第三章 改變材料性能的主要途徑(01 金屬的塑性變形)

1、工程材料及熱加工Mechanical Engineering Materials & Hot Working Technology劉紅華機(jī)械工程學(xué)院第三章 改變材料性能的主要途徑三三. 金屬的合金化金屬的合金化二二. 金屬的晶粒度對(duì)材料性能的影響金屬的晶粒度對(duì)材料性能的影響一一. 金屬塑性變形對(duì)材料性能的影響金屬塑性變形對(duì)材料性能的影響四四. 金屬的熱處理金屬的熱處理五五. 高分子材料的增強(qiáng)與改性高分子材料的增強(qiáng)與改性 金屬的塑性變形對(duì)材料性能的影響塑性變形塑性變形 1. 1. 壓力加工壓力加工 得到預(yù)期外形的工件得到預(yù)期外形的工件 改善金屬內(nèi)部組織，提供金屬的強(qiáng)度和韌性改善金屬內(nèi)部組

2、織，提供金屬的強(qiáng)度和韌性 2. 2. 材料在使用中發(fā)生變形材料在使用中發(fā)生變形 塑性變形及隨后的加熱對(duì)金屬材料組織和性能有顯著的塑性變形及隨后的加熱對(duì)金屬材料組織和性能有顯著的影響影響. . 了解塑性變形的本質(zhì)了解塑性變形的本質(zhì), ,塑性變形及加熱時(shí)組織的變塑性變形及加熱時(shí)組織的變化，有助于發(fā)揮金屬的性能潛力，正確確定加工工藝化，有助于發(fā)揮金屬的性能潛力，正確確定加工工藝. . 塑性加工金屬的塑性變形及再結(jié)晶金屬的塑性變形及再結(jié)晶 第一 金屬的塑性變形 第二 冷塑性變形對(duì)金屬組織與性能的影響 第三 冷變形金屬在加熱時(shí)的變化 第四 金屬的熱塑性變形（熱變形加工）金屬的塑性變形2. 多晶體的塑性變

3、形1. 單晶體的塑性變形一、單晶體金屬的塑性變形一、單晶體金屬的塑性變形 單晶體受力后，外力在任何單晶體受力后，外力在任何晶面上都可分解為晶面上都可分解為正應(yīng)力正應(yīng)力和和切應(yīng)力切應(yīng)力。正應(yīng)力只能引起彈。正應(yīng)力只能引起彈性變形及解理斷裂。性變形及解理斷裂。只有在只有在切應(yīng)力的作用下金屬晶體才切應(yīng)力的作用下金屬晶體才能產(chǎn)生塑性變形。能產(chǎn)生塑性變形。外力在晶面上的分解外力在晶面上的分解切應(yīng)力作用下的變形切應(yīng)力作用下的變形鋅單晶的拉伸照片鋅單晶的拉伸照片 滑移滑移 滑移是指晶體的一部分沿一定的晶面和晶滑移是指晶體的一部分沿一定的晶面和晶向相對(duì)于另一部分發(fā)生滑動(dòng)位移的現(xiàn)象。向相對(duì)于另一部分發(fā)生滑動(dòng)位移的

4、現(xiàn)象。l塑性變形的形式：塑性變形的形式：滑移和孿生?；坪蛯\生。l金屬常以滑移方式發(fā)生塑性變形。金屬常以滑移方式發(fā)生塑性變形。 1、滑移變形的特點(diǎn)、滑移變形的特點(diǎn) ：10 滑移只能在切應(yīng)力的作用下發(fā)滑移只能在切應(yīng)力的作用下發(fā)生。生。產(chǎn)生滑移的最小切應(yīng)力產(chǎn)生滑移的最小切應(yīng)力稱臨稱臨界切應(yīng)力界切應(yīng)力. 滑移常沿晶體中原子密度最大的晶面和晶滑移常沿晶體中原子密度最大的晶面和晶向發(fā)生。因原子密度最大的晶面和晶向之間原向發(fā)生。因原子密度最大的晶面和晶向之間原子間距最大，結(jié)合力最弱，產(chǎn)生滑移所需切應(yīng)子間距最大，結(jié)合力最弱，產(chǎn)生滑移所需切應(yīng)力最小。力最小。l沿其發(fā)生滑移的晶面和晶向分別叫做沿其發(fā)生滑移的晶面

