《金属塑性成形原理2016新版》课件：第3讲 冷热加工组织变化.ppt

1、冷轧前后晶粒形状变化(a)变形前的退火状态组织 (b)变形后的冷轧变形组织 等轴状晶粒伸长纤维状 在变形量大而且层错能较高的金属中，位错的分布是很不均匀的。纷乱的位错纠结起来，形成位错缠结的高位错密度区(约比平均位错密度高五倍)，将位错密度低的部分分隔开来，好像在一个晶粒的内部又出现许多“小晶粒”似的，只是它们的取向差不大(几度到几分)，这种结构称为胞状亚结构。 TEM and EBSD-micrographs of the 87% deformed sample. (a), (b)TEM-micrographs with different magnification; (c)EBSD-mi

2、crographsHuang Y C, Liu Y, Li Q, et al. Relevance between microstructure and texture during cold rolling of AA3104 aluminum alloyJ. Journal of Alloys and Compounds, 2016, 673: 383-389.拉拔前拉拔前拉拔后拉拔后轧制过程中择优取向的形成轧制过程中择优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 a) )、( (b b) )、( (c c) )分别表示轧制前、轧制时与轧制后的晶粒取向分别表示轧制前

3、、轧制时与轧制后的晶粒取向 (a)(b)(c)轧面轧面轧辊轧辊板织构示意图板织构示意图( (a a) ) 轧制前轧制前 ( (b b) )轧制后轧制后n金属材料经冷加工变形后，强度（硬度）显著提高，而塑性则很快下降，即产生了加工硬化现象。n加工硬化是金属材料的一项重要特性，可被用作强化金属的途径。特别是对那些不能通过热处理强化的材料如纯金属，以及某些合金，如奥氏体不锈钢等，主要是借冷加工实现强化的。 单晶体的切应力一应变曲线单晶体的切应力一应变曲线显示塑性变形的三个阶段显示塑性变形的三个阶段 阶段易滑移阶段：当t达到晶体的c后，应力增加不多，便能产生相当大的变形。此段接近于直线，其斜率 ，即加

4、工硬化率低，一般 为10-4G数量级（G为材料的切变模量）。阶段线性硬化阶段：随着应变量增加，应力线性增长，此段也呈直线，且斜率较大，加工硬化十分显著， G/300，近乎常数。阶段抛物线型硬化阶段：随应变增加，应力上升缓慢，呈抛物线型， 逐渐下降。三种典型晶体结构金属单晶体的硬化曲线三种典型晶体结构金属单晶体的硬化曲线 其中面心立方和体心立方晶体显示出典型的三阶段，至于密排六方金属其中面心立方和体心立方晶体显示出典型的三阶段，至于密排六方金属单晶体的第单晶体的第阶段通常很长，远远超过其他结构的晶体，以致于第阶段通常很长，远远超过其他结构的晶体，以致于第阶段还未充阶段还未充分发展时试样就已经断裂了。分发展时试样就已经断裂了。 单晶与多晶的应力一应变曲线比较（室温）单晶与多晶的应力一应变曲线比较（室温） （a a）Al Al （b b）Cu Cu 深冲件上的制耳深冲件上的制耳 由于纤维组织的出现，使变形金属在纵向和横向具有不同的力学性能。在生产实际中为利用纤维组织使金属具有方向性这一特点，可设法使纤维组织所形成的流线在工件内有更为适宜的分布。如图（a）所示。（a） （ b）