工程材料及應(yīng)用第六章塑性變形

工程材料及應(yīng)用第六章塑性變形第一頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)概述一、變形過(guò)程中的名詞概念變形物體在外力的作用下,其形狀和尺寸的改變。應(yīng)力物體內(nèi)部任一截面單位面積上的相互作用力。同截面垂直的稱(chēng)為“正應(yīng)力”或“法向應(yīng)力”，同截面相切的稱(chēng)為“剪應(yīng)力”或“切應(yīng)力”。應(yīng)變物體形狀尺寸所發(fā)生的相對(duì)改變。

線(xiàn)應(yīng)變物體內(nèi)部某處的線(xiàn)段在變形后長(zhǎng)度的改變值同線(xiàn)段原長(zhǎng)之比值；

剪應(yīng)變(角應(yīng)變)

物體內(nèi)兩互相垂直的平面在變形后夾角的改變值;

體積應(yīng)變變形后物體內(nèi)任一微小單元體體積的改變同原單位體積之比值。第二頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日二、變形宏觀過(guò)程第一節(jié)概述

在應(yīng)力低于彈性極限σe時(shí)，材料發(fā)生的變形為彈性變形；應(yīng)力在σe到σb之間將發(fā)生的變形為均勻塑性變形；在σb之后將發(fā)生頸縮；在K點(diǎn)發(fā)生斷裂。彈性變形特點(diǎn)服從虎克定律，及應(yīng)力與應(yīng)變成正比實(shí)質(zhì)在應(yīng)力的作用下，材料內(nèi)部原子間距偏離平衡位置，但未超過(guò)其原子間的結(jié)合力。晶格發(fā)生了伸長(zhǎng)(縮短)或歪扭。原子的相鄰關(guān)系未發(fā)生改變，故外力去除后，原子間結(jié)合力便可以使變形完全恢復(fù)。

第三頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日三、塑性變形第一節(jié)概述不能恢復(fù)的永久性變形叫塑性變形。當(dāng)應(yīng)力大于彈性極限時(shí)，彈性變形－塑性變形同時(shí)發(fā)生；外力去除，變形不能得到完全的恢復(fù)，有殘留變形或永久變形。塑性變形定義實(shí)質(zhì)

在應(yīng)力的作用下，材料內(nèi)部原子相鄰關(guān)系已經(jīng)發(fā)生改變，外力去除后，原子回到另一平衡位置，物體將留下永久變形。第四頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日四、塑性變形的方式第一節(jié)概述按照材料的性質(zhì)、外界環(huán)境和受力方式不同，塑性變形的方式有：滑移、孿生、蠕變、流動(dòng)?；凭w材料塑性變形的基本方式。非晶體材料原子為無(wú)規(guī)則堆積，像液體一樣只能以流動(dòng)方式來(lái)進(jìn)行，衡量變形難易程度的參數(shù)為粘度。在重力作用下能發(fā)生流動(dòng)的為液體，可以維持自己形狀的為固體。第五頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)單晶體的滑移

一、滑移概念

滑移

滑移是在外力作用下，晶體的一部分沿著一定的晶面(滑移面)的一定方向(滑移方向)相對(duì)于晶體的另一部分發(fā)生的相對(duì)滑動(dòng)。第六頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日二、滑移過(guò)程說(shuō)明在切應(yīng)力的作用下，晶格發(fā)生彈性歪扭，進(jìn)一步將使晶格發(fā)生滑移；外力去除后，原子到了新的平衡位置，晶體不能恢復(fù)到原來(lái)的形狀，保留永久的變形。大量晶面的滑移將得到宏觀變形效果，在晶體的表面將出現(xiàn)滑移臺(tái)階。第二節(jié)單晶體的滑移第七頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日三、滑移與晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系

第二節(jié)單晶體的滑移滑移面滑移發(fā)生的晶面，通常為晶體的最密排晶面；滑移方向滑移滑動(dòng)的方向，通常也為晶體的最密排方向；滑移系一種滑移面和該面上的一個(gè)滑移方向構(gòu)成一個(gè)可以滑移的方式。