5、和晶向分別叫做滑移面滑移面和和滑移方向滑移方向。通常是晶體中的密排面和密排方向。通常是晶體中的密排面和密排方向。 一個(gè)滑移面和一個(gè)滑移面和其上的一個(gè)滑其上的一個(gè)滑移方向構(gòu)成一移方向構(gòu)成一個(gè)個(gè)滑移系滑移系。體心立方晶格體心立方晶格面心立方晶格面心立方晶格密排六方晶格密排六方晶格110111110111晶格晶格滑移面滑移面滑移滑移方向方向滑移系滑移系三種典型金屬晶格的滑移系三種典型金屬晶格的滑移系2010年年12 滑移系越多，金屬發(fā)生滑移的可能性越大，塑性也越好，其滑移系越多，金屬發(fā)生滑移的可能性越大，塑性也越好，其中中滑移方向滑移方向?qū)?duì)塑性的貢獻(xiàn)比滑移面更大塑性的貢獻(xiàn)比滑移面更大。 因而金屬的

6、塑性，面心立方晶格好于體心立方晶格因而金屬的塑性，面心立方晶格好于體心立方晶格, 體心立方體心立方晶格好于密排六方晶格。晶格好于密排六方晶格。 滑移是由滑移面上的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)造成的?；剖怯苫泼嫔系奈诲e(cuò)運(yùn)動(dòng)造成的?；茣r(shí)，晶體兩部分的相對(duì)位移量是原子滑移時(shí)，晶體兩部分的相對(duì)位移量是原子間距的整數(shù)倍間距的整數(shù)倍. 滑移的結(jié)果在晶體表面形成臺(tái)階，稱滑移的結(jié)果在晶體表面形成臺(tái)階，稱滑移滑移線線，若干條滑移線組成一個(gè)，若干條滑移線組成一個(gè)滑移帶滑移帶。 銅拉伸試樣表面滑銅拉伸試樣表面滑移帶移帶 滑移的同時(shí)伴隨著晶體的轉(zhuǎn)動(dòng)滑移的同時(shí)伴隨著晶體的轉(zhuǎn)動(dòng)幾何硬化幾何硬化 轉(zhuǎn)動(dòng)有兩種：轉(zhuǎn)動(dòng)有兩種：滑移面向外力軸方

7、向轉(zhuǎn)動(dòng)和滑移面上滑移方向滑移面向外力軸方向轉(zhuǎn)動(dòng)和滑移面上滑移方向向最大切應(yīng)力方向轉(zhuǎn)動(dòng)。向最大切應(yīng)力方向轉(zhuǎn)動(dòng)。2010年年15切應(yīng)力作用下的變形和滑移面向外力方向的轉(zhuǎn)動(dòng)切應(yīng)力作用下的變形和滑移面向外力方向的轉(zhuǎn)動(dòng)2010年年16 轉(zhuǎn)動(dòng)的原因：轉(zhuǎn)動(dòng)的原因：晶體滑移后使正應(yīng)力分量晶體滑移后使正應(yīng)力分量和切應(yīng)力分量組成了力偶和切應(yīng)力分量組成了力偶.l當(dāng)滑移面、滑移方向與外力方向都呈當(dāng)滑移面、滑移方向與外力方向都呈45時(shí)，滑移時(shí)，滑移 方向上切應(yīng)力最方向上切應(yīng)力最大，因而最容易大，因而最容易發(fā)生滑移發(fā)生滑移.l（5）滑移后）滑移后, 滑滑移面兩側(cè)晶體的移面兩側(cè)晶體的位向關(guān)系未發(fā)生位向關(guān)系未發(fā)生變化。變化。

