金屬塑性變形對組織和性能的影響

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上金屬塑性變形對組織和性能的影響多晶體金屬經(jīng)塑性變形后，除了在晶粒內(nèi)出現(xiàn)滑移帶和孿晶等組織特征外，還具有以下組織結(jié)構(gòu)的變化：形成纖維組織，塑性變形后，晶粒沿變形方向逐漸伸長，變形量越大，晶粒伸長的程度也越大。當變形量很大時，晶粒呈現(xiàn)出一片如纖維狀的條紋，稱為纖維組織當金屬中有雜質(zhì)存在時，雜質(zhì)也沿變形方向拉長為細帶狀（塑性雜質(zhì)）或粉碎成鏈狀（脆性雜質(zhì)）形變亞結(jié)構(gòu)的形成及細化l 形變亞結(jié)構(gòu)的形成機理：在切應(yīng)力作用下，位錯源所產(chǎn)生的大量位錯沿滑移面運動時，將遇到各種阻礙位錯運動的障礙物，如晶界、亞晶界、第二相顆粒及割階等，造成位錯纏結(jié)這樣，金屬中便出現(xiàn)了由高密度的纏結(jié)位錯分隔

2、開的位錯密度較低的區(qū)域，即形變亞結(jié)構(gòu)。l 亞結(jié)構(gòu)的細化，形變亞結(jié)構(gòu)的邊界是嚴重晶格畸變區(qū)，堆積大量位錯，而內(nèi)部的晶格則相對完整，僅有稀疏的位錯網(wǎng)絡(luò)，這種亞結(jié)構(gòu)也稱為胞狀亞結(jié)構(gòu)或形變胞（內(nèi)部完整，外部包滿位錯）產(chǎn)生變形織構(gòu)，與單晶體一樣，多晶體在塑性變形時也伴隨著晶體的轉(zhuǎn)動過程，故當變形量很大時，多晶體中原為任意取向的各個晶粒會逐漸調(diào)整其取向而趨于一致，這種現(xiàn)象稱為晶粒的擇優(yōu)取向，這種由于金屬塑性變形使晶粒具有擇優(yōu)取向的組織叫做形變織構(gòu)。同種材料隨著加工方式的不同，可能出現(xiàn)不同類型的織構(gòu)：l 絲織構(gòu)：在拉拔時形成，其特征是各晶粒的某一晶向與拉拔方向平行或接近平行。l 板織構(gòu)：在軋制時形成，其特征

3、是各晶粒的某一晶面與平行于軋制平面，而某一晶向平行于軋制方向。性能特點：顯示出各向異性。塑性變形對金屬性能的影響金屬產(chǎn)生加工硬化（也稱形變強化）在塑性變形過程中，隨著金屬內(nèi)部組織的變化，金屬的力學性能也將產(chǎn)生明顯的變化，即隨著變形程度的增加，金屬的強度、硬度增加，而塑性、韌性下降，這一現(xiàn)象即為加工硬化或形變硬化。加工硬化的原因：與位錯的交互作用有關(guān)。隨著塑性變形的進行，位錯密度不斷增大，位錯運動時的相互交割加劇，產(chǎn)生固定割階、位錯纏結(jié)等障礙，使位錯運動的阻力增大引起形變抗力的增加，金屬的強度提高加工硬化的是強化金屬材料的方法之一。對于用熱處理方法不能強化的材料來說，用加工硬化方法提高其強度就顯

4、得更為重要加工硬化的不利影響：隨著變形度的提高，金屬變形抗力增加，繼續(xù)變形困難，因此需要退火熱處理消除加工硬化效應(yīng)，以避免金屬變形時開裂。另外，隨著變形度的增大，電阻不斷下降。金屬的電阻與晶體中點缺陷的密度有關(guān)。隨著變形度的增大，金屬的密度、熱導(dǎo)率略有下降；磁導(dǎo)率、磁飽和度下降，但磁滯和矯頑力增加。隨著變形度的增大，由于點缺陷密度的升高，金屬的內(nèi)能提高，使其化學活性提高，腐蝕尤其應(yīng)力腐蝕傾向顯著增加。此外，塑性變形后，由于金屬中的晶體缺陷（位錯及空位）增加，使擴散激活能減少，擴散速度增加。殘余應(yīng)力金屬在塑性變形過程中，外力所作的功大部分轉(zhuǎn)化為熱能，但尚有一部分（約占總變形功的10）保留在金屬內(nèi)

5、部，形成殘余內(nèi)應(yīng)力和點陣畸變。有以下分類：宏觀內(nèi)應(yīng)力（第一類內(nèi)應(yīng)力）由于金屬工件或材料各部分的不均勻變形所引起的，它是整個物體范圍內(nèi)處于平衡的力，當除去它的一部分后，這種力的平衡就遭到破壞，并立即產(chǎn)生變形。微觀內(nèi)應(yīng)力（第二類內(nèi)應(yīng)力）由于晶?；騺喚ЯＷ冃尾痪鶆蚨鸬?，它是在晶粒或亞晶粒范圍內(nèi)處于平衡的力，此應(yīng)力在某些局部地區(qū)可達很大數(shù)值，可能致使工件在不大的外力下產(chǎn)生顯微裂紋，進而導(dǎo)致開裂。點陣畸變（也稱第三類內(nèi)應(yīng)力）塑性變形使金屬內(nèi)部產(chǎn)生大量的位錯和空位，使點陣中的一部分原子偏離其平衡位置，造成點陣畸變。這種點陣畸變所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力作用范圍更小，只在晶界、滑移面等附近不多的原子群范圍內(nèi)維持平衡