第八頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日典型晶格的滑移系FCC第二節(jié)單晶體的滑移第九頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日晶格類(lèi)型BCCFCCCHP滑移面｛110｝6｛111｝4｛0001｝1滑移方向<111>2<110>3<1000>3滑移系數(shù)12123第十頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日四、滑移與外力方向的關(guān)系滑移方向上的分切應(yīng)力為：

稱(chēng)為施密特定律，τc是一常數(shù)，等于或者大于一定的臨界值（臨界切應(yīng)力）時(shí)，滑移才能發(fā)生。第二節(jié)單晶體的滑移第十一頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日五、滑移變形的特點(diǎn)

第二節(jié)單晶體的滑移滑移只能在切應(yīng)力的作用下發(fā)生?；瞥Ｑ鼐w中原子密度最大的晶面和晶向發(fā)生。在最密晶面之間的面間距最大，原子面之間的結(jié)合力最弱，沿最密晶向滑移的步長(zhǎng)最小，因此這種滑移所需要的外加切應(yīng)力最小?；瑒?dòng)的距離為原子間距的整數(shù)倍，滑移的結(jié)果會(huì)在晶體的表面上造成臺(tái)階。

滑移的同時(shí)必然伴隨有晶體的轉(zhuǎn)動(dòng)。

第十二頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日六、滑移的實(shí)質(zhì)是位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)

大量的理論研究證明，滑移原來(lái)是由于滑移面上的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)而造成的。圖示例子表示一刃型位錯(cuò)在切應(yīng)力的作用下在滑移面上的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，通過(guò)一根位錯(cuò)從滑移面的一側(cè)運(yùn)動(dòng)到另一側(cè)便造成一個(gè)原子間距的滑移。

第二節(jié)單晶體的滑移第十三頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日六、滑移的實(shí)質(zhì)是位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)滑移過(guò)程，只需要位錯(cuò)中心上面的兩列原子（實(shí)際為兩個(gè)半原子面）向右作微量的位移，位錯(cuò)中心下面的一列原子向左作微量的位移，位錯(cuò)中心便會(huì)發(fā)生一個(gè)原子間距的右移。通過(guò)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)方式的滑移，并不需要整個(gè)晶體上半部的原子相對(duì)于其下半部一起位移，而僅需位錯(cuò)中心附近的極少量的原子作微量的位移即可，需要的臨界切應(yīng)力便遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于整體剛性滑移。

第二節(jié)單晶體的滑移說(shuō)明第十四頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日第三節(jié)多晶體的塑性變形

一、多晶體的塑性變形協(xié)調(diào)性

多晶體的變形中要保持晶界處的連續(xù)性，即晶界處的原子既不能堆積也不能出現(xiàn)空隙或裂縫，晶界兩邊的變形需要達(dá)到互相協(xié)調(diào)。

