第3講冷熱加工組織變化

1、冷軋前后晶粒形狀變化冷軋前后晶粒形狀變化(a)變形前的退火狀態(tài)組織變形前的退火狀態(tài)組織 (b)變形后的冷軋變形組織變形后的冷軋變形組織 多晶體Fe冷軋后的胞狀亞結構，x 6850(a)變形量16； (b)變形量70銅中的形變亞結構銅中的形變亞結構圖中白色部分為低位錯密度的亞晶，圖中白色部分為低位錯密度的亞晶，黑色區(qū)域為高位錯密度的亞晶界黑色區(qū)域為高位錯密度的亞晶界軋制過程中擇優(yōu)取向的形成軋制過程中擇優(yōu)取向的形成各晶粒中的各晶粒中的“”表示某晶向表示某晶向(a)、(b)、(c)分別表示軋制前、軋制時與軋制后的晶粒取向分別表示軋制前、軋制時與軋制后的晶粒取向 板織構示意圖板織構示意圖(a) 軋制前

2、軋制前 (b)軋制后軋制后單晶體的切應力一應變曲線單晶體的切應力一應變曲線顯示塑性變形的三個階段顯示塑性變形的三個階段 階段階段易滑移階段：當易滑移階段：當t達到晶體的達到晶體的 c后，應力后，應力增加不多，便能產(chǎn)生相當大的變形。此段接近于直線，增加不多，便能產(chǎn)生相當大的變形。此段接近于直線，其斜率其斜率 ，即加工硬化率低，一般即加工硬化率低，一般 為為10-4G數(shù)量級數(shù)量級（G為材料的切變模量）。為材料的切變模量）。階段階段線性硬化階段：隨著應變量增加，應力線線性硬化階段：隨著應變量增加，應力線性增長，此段也呈直線，且斜率較大，加工硬化十分性增長，此段也呈直線，且斜率較大，加工硬化十分顯著，

3、顯著， G/300，近乎常數(shù)。，近乎常數(shù)。階段階段拋物線型硬化階段：隨應變增加，應力上拋物線型硬化階段：隨應變增加，應力上升緩慢，呈拋物線型，升緩慢，呈拋物線型， 逐漸下降。逐漸下降。三種典型晶體結構金屬單晶體的硬化曲線三種典型晶體結構金屬單晶體的硬化曲線 其中面心立方和體心立方晶體顯示出典型的三階段，至于密排六方金屬單晶其中面心立方和體心立方晶體顯示出典型的三階段，至于密排六方金屬單晶體的第體的第階段通常很長，遠遠超過其他結構的晶體，以致于第階段通常很長，遠遠超過其他結構的晶體，以致于第階段還未充分發(fā)階段還未充分發(fā)展時試樣就已經(jīng)斷裂了。展時試樣就已經(jīng)斷裂了。 單晶與多晶的應力一應變曲線比較（

4、室溫）單晶與多晶的應力一應變曲線比較（室溫） （a）Al （b）Cu 深沖件上的制耳深沖件上的制耳 冷變形后，在晶內(nèi)或冷變形后，在晶內(nèi)或晶間出現(xiàn)了顯微裂紋、裂晶間出現(xiàn)了顯微裂紋、裂口和空洞等缺陷，使金屬口和空洞等缺陷，使金屬的密度降低，如圖所示，的密度降低，如圖所示，青銅退火后密度為青銅退火后密度為8.915克厘米克厘米3，經(jīng)，經(jīng)80%冷變冷變形后其密度降至形后其密度降至8.886克克厘米厘米3。相應的銅的密。相應的銅的密度由度由8.905克厘米克厘米3降降至至8.89克厘米克厘米3。 變形程度與密度的關系變形程度與密度的關系（1）青銅）青銅 （2）銅）銅 由于纖維組織的出現(xiàn)，使變形金屬在縱向

5、和橫向具有由于纖維組織的出現(xiàn)，使變形金屬在縱向和橫向具有不同的力學性能。在生產(chǎn)實際中為利用纖維組織使金屬具不同的力學性能。在生產(chǎn)實際中為利用纖維組織使金屬具有方向性這一特點，可設法使纖維組織所形成的流線在工有方向性這一特點，可設法使纖維組織所形成的流線在工件內(nèi)有更為適宜的分布。如圖（件內(nèi)有更為適宜的分布。如圖（a）所示。）所示。（a） （ b）n 熱變形中形成纖維組織與冷加工變形中由于晶粒被拉長而形成的纖維組織不同。前者是由于金屬鑄態(tài)結晶時所產(chǎn)生的枝晶偏析，在熱變形中保留下來，并隨著變形而延伸形成的“纖維”。由晶粒伸長而形成的纖維組織可用退火消除，但夾雜物或碳化物集聚區(qū)因變形伸長而成的帶狀組織，雖經(jīng)過高溫退火也常常不能完全消除。在熱加工過程中，鑄態(tài)金屬的粗大枝晶偏析、非金屬夾雜物及第二相 都將隨組織變形方向伸長，在宏觀試樣上呈現(xiàn)一條條細線，叫做纖維組織。 n 熱加工中的纖維組織一般只能在變形時通過不斷地改變變形的方向來避免，很難用退火的方法去消除。當夾雜物（或晶間夾雜層）數(shù)量不多時，可用長時高溫退火的方法，依靠成分的均勻化和組織不