8、 A0A1FFA0韌性斷口韌性斷口2010年年18多多 腳腳 蟲蟲 的的 爬爬 行行 2、滑移的機(jī)理、滑移的機(jī)理 把滑移設(shè)想為剛性整體滑動(dòng)所需的理論把滑移設(shè)想為剛性整體滑動(dòng)所需的理論臨界切應(yīng)力值比實(shí)際測量臨界切應(yīng)力值臨界切應(yīng)力值比實(shí)際測量臨界切應(yīng)力值大大3-4個(gè)數(shù)量級(jí)。個(gè)數(shù)量級(jí)?；剖峭ㄟ^滑移面上位滑移是通過滑移面上位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。2010年年19l晶體通過位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生滑移時(shí)，只晶體通過位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生滑移時(shí)，只在位錯(cuò)中心的少數(shù)原子發(fā)生移動(dòng)，在位錯(cuò)中心的少數(shù)原子發(fā)生移動(dòng)，它們移動(dòng)的距離遠(yuǎn)小于一個(gè)原子間它們移動(dòng)的距離遠(yuǎn)小于一個(gè)原子間距，因而所需臨界切應(yīng)力小，這種距，因而所需臨界

9、切應(yīng)力小，這種現(xiàn)象稱作現(xiàn)象稱作位錯(cuò)的易動(dòng)性位錯(cuò)的易動(dòng)性。2010年年2021刃位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)示意圖刃位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)示意圖 孿生孿生 孿生孿生是指晶體的一部是指晶體的一部分沿一定晶面和晶向分沿一定晶面和晶向相對(duì)于另一部分所發(fā)相對(duì)于另一部分所發(fā)生的剪切變形。生的剪切變形。2010年年22 發(fā)生切變的部分稱發(fā)生切變的部分稱孿生帶孿生帶或或?qū)\晶孿晶，沿其發(fā)生孿生的晶面稱沿其發(fā)生孿生的晶面稱孿孿生面生面。 孿生的結(jié)果使孿生面兩側(cè)的晶體呈鏡面對(duì)稱。孿生的結(jié)果使孿生面兩側(cè)的晶體呈鏡面對(duì)稱。 孿晶組織孿晶組織孿生示意圖孿生示意圖2010年年23與滑移相比：與滑移相比： 孿生使晶格位向發(fā)生改變；孿生使晶格位向發(fā)生改變；

10、 所需切應(yīng)力比滑移大得多所需切應(yīng)力比滑移大得多, 變形速度極快變形速度極快, 接近聲速接近聲速; 孿生時(shí)相鄰原子面的相對(duì)位移量小于一個(gè)原子間距孿生時(shí)相鄰原子面的相對(duì)位移量小于一個(gè)原子間距.二、 多晶體的塑性變形單個(gè)晶粒變形與單晶體相似單個(gè)晶粒變形與單晶體相似,多晶體變形多晶體變形比單晶體復(fù)雜。比單晶體復(fù)雜。 晶界及晶粒位向差的影響晶界及晶粒位向差的影響 1、晶界的影響、晶界的影響當(dāng)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)到晶界附近時(shí)，受到晶界的當(dāng)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)到晶界附近時(shí)，受到晶界的阻礙而堆積起來阻礙而堆積起來,稱稱位錯(cuò)的塞積位錯(cuò)的塞積。要使變要使變形繼續(xù)進(jìn)行形繼續(xù)進(jìn)行, 則必須增加外力則必須增加外力, 從而使金從而使金屬的變形抗

11、力提高。屬的變形抗力提高。二、二、多晶體金屬的塑性變形多晶體金屬的塑性變形晶界對(duì)塑性變形的影響晶界對(duì)塑性變形的影響Cu-4.5Al合金合金晶界的位錯(cuò)塞晶界的位錯(cuò)塞積積2010年年28 2、晶粒位向的影響、晶粒位向的影響 由于各相鄰晶粒位向不同，當(dāng)一個(gè)晶粒發(fā)生塑性變形時(shí)，為由于各相鄰晶粒位向不同，當(dāng)一個(gè)晶粒發(fā)生塑性變形時(shí)，為了保持金屬的連續(xù)性，周圍的晶粒若不發(fā)生塑性變形，則必了保持金屬的連續(xù)性，周圍的晶粒若不發(fā)生塑性變形，則必以彈性變形來與之協(xié)調(diào)。這種彈性變形以彈性變形來與之協(xié)調(diào)。這種彈性變形便成為塑性變形晶粒便成為塑性變形晶粒的變形阻力。由于晶的變形阻力。由于晶粒間的這種相互約束，粒間的這種相