為滿(mǎn)足協(xié)調(diào)性，每個(gè)晶粒內(nèi)位錯(cuò)在外力作用下發(fā)生運(yùn)動(dòng)，即以滑移方式產(chǎn)生塑性變形效果，需要臨近晶粒作出相應(yīng)的變形。晶界兩邊的晶粒取向不一樣，靠單一的滑移系的動(dòng)作將不能保證這種協(xié)調(diào)，要求鄰近晶粒的晶界附近區(qū)域有幾個(gè)滑移系動(dòng)作，加上自身晶粒除了變形的主滑移系統(tǒng)外，也要有幾個(gè)滑移系統(tǒng)同時(shí)動(dòng)作才行。所以晶粒的取向不同對(duì)滑移起到阻礙作用，增加了滑移要求的外力。第十五頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日二、晶界對(duì)滑移的影響位錯(cuò)的塞積一個(gè)晶粒在某一滑移系發(fā)生滑移動(dòng)作，位錯(cuò)發(fā)生運(yùn)動(dòng)，位錯(cuò)遇到晶界時(shí)，由于各個(gè)晶粒的位向不同，不能直接從一個(gè)晶粒移動(dòng)到另一晶粒，便塞積起來(lái)；加之晶界處的雜質(zhì)原子也往往較多，增大其晶格畸變，在滑移時(shí)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力較大，難以發(fā)生變形。晶界的存在可以提高材料的強(qiáng)度。第三節(jié)多晶體的塑性變形對(duì)純金屬、單相合金或低碳鋼都發(fā)現(xiàn)室溫屈服強(qiáng)度和晶粒大小有以下關(guān)系：d晶粒的平均直徑，k為比例常數(shù)。即霍爾-佩奇(Hall-Petch)關(guān)系。第十六頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日二、晶界對(duì)滑移的影響晶界數(shù)量的增加則材料的晶粒愈細(xì)，不僅強(qiáng)度愈高，而且塑性與韌性也較高。原因晶粒愈細(xì)，單位體積中的晶粒數(shù)便愈多，變形時(shí)同樣的形變量便可分散在更多的晶粒中發(fā)生，晶粒轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力小，晶粒間易于協(xié)調(diào)，產(chǎn)生較均勻的變形，不致造成局部的應(yīng)力集中，而引起裂紋的過(guò)早產(chǎn)生和發(fā)展。因而斷裂前便可發(fā)生較大的塑性形變量，具有較高的沖擊載荷抗力。工業(yè)上通過(guò)各種方法(凝固、壓力加工、熱處理)使材料獲得細(xì)而均勻的晶粒，使目前提高材料力學(xué)性能的有效途徑之一。第三節(jié)多晶體的塑性變形第十七頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日三、塑性變形過(guò)程第三節(jié)多晶體的塑性變形局部不均勻性在多晶體金屬中，由于每個(gè)晶粒的晶格位向都不同，其滑移面和滑移方向的分布不同，故在同一外力作用下，每個(gè)晶粒中不同滑移面和滑移方向上所受的分切應(yīng)力便不同。軟位向施密特因子較大(接近1/2)，分切應(yīng)力較大的必將首先發(fā)生滑移變形；硬位向滑移面或滑移方向處于或接近于與外力相平行或垂直，即施密特因子較小(接近0)的晶粒，它們所受的分切應(yīng)力將較小，較難發(fā)生滑移。第十八頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日三、塑性變形過(guò)程第三節(jié)多晶體的塑性變形整體的均勻化多晶體材料在外力作用下，首批處于軟位向的晶粒發(fā)生滑移，而晶界的影響及其周?chē)幱谟参幌虻木ЯＩ胁荒馨l(fā)生滑移，在首批晶粒的晶界附近造成位錯(cuò)堆積，隨著外力增大至應(yīng)力集中達(dá)到一定程度，形變才會(huì)越過(guò)晶界，傳遞到另一批晶粒中。隨著滑移的發(fā)生，晶粒的位向也在發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，有位向硬化的晶粒和軟化的晶粒，軟位向的晶粒開(kāi)始滑移變形。多晶體塑性變形是一批一批晶粒逐步地發(fā)生，從少量晶粒逐步擴(kuò)大到大量的晶粒，從不均勻變形逐步發(fā)展到較均勻的變形，要比單晶體中復(fù)雜得多。第十九頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日四、其他塑性變形方式

第三節(jié)多晶體的塑性變形1.孿生第二十頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日四、其他塑性變形方式

第三節(jié)多晶體的塑性變形孿生產(chǎn)生條件

在切應(yīng)力作用下產(chǎn)生的，所需要的切應(yīng)力比滑移要大得多，僅在滑移困難時(shí)才會(huì)發(fā)生。出現(xiàn)在滑移系很少的晶體結(jié)構(gòu)的材料中(如密排六方)；2)在較低溫度或受沖擊時(shí)因來(lái)不及滑移又有較大的應(yīng)力作用時(shí)產(chǎn)生孿生。2.蠕變

