《材料的塑性變形》PPT課件

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1、金屬經(jīng)熔煉澆注成鑄錠以后，通常要進行各種塑性加工，如軋制、擠壓、冷拔、鍛壓、沖壓等，以獲得具有一定形狀、尺寸和力學(xué)性能的型材、板材、管材或線材，以及零件毛坯或零件。主要內(nèi)容：4.1金屬及合金的（冷）塑性變形4.2塑性變形對金屬組織和性能的影響4.3金屬與合金的回復(fù)與再結(jié)晶4.4金屬的熱加工4.5固態(tài)金屬中的擴散第四章金屬及合金的塑性變形與再結(jié)晶4.1金屬與合金的塑性變形4.1.1應(yīng)力應(yīng)變曲線和力學(xué)性能指標(biāo)一、強度strength概念：強度是指金屬抵抗永久變形（塑性變形）和斷裂的能力。通過拉伸試驗測得大小。強度判據(jù)：屈服點（屈服強度?s）、抗拉強度?b試樣按GB6397

2、—86制分長試樣L0=10d0短試樣L0=5d0L0LKd0拉斷前試樣拉斷后試樣FF彈性階段彈性極限?P屈服階段屈服極限?S強化階段強度極限?B頸縮階段4.1金屬與合金的塑性變形◆屈服點概念：力不增加仍能繼續(xù)伸長時的應(yīng)力。用符號：?s表示◆抗拉強度概念：試樣拉斷前所承受的最大拉應(yīng)力。用符號：?b表示注：?s、?b是設(shè)計與選材的重要依據(jù)另：?e表示彈性極限。在外力作用下產(chǎn)生彈性變形時所承受的最大拉應(yīng)力。4.1金屬與合金的塑性變形二、塑性plasticity概念：在外力作用下產(chǎn)生永久變形而不破壞的能力。判據(jù)：斷后伸長率、斷后斷面收縮率◆斷后伸長率概念：試樣斷后標(biāo)準(zhǔn)的伸長量

3、與標(biāo)準(zhǔn)的百分比。其中：Lk—斷后試樣長度Lo—試樣原始長度◆斷后斷面收縮率概念：斷后截面處面積的最大縮減量與原始截面面積百分比。說明：伸長率和收縮率在實際應(yīng)用中，一般是用?表示塑性大小。?、Ψ越大，材料的塑性越好。通常認(rèn)為?<5%脆性材料。4.1金屬與合金的塑性變形4.1.2單晶體金屬的塑性變形單晶體的塑變的主要形式滑移　　孿晶4.1.2單晶體金屬的塑性變形滑移：在切應(yīng)力作用下，晶體的一部分相對于另一部分沿著一定的晶面（滑移面）和晶向（滑移方向）產(chǎn)生相對位移，且不破壞晶體內(nèi)部原子排列規(guī)律性的塑變方式?；凭€和滑移帶4.1.2單晶體金屬的塑性變形滑移系：一個滑移面（密排

4、面）和其上的一個滑移方向（密排方向）組成一個滑移系?；葡翟蕉?，晶體塑性越好。4.1.2單晶體金屬的塑性變形滑移時晶體的轉(zhuǎn)動和旋轉(zhuǎn)拉伸時,滑移面和滑移方向趨于平行于力軸方向壓縮時，滑移面逐漸趨于垂直于壓力軸線。4.1.2單晶體金屬的塑性變形滑移是由位錯運動造成的（滑移位錯機制）4.1.2單晶體金屬的塑性變形孿晶：切應(yīng)力作用下，晶體的一部分沿一定晶面（孿晶面）和一定的晶相（孿生方向）相對于另一部分做均勻的切變所產(chǎn)生的變形。4.1.2單晶體金屬的塑性變形4.1.2單晶體金屬的塑性變形1.孿生：均勻切變；滑移：塑性變形是不均勺的。2.孿生：各晶面移動量與其離孿晶面距離成正比

5、，相鄰晶團相對移動距離通常只是原子間距的幾分之一；滑移：變形時，滑移距離則是原于間距的整倍數(shù)。3.孿生：晶體變形部分的位向發(fā)生變化，并且孿晶面與未變形部分對稱；滑移：晶體位向并不發(fā)生變化。4.孿生和滑移一樣并不改變晶體的點陣類型。5.孿生臨界分切應(yīng)力值大，因此，只在很難滑移的條件下，晶體才發(fā)生孿生?；葡瞪俚拿芘帕浇饘?，常以孿生方式變形。孿生與滑移的對比孿生變形產(chǎn)生的塑性變形量一般不超過10％，但是孿生使晶體位向變化，從而引起滑移系取向變化，能促進滑移的發(fā)生。往往孿生與滑移交替發(fā)生，即可獲得較大的塑性變形量。4.1.2單晶體金屬的塑性變形1.與單晶體塑變的異同同：都

6、主要依靠滑移異：存在不同時性，需相互協(xié)調(diào)2.塑變過程：軟取向的晶粒先滑移→晶界處位錯塞積→產(chǎn)生應(yīng)力集中→相鄰晶?；啤嗷葡禂?shù)目多越有利塑變3.晶粒細化：→強度↑，且塑韌性↑4.1.3多晶體金屬的塑性變形4.1.3多晶體金屬的塑性變形晶粒越細，強度越高晶粒越細，強度越高(細晶強化：由下列霍爾－配奇公式可知)?s=?0+kd-1/2原因：晶粒越細，晶界越多，位錯運動的阻力越大晶粒越細，塑韌性提高晶粒越多，變形協(xié)調(diào)性均勻性提高：高塑性。細晶粒材料中，應(yīng)力集中小，裂紋不易萌生；晶界多，裂紋不易傳播，（不知道往哪里走），表現(xiàn)出高韌性。4.1.3多晶體金屬的塑性變形一、單相固溶

7、體的塑性變形1固溶體的結(jié)構(gòu)：？2固溶強化（1）固溶強化：固溶體材料隨溶質(zhì)含量提高其強度、硬度提高而塑性、韌性下降的現(xiàn)象。晶格畸變，阻礙位錯運動；（2）強化機制氣團（缺陷之間的反應(yīng)或纏結(jié)）。4.1.4合金的塑性變形4.1.4合金的塑性變形二、兩相合金的塑性變形1結(jié)構(gòu)：基體＋第二相。2性能：（1）兩相性能接近：按強度分?jǐn)?shù)相加計算。（2）軟基體＋硬第二相第二相網(wǎng)狀分布于晶界（eg：二次滲碳體）；兩相呈層片狀分布（珠光體）；第二相呈顆粒狀分布（三次滲碳體）（彌散強化）。4.1.4合金的塑性變形返回4.2塑性變形對金屬組織和性能的影響一、塑性變形對金屬組織結(jié)構(gòu)