12、互約束，使得多晶體金屬的塑使得多晶體金屬的塑性變形抗力提高。性變形抗力提高。 多晶體金屬的塑性變形過程多晶體金屬的塑性變形過程 多晶體中首先發(fā)生滑移的是滑移系與外力夾角等于或接近于多晶體中首先發(fā)生滑移的是滑移系與外力夾角等于或接近于45的晶粒。的晶粒。當(dāng)塞積位錯(cuò)前端的應(yīng)力達(dá)到一定程度，加上相當(dāng)塞積位錯(cuò)前端的應(yīng)力達(dá)到一定程度，加上相鄰晶粒的轉(zhuǎn)動(dòng)，使相鄰晶粒中原來處于不利位向滑移系上的鄰晶粒的轉(zhuǎn)動(dòng)，使相鄰晶粒中原來處于不利位向滑移系上的位錯(cuò)開動(dòng)，從而使滑移由位錯(cuò)開動(dòng)，從而使滑移由一批晶粒傳遞到另一批一批晶粒傳遞到另一批晶粒，當(dāng)有大量晶粒發(fā)晶粒，當(dāng)有大量晶粒發(fā)生滑移后，金屬便顯示生滑移后，金屬便顯示

13、出明顯的塑性變形。出明顯的塑性變形。 第三節(jié)第三節(jié) 冷塑性變形對(duì)金屬組織與性能的影響冷塑性變形對(duì)金屬組織與性能的影響 一、冷塑性變形對(duì)金屬性能的影響一、冷塑性變形對(duì)金屬性能的影響 二、冷塑性變形對(duì)金屬組織的影響二、冷塑性變形對(duì)金屬組織的影響 三、產(chǎn)生殘余應(yīng)力三、產(chǎn)生殘余應(yīng)力一、冷塑性變形對(duì)金屬性能的影響一、冷塑性變形對(duì)金屬性能的影響 隨冷塑性變形量增加，金屬的強(qiáng)度、硬度提高隨冷塑性變形量增加，金屬的強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性下降塑性、韌性下降的現(xiàn)象稱的現(xiàn)象稱加工硬化加工硬化。冷塑性變形量，%屈服強(qiáng)度，MPa40鋼(0.4%C)黃銅銅冷塑性變形量，%伸長率，%40鋼(0.4%C)黃銅銅一、冷塑性

14、變形對(duì)金屬性能的影響一、冷塑性變形對(duì)金屬性能的影響冷塑性變形與性能關(guān)系冷塑性變形與性能關(guān)系產(chǎn)生加工硬化的原因產(chǎn)生加工硬化的原因:1、隨變形量增加, 位錯(cuò)密度增加，由于位錯(cuò)之間的交互作用(堆積、纏結(jié))，使變形抗力增加.位錯(cuò)密度與強(qiáng)度關(guān)系位錯(cuò)密度與強(qiáng)度關(guān)系使壓力加工截面均勻使壓力加工截面均勻二、冷塑性變形對(duì)金屬組織的影響二、冷塑性變形對(duì)金屬組織的影響工業(yè)純鐵在塑性變形前后的組織變化工業(yè)純鐵在塑性變形前后的組織變化5%冷變形純鋁中的位錯(cuò)網(wǎng)冷變形純鋁中的位錯(cuò)網(wǎng)(a) 正火態(tài)正火態(tài)(c) 變形變形80%(b) 變形變形40%二、冷塑性變形對(duì)金屬組織的影響二、冷塑性變形對(duì)金屬組織的影響2.2. 亞組織的細(xì)