所謂蠕變是指材料在高溫下(高于0.3Tm)的變形不僅與應(yīng)力有關(guān)，且和應(yīng)力作用時(shí)間有關(guān)。蠕變現(xiàn)象可看著在應(yīng)力作用下原子的擴(kuò)散。原子的定向流動(dòng)本身可造成材料的變形。第二十一頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日四、其他塑性變形方式

第三節(jié)多晶體的塑性變形3.粘滯性流動(dòng)

在液體狀態(tài)下，原子呈無(wú)規(guī)則排列，沒(méi)有固定的形狀，處于可流動(dòng)的狀態(tài)。液體的流動(dòng)性用黏度來(lái)度量，當(dāng)黏度大到可以維持自己的形狀時(shí)，材料就處于固態(tài)。在固態(tài)下處于非晶態(tài)的材料可以看著是過(guò)冷的液體，在外力作用下，非晶態(tài)的材料當(dāng)能克服黏度的阻力時(shí)，可以象液體那樣發(fā)生流動(dòng)，自己的形狀和尺寸發(fā)生變化，材料的性質(zhì)未發(fā)生改變，可視為一種塑性變形。

第二十二頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日第四節(jié)塑性變形對(duì)組織性能的影響一、對(duì)力學(xué)性能的影響加工硬化的工程意義：加工硬化是強(qiáng)化材料的重要手段，尤其是對(duì)于那些不能用熱處理方法強(qiáng)化的金屬材料。加工硬化有利于金屬進(jìn)行均勻變形。因?yàn)榻饘僖炎冃尾糠之a(chǎn)生硬化，將使繼續(xù)的變形主要在未變形或變形較少的部分發(fā)展。加工硬化給金屬的繼續(xù)變形造成了困難，加速了模具的損耗，在對(duì)材料要進(jìn)行較大變形量的加工中將是不希望的，在金屬的變形和加工過(guò)程中常常要進(jìn)行“中間退火”以消除這種不利影響，因而增加了能耗和成本。產(chǎn)生加工硬化材料在變形后，強(qiáng)度、硬度顯著提高，而塑性、韌性明顯下降的現(xiàn)象稱(chēng)為加工硬化。第二十三頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日二、對(duì)組織形貌的影響第四節(jié)塑性變形對(duì)組織性能的影響晶粒變形金屬塑性變形時(shí)，隨著外形的改變，內(nèi)部晶粒的形狀也相應(yīng)變化。通常晶粒沿變形方向被拉長(zhǎng)(拉伸)或壓扁(壓縮)。變形的程度愈大，則晶粒形狀的改變也愈大。第二十四頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日二、對(duì)組織形貌的影響晶界模糊變形量很大時(shí)，晶界變得模糊不清，原因：位錯(cuò)移出晶粒在邊界造成的臺(tái)階使晶界交錯(cuò)，進(jìn)一步降低了晶界的耐腐蝕性。纖維組織在金屬變形較大時(shí)，材料中的夾雜物也沿變形方向被拉長(zhǎng)，形成了纖維組織。纖維組織的出現(xiàn)造成材料在不同方向上表現(xiàn)出不同的力學(xué)性能，即產(chǎn)生一定程度的各向異性，一般沿纖維方向的強(qiáng)度和塑性遠(yuǎn)大于垂直方向，等等。第四節(jié)塑性變形對(duì)組織性能的影響第二十五頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日二、對(duì)組織形貌的影響亞結(jié)構(gòu)形成在金屬未變形或少量變形時(shí)，位錯(cuò)密度的分布一般是均勻的。但在大量變形之后，由于位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)和交互作用，位錯(cuò)不均勻分布，并使晶粒碎化成許多位向略有差異的亞晶粒。亞晶粒邊界上聚集大量位錯(cuò)，而內(nèi)部的位錯(cuò)密度相對(duì)低得多。隨著變形量的增大，產(chǎn)生的亞結(jié)構(gòu)也越細(xì)。整個(gè)晶粒內(nèi)部的位錯(cuò)密度的提高將降低了材料的耐腐蝕性。第四節(jié)塑性變形對(duì)組織性能的影響第二十六頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日三、變形織構(gòu)的產(chǎn)生

