域偏析組織 帶狀組織：復(fù)相合金中各個(gè)相沿?zé)峒庸し较蚪惶娉蕩Щ驅(qū)訝?組織，使鋼的橫向塑性和沖擊韌性明顯下降。 區(qū)域偏析組織： (成分偏析、夾雜物分布)沿加工方向延伸形 成的組織 力性的各向異性,（金屬流線組織）,（帶狀組織 ）,67,1.金屬的工藝性能 表示金屬材料物理、化學(xué)性能和力學(xué)性能在加工過程中的綜合反映，是指是否易于進(jìn)行冷、熱加工的性能。具體表現(xiàn)在： 結(jié)構(gòu)合理性；選材合理性；加工方法合理性。,流動(dòng)性,塑性,68,（金屬材料的一般加工過程）,69,金屬材料的工藝性能 主要包括： 鑄造性能； 鍛壓性能； 焊接性能； 切削加工性能； 熱處理性能。,70,一、鑄造性能 1.定義： 是指鑄造成形過程中獲得外形正確、內(nèi)部健全 鑄件的能力。,71,鑄造產(chǎn)品,72,鑄造產(chǎn)品,73,2.相關(guān)指標(biāo)：（流動(dòng)性、收縮性、偏析傾向性） 1）流動(dòng)性 液態(tài)合金充滿型腔，獲得形狀完整輪廓清晰的鑄件的能力。 在常用鑄造合金中： 灰鑄鐵 鋁合金 鑄鋼。,74,2）收縮性 鑄造合金由液態(tài)凝固和冷卻到室溫的過程中，體積和尺寸減小的現(xiàn)象。 在鐵碳合金中： 灰口鑄鐵 鑄鋼。,75,3）偏析傾向性 金屬凝固后，內(nèi)部化學(xué)成分和組織不均勻的現(xiàn)象。