15、化亞組織的細(xì)化 塑性變形還使晶粒破碎為亞晶粒。金屬冷加工后的亞結(jié)構(gòu)示意圖二、冷塑性變形對(duì)金屬組織的影響二、冷塑性變形對(duì)金屬組織的影響三、產(chǎn)生殘余應(yīng)力三、產(chǎn)生殘余應(yīng)力 第三類內(nèi)應(yīng)力是形變金屬中的主要內(nèi)應(yīng)力，也是金屬強(qiáng)化的主要原因。而第一、二類內(nèi)應(yīng)力都使金屬強(qiáng)度降低。 內(nèi)應(yīng)力的存在，使金屬耐蝕性下降，引起零件加工、淬火過程中的變形和開裂變形和開裂。因此，金屬在塑性變形后，通常要進(jìn)行退火處理，以消除或降低內(nèi)應(yīng)力。晶界位錯(cuò)塞積所晶界位錯(cuò)塞積所引起的應(yīng)力集中引起的應(yīng)力集中冷變形金屬在加熱時(shí)的變化冷變形金屬在加熱時(shí)的變化 經(jīng)過冷塑性變形的金屬不僅組織結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生了變化，并且還產(chǎn)生了殘余應(yīng)力，如果生產(chǎn)中要

16、求其組織與性能回復(fù)到原始狀態(tài)，并消除殘余應(yīng)力，必須要進(jìn)行相應(yīng)的熱處理熱處理，以達(dá)到預(yù)期的要求。晶晶 粒粒 長長 大大再再 結(jié)結(jié) 晶晶回回 復(fù)復(fù)加熱溫度對(duì)冷變形金屬組織與性能的影響加熱溫度對(duì)冷變形金屬組織與性能的影響回復(fù)回復(fù)加熱溫度低加熱溫度低空位與間隙原子空位與間隙原子+空位與位空位與位錯(cuò)的合并錯(cuò)的合并 點(diǎn)缺陷點(diǎn)缺陷，殘余應(yīng)力，殘余應(yīng)力由于位錯(cuò)并未顯著減少由于位錯(cuò)并未顯著減少力學(xué)性能變化不大。力學(xué)性能變化不大。n工業(yè)上，常利用回復(fù)現(xiàn)象將冷變形金屬低溫加熱，工業(yè)上，常利用回復(fù)現(xiàn)象將冷變形金屬低溫加熱，既穩(wěn)定組織又保留加工硬化，這種熱處理方法稱去既穩(wěn)定組織又保留加工硬化，這種熱處理方法稱去應(yīng)力退火

17、。應(yīng)力退火。T回復(fù)回復(fù)=（0.25-0.3）T熔點(diǎn)熔點(diǎn)鐵素體變形鐵素體變形80%670加熱加熱650加熱加熱冷變形奧氏體不銹鋼加熱冷變形奧氏體不銹鋼加熱時(shí)的再結(jié)晶形核時(shí)的再結(jié)晶形核SEM-再結(jié)晶晶粒在原再結(jié)晶晶粒在原變形組織晶界上形核變形組織晶界上形核TEM-再結(jié)晶晶粒形核再結(jié)晶晶粒形核于高密度位錯(cuò)基體上于高密度位錯(cuò)基體上n由于再結(jié)晶后組織的復(fù)原，由于再結(jié)晶后組織的復(fù)原，因而金屬的因而金屬的強(qiáng)度、硬度下強(qiáng)度、硬度下降，塑性、韌性提高，加降，塑性、韌性提高，加工硬化消失工硬化消失。冷變形黃銅組織性能隨溫度的變化冷變形黃銅組織性能隨溫度的變化 冷變形冷變形(變形量為變形量為38%)黃銅黃銅580C

18、保溫保溫15分后的的再結(jié)晶組織分后的的再結(jié)晶組織純金屬純金屬的最低再結(jié)晶溫度的最低再結(jié)晶溫度與其熔點(diǎn)之間的近似關(guān)系與其熔點(diǎn)之間的近似關(guān)系: T再再0.350.4T熔熔其中其中T再再、T熔熔為絕對(duì)溫度為絕對(duì)溫度.金屬熔點(diǎn)越高金屬熔點(diǎn)越高, T再再也越高也越高.2. 再結(jié)晶溫度再結(jié)晶溫度影響再結(jié)晶溫度的因素為：影響再結(jié)晶溫度的因素為： (1) 金屬的預(yù)先變形程度：金屬的預(yù)先變形程度：金屬預(yù)先變形程度越大金屬預(yù)先變形程度越大, 再結(jié)晶溫度越低。當(dāng)變形度達(dá)到一定值后，再結(jié)晶再結(jié)晶溫度越低。當(dāng)變形度達(dá)到一定值后，再結(jié)晶溫度趨于某一最低值，稱溫度趨于某一最低值，稱最低再結(jié)晶溫度最低再結(jié)晶溫度。T再再 =