金屬晶粒的取向一般是無(wú)規(guī)則的隨機(jī)排列，盡管每個(gè)晶粒有各向異性，宏觀性能表現(xiàn)出各向同性。當(dāng)金屬經(jīng)受大量(70%以上)的一定方向的變形之后,晶粒的轉(zhuǎn)動(dòng)造成晶粒取向趨于一致，形成了“擇優(yōu)取向”，即某一晶面在某個(gè)方向出現(xiàn)的幾率明顯高于其他方向。金屬大變形后形成的這種有序化結(jié)構(gòu)叫做變形織構(gòu)，它使金屬材料表現(xiàn)出明顯的各向異性。第四節(jié)塑性變形對(duì)組織性能的影響對(duì)工程應(yīng)用的影響：在大多數(shù)情況下是不利的，如有織構(gòu)的金屬板材沖制筒形零件，不同方向上塑性的差別較大，深沖后零件的邊緣不齊出現(xiàn)“制耳”現(xiàn)象；另外在不同方向上變形不同，制成的零件的硬度和壁厚會(huì)不均勻，等等。但織構(gòu)有時(shí)也能帶來(lái)好處，制造變壓器鐵芯的硅鋼片，利用織構(gòu)可大大提高變壓器的效率。第二十七頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日四、增加了殘余內(nèi)應(yīng)力

塑性變形后材料內(nèi)部的殘余內(nèi)應(yīng)力明顯增加，主要是由于材料在外力作用下內(nèi)部變形不均勻所造成的。第四節(jié)塑性變形對(duì)組織性能的影響第一類(lèi)內(nèi)應(yīng)力材料表層和心、這一部分和那一部分變形不均勻，造成平衡于它們之間的宏觀內(nèi)應(yīng)力.第二類(lèi)內(nèi)應(yīng)力相鄰晶粒取向不同引起變形不均勻，或晶內(nèi)不同部位變形不均勻，會(huì)造成微觀內(nèi)應(yīng)力.第三類(lèi)內(nèi)應(yīng)力位錯(cuò)等缺陷的增加，會(huì)造成晶格畸變.

第三類(lèi)內(nèi)應(yīng)力占絕大部分，是變形金屬?gòu)?qiáng)化的主要原因。但耐腐蝕性下降。第一、二類(lèi)內(nèi)應(yīng)力占的比例不大，但當(dāng)進(jìn)一步加工會(huì)打破原有平衡，引起材料的變形；或者和零件使用應(yīng)力發(fā)生疊加，引起材料的破壞。所以一般都要用退火的辦法盡量將其消除。第二十八頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日第五節(jié)變形后金屬的加熱變化引言

1)冷變形后的金屬材料存在加工硬化和殘余內(nèi)應(yīng)力等性能變化，在很多情況下并不是人門(mén)希望的，可以通過(guò)加熱引起的組織變化來(lái)改變這些性能。

2)在材料的內(nèi)部的晶粒破碎拉長(zhǎng)，位錯(cuò)等缺陷大量增加和存在的內(nèi)應(yīng)力都使材料存在彈性應(yīng)變能，使其內(nèi)能升高處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，系統(tǒng)本身就存在釋放能量的潛力，當(dāng)溫度提高后，原子的活動(dòng)能力增強(qiáng)，原子在熱運(yùn)動(dòng)中會(huì)使材料朝著減少缺陷、降低能量的方向發(fā)展，造成組織和性能的變化。第二十九頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日一、冷變形后的材料加熱轉(zhuǎn)變對(duì)冷變形的塑性材料重新加熱，隨著加熱的溫度和保溫時(shí)的不同，發(fā)生的變化大致可以分為三個(gè)階段：回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒的長(zhǎng)大，他們都是減少或消除結(jié)構(gòu)缺陷的過(guò)程。材料的內(nèi)應(yīng)力、晶粒尺寸、強(qiáng)度、塑性等性能也發(fā)生對(duì)應(yīng)變化。