19、(T熔熔+273)0.4273，如，如Fe的的T再再=(1538+273)0.4273=451T再再與與的關(guān)系的關(guān)系 (2) 金屬的純度金屬的純度 金屬中的微量雜質(zhì)或合金元素，尤其高熔點(diǎn)元素起金屬中的微量雜質(zhì)或合金元素，尤其高熔點(diǎn)元素起阻礙擴(kuò)散和晶界遷移作用阻礙擴(kuò)散和晶界遷移作用，使再結(jié)晶溫度顯著提高使再結(jié)晶溫度顯著提高.影響再結(jié)晶溫度的因素為：影響再結(jié)晶溫度的因素為：3.再結(jié)晶后的晶粒長大再結(jié)晶后的晶粒長大580C保溫保溫8秒后的組織秒后的組織580C保溫保溫15分后的組織分后的組織700C保溫保溫10分后的組織分后的組織黃銅再結(jié)晶后晶粒的長大再結(jié)晶完成后，若繼續(xù)升高加再結(jié)晶完成后，若繼續(xù)升

20、高加熱溫度或延長保溫時(shí)間，將發(fā)熱溫度或延長保溫時(shí)間，將發(fā)生晶粒長大，這是一個(gè)生晶粒長大，這是一個(gè)自發(fā)的自發(fā)的過程。過程。 晶粒的長大是通過晶界遷移進(jìn)行的，是大晶粒吞并晶粒的長大是通過晶界遷移進(jìn)行的，是大晶粒吞并小晶粒的過程。小晶粒的過程。晶粒粗大會(huì)使金屬的強(qiáng)度，尤其是晶粒粗大會(huì)使金屬的強(qiáng)度，尤其是塑性和韌性降低塑性和韌性降低 。原子穿過原子穿過晶界擴(kuò)散晶界擴(kuò)散晶界遷晶界遷移方向移方向黃銅再結(jié)晶和晶粒長大各個(gè)階段的金相照片黃銅再結(jié)晶和晶粒長大各個(gè)階段的金相照片冷變形量為冷變形量為38的組織的組織580C保溫保溫3秒后的組織秒后的組織580C保溫保溫4秒后的組織秒后的組織580C保溫保溫8秒后的組

21、織秒后的組織580C保溫保溫15分后的組織分后的組織 700C保溫保溫10分后的組織分后的組織l生產(chǎn)中，把生產(chǎn)中，把消除消除加工硬化加工硬化的熱處理稱為的熱處理稱為再結(jié)晶退火再結(jié)晶退火。再結(jié)晶退火溫度比再結(jié)晶溫度高再結(jié)晶退火溫度比再結(jié)晶溫度高100200。 黃銅黃銅580C保溫保溫8秒后的組織秒后的組織黃銅黃銅580C保溫保溫15分后的組織分后的組織影響再結(jié)晶退火后晶粒度的因素影響再結(jié)晶退火后晶粒度的因素 （1）加熱溫度和保溫時(shí)間）加熱溫度和保溫時(shí)間 加熱溫度越高，保溫時(shí)間越長，加熱溫度越高，保溫時(shí)間越長，金屬的晶粒越粗大，加熱溫度金屬的晶粒越粗大，加熱溫度的影響尤為顯著。的影響尤為顯著。再結(jié)

22、晶退火溫度對(duì)晶粒度的影響再結(jié)晶退火溫度對(duì)晶粒度的影響 預(yù)先變形度的影響，實(shí)質(zhì)上是變形均勻程度的影響預(yù)先變形度的影響，實(shí)質(zhì)上是變形均勻程度的影響. 當(dāng)變形度很小時(shí)當(dāng)變形度很小時(shí)，晶格畸變小，不足以引起再結(jié)晶，晶格畸變小，不足以引起再結(jié)晶. 當(dāng)變形達(dá)到當(dāng)變形達(dá)到210%時(shí)時(shí)，只有部分晶粒變形，變形極只有部分晶粒變形，變形極預(yù)先變形度對(duì)再結(jié)晶晶粒度預(yù)先變形度對(duì)再結(jié)晶晶粒度的影響的影響（2）預(yù)先變形度）預(yù)先變形度不均勻不均勻，再結(jié)晶晶粒，再結(jié)晶晶粒大小相差懸殊，易互大小相差懸殊，易互相吞并和長大相吞并和長大,再結(jié)再結(jié)晶后晶粒特別粗大，晶后晶粒特別粗大，這個(gè)變形度稱這個(gè)變形度稱臨界變臨界變形度。形度。