第五節(jié)變形后金屬的加熱變化第三十頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日二、回復(fù)第五節(jié)變形后金屬的加熱變化回復(fù)概念

在加熱溫度較低時(shí)，僅因金屬中的一些點(diǎn)缺陷和位錯(cuò)的遷移而引起的某些晶內(nèi)的變化?；貜?fù)階段一般加熱溫度在0.4Tm以下?；貜?fù)的組織性能變化宏觀應(yīng)力基本去除，微觀應(yīng)力仍然殘存；物理性能，如電阻率，有明顯降低，有的可基本回到未變形前的水平；力學(xué)性能，如硬度和流變應(yīng)力，覺(jué)察不到有明顯的變化；光學(xué)金相組織看不出任何變化，溫度較高發(fā)生回復(fù)，在電子顯微鏡下可間到晶粒內(nèi)部組織的變化。第三十一頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日三、再結(jié)晶第五節(jié)變形后金屬的加熱變化1.基本過(guò)程

經(jīng)過(guò)塑性變形后的金屬材料在加熱到較高溫度時(shí)(一般大于0.4Tm)，可以發(fā)生晶粒的重新改組。同結(jié)晶過(guò)程類(lèi)似，首先在材料中變形嚴(yán)重，即位錯(cuò)或其他缺陷集中處，形成新的無(wú)畸變的小晶粒，這些小晶粒消耗周?chē)l(fā)生過(guò)變形的晶體而不斷長(zhǎng)大，同時(shí)也有新的小晶粒形成，直到新的晶粒全部代替變形過(guò)的晶體。這個(gè)過(guò)程也是一形核和核心長(zhǎng)大，稱(chēng)為再結(jié)晶。

2.結(jié)果

材料發(fā)生了再結(jié)晶后，由于全部用新生成的晶粒替換了原發(fā)生過(guò)塑性變形的晶粒，所以材料經(jīng)過(guò)再結(jié)晶后，由冷塑性變形帶來(lái)的所有性能變化就全部消失，材料的組織發(fā)生了變化，性能完全徹底回到變形前的狀態(tài)。第三十二頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日三、再結(jié)晶第五節(jié)變形后金屬的加熱變化3.特點(diǎn)再結(jié)晶過(guò)程不是相變，盡管冷塑性變形后的發(fā)生再結(jié)晶，晶粒以形核和晶核長(zhǎng)大來(lái)進(jìn)行，但變化前后的晶粒成分相同，晶體結(jié)構(gòu)并未發(fā)生變化，因此它們是屬于同一個(gè)相。再結(jié)晶沒(méi)有確定的轉(zhuǎn)變溫度，再結(jié)晶是在溫度達(dá)到一定程度后，原子活動(dòng)能力增強(qiáng)發(fā)生遷移進(jìn)行晶格位置的重排，溫度愈高，完成愈快，沒(méi)有固定溫度，但有一溫度下限，這個(gè)溫度稱(chēng)為再結(jié)晶開(kāi)始溫度。決定再結(jié)晶溫度的因素有：材料冷變形程度愈大，再結(jié)晶開(kāi)始溫度愈低；熔點(diǎn)高、雜質(zhì)原子多(純度低），再結(jié)晶開(kāi)始溫度愈高；延長(zhǎng)加熱的保溫時(shí)間可以在較低溫度下達(dá)到同樣效果。工程用金屬材料，一般再結(jié)晶溫度可用0.4TM來(lái)估計(jì)。第三十三頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日四、晶粒長(zhǎng)大第五節(jié)變形后金屬的加熱變化1.長(zhǎng)大動(dòng)力