23、當(dāng)超過臨界變形度后當(dāng)超過臨界變形度后，隨變形程度增加，變形越來越，隨變形程度增加，變形越來越均勻，再結(jié)晶時(shí)形核量大而均勻，使再結(jié)晶后晶粒細(xì)均勻，再結(jié)晶時(shí)形核量大而均勻，使再結(jié)晶后晶粒細(xì)而均勻，而均勻，達(dá)到一定變形量之后，晶粒度基本不變。達(dá)到一定變形量之后，晶粒度基本不變。 l對(duì)于某些金屬，當(dāng)變形對(duì)于某些金屬，當(dāng)變形量相當(dāng)大時(shí)量相當(dāng)大時(shí)( 90%)，再，再結(jié)晶后晶粒又重新出現(xiàn)結(jié)晶后晶粒又重新出現(xiàn)粗化現(xiàn)象，一般認(rèn)為這粗化現(xiàn)象，一般認(rèn)為這與形成織構(gòu)有關(guān)與形成織構(gòu)有關(guān).預(yù)先變形程度預(yù)先變形程度對(duì)對(duì)再結(jié)晶晶粒尺寸再結(jié)晶晶粒尺寸的影響的影響變形變形83%變形變形88%變形變形93%再結(jié)晶圖再結(jié)晶圖金屬的熱

24、塑性變形金屬的熱塑性變形一、冷加工與熱加工的區(qū)別一、冷加工與熱加工的區(qū)別 在金屬學(xué)中，冷熱加工的界限是以再結(jié)晶溫度來劃分的。在金屬學(xué)中，冷熱加工的界限是以再結(jié)晶溫度來劃分的。低于再結(jié)晶溫度的加工稱為低于再結(jié)晶溫度的加工稱為冷加工冷加工，而高于再結(jié)晶溫度而高于再結(jié)晶溫度的加工稱為的加工稱為熱加工。熱加工。軋制軋制模鍛模鍛拉拔拉拔T再再（W）=1200 T再再（Pb）=-14 如如 Fe 的再結(jié)晶溫度為的再結(jié)晶溫度為451，其在，其在400 以下的加以下的加工仍為冷加工。而工仍為冷加工。而 Sn 的再結(jié)晶溫度為的再結(jié)晶溫度為-7，則其，則其在室溫下的加工為熱加工。在室溫下的加工為熱加工。 熱加工時(shí)

25、產(chǎn)生的加工硬化很快被再結(jié)晶產(chǎn)生的軟化熱加工時(shí)產(chǎn)生的加工硬化很快被再結(jié)晶產(chǎn)生的軟化所抵消，因而熱加工所抵消，因而熱加工不會(huì)帶來加工硬化效果不會(huì)帶來加工硬化效果。巨型自由鍛件巨型自由鍛件自由鍛自由鍛金屬的冷熱加工金屬的冷熱加工模鍛模鍛自由鍛自由鍛軋制軋制正擠壓正擠壓反擠壓反擠壓拉拔拉拔沖壓沖壓冷軋與熱軋冷軋與熱軋二、熱加工對(duì)金屬組織和性能的影響二、熱加工對(duì)金屬組織和性能的影響 1. 消除鑄態(tài)金屬的某些缺陷，改善鑄錠組織消除鑄態(tài)金屬的某些缺陷，改善鑄錠組織 熱加工可使鑄態(tài)金屬與合金中的熱加工可使鑄態(tài)金屬與合金中的氣孔焊合氣孔焊合，使粗大的樹枝晶使粗大的樹枝晶或拄狀晶破碎，或拄狀晶破碎，從而從而使組織