再結(jié)晶完成后，金屬獲得均勻細(xì)小的晶粒，但潛伏著長(zhǎng)大的趨勢(shì)，因?yàn)榫ЯｉL(zhǎng)大后，晶粒變大，則晶界的總面積減小，總界面能也就減小。所以只要條件滿(mǎn)足，晶粒就會(huì)自行長(zhǎng)大。2.晶粒的正常長(zhǎng)大

在長(zhǎng)大過(guò)程中，所有能長(zhǎng)大晶粒都處在大致相同的環(huán)境，長(zhǎng)大后的晶粒大小分布統(tǒng)計(jì)結(jié)果相同。長(zhǎng)大方式以大吃小的兼并方式進(jìn)行。晶粒長(zhǎng)大的最終結(jié)果是材料的晶粒平均尺寸變大。3.晶粒的非正常長(zhǎng)大在長(zhǎng)大過(guò)程中，一般晶粒在正常緩慢長(zhǎng)大時(shí)，如果有少數(shù)晶粒處在特別優(yōu)越的環(huán)境，這些大量吞食周?chē)Я?，迅速長(zhǎng)大。第三十四頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日晶粒非正常長(zhǎng)大圖片

第五節(jié)變形后金屬的加熱變化第三十五頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日五、再結(jié)晶后的晶粒尺寸

1、預(yù)先變形量1)在臨界變形量(不同材料不相同,一般金屬在2—10%之間)以下,材料不發(fā)生再結(jié)晶，維持原來(lái)的晶粒尺寸；2)臨界變形量附近,因核心數(shù)量很少而再結(jié)晶后的尺寸很大,有時(shí)甚至可得到單晶;3)通常隨著變形量增加，再結(jié)晶的晶粒尺寸不斷減小,當(dāng)變形量過(guò)大(>70%)后，可能產(chǎn)生明顯織構(gòu)，在退火溫度高時(shí)發(fā)生晶粒的異常長(zhǎng)大。第三十六頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日五、再結(jié)晶后的晶粒尺寸

2、退火溫度和時(shí)間其它條件相同時(shí)，退火溫度高、保溫時(shí)間長(zhǎng)，所得到的晶粒尺寸愈大。再結(jié)晶剛結(jié)束時(shí)，晶粒尺寸一般相差不明顯，但退火溫度高，完成再結(jié)晶用的時(shí)間少，長(zhǎng)大的時(shí)間就長(zhǎng)，長(zhǎng)大速度快。隨退火溫度的提高而晶粒尺寸增大。再結(jié)晶退火一般均采用保溫2小時(shí)，保證再結(jié)晶充分完成而晶粒不過(guò)分長(zhǎng)大，延長(zhǎng)保溫時(shí)間顯然會(huì)造成晶粒尺寸的長(zhǎng)大。第五節(jié)變形后金屬的加熱變化第三十七頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日六、再結(jié)晶應(yīng)用第五節(jié)變形后金屬的加熱變化回復(fù)去應(yīng)力退火，消除應(yīng)力，穩(wěn)定組織；再結(jié)晶再結(jié)晶退火，消除加工硬化效果，消除組織各向異性；晶粒長(zhǎng)大在工藝過(guò)程中避免產(chǎn)生。第三十八頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日第六節(jié)金屬的熱塑性變形引言

冷態(tài)對(duì)材料進(jìn)行塑性變形會(huì)產(chǎn)生加工硬化，當(dāng)材料成形需要較大的變形量時(shí)，可以經(jīng)過(guò)一段變形后，進(jìn)行一次再結(jié)晶退火，再來(lái)繼續(xù)進(jìn)行塑性變形，再退火，直到達(dá)到需要的變形程度。金屬材料的強(qiáng)度和硬度會(huì)隨溫度的上升而下降，塑性會(huì)隨溫度的升高而升高。在較高的溫度下進(jìn)行塑性變形，材料的抗力小，變形所用的動(dòng)力(外加