学习情境三金属材料塑性变形对组织性能的影响课件.ppt

1、知识目标知识目标 1 1了解单晶体金属塑性变形的主要形式了解单晶体金属塑性变形的主要形式；2 2了解冷塑性变形对金属组织和性能的影响了解冷塑性变形对金属组织和性能的影响；3 3了解热加工与冷加工的区别；了解热加工与冷加工的区别；4.了解断裂的方式及断裂发生的原因了解断裂的方式及断裂发生的原因。金属的塑性变形金属的塑性变形压力加工对金属组织与性能的影响压力加工对金属组织与性能的影响金属的断裂金属的断裂一、金属材料变形特性一、金属材料变形特性材料在外力的作用下，变形过程一般可分三个阶段：材料在外力的作用下，变形过程一般可分三个阶段：弹性弹性变形、塑性变形和断裂变形、塑性变形和断裂。其中对组织和性能

2、影响最大的是。其中对组织和性能影响最大的是塑性变形塑性变形阶段。阶段。单晶体的滑移多晶体二、单晶体的塑性变形二、单晶体的塑性变形1 1、滑移定义、滑移定义滑移滑移：指晶体在切应力的作用下，指晶体在切应力的作用下，晶体的一部分沿一定的晶面晶体的一部分沿一定的晶面 (滑移面滑移面)上的一定方向上的一定方向(滑移方向滑移方向)相对于另一部分发生滑动。相对于另一部分发生滑动。滑移带：滑移带：当试样经过塑性变形后，在显微镜下观察，可在表面当试样经过塑性变形后，在显微镜下观察，可在表面看到许多相互平行的线条，称之为看到许多相互平行的线条，称之为滑移带滑移带。若干条滑移线组成一个滑移带。若干条滑移线组成一个

3、滑移带。（一）滑移（一）滑移 正应力正应力只能引起弹性只能引起弹性变形及断裂。变形及断裂。只有在只有在切应力切应力的作用下的作用下金属晶体才能产生塑性变金属晶体才能产生塑性变形。形。外力在晶面外力在晶面上的分解上的分解切应力作切应力作用下的变用下的变形形锌单晶拉锌单晶拉伸照片伸照片(1)(1)滑移只能在切应力的作用下发生。滑移只能在切应力的作用下发生。正应力正应力：仅使晶格产生弹性伸长，当超过原子间结合力时，使仅使晶格产生弹性伸长，当超过原子间结合力时，使将晶体拉断；将晶体拉断；切应力切应力 ：使晶格产生弹性歪扭，在超过滑移抗力时引起滑移使晶格产生弹性歪扭，在超过滑移抗力时引起滑移面两侧的晶体

4、发生相对滑动。面两侧的晶体发生相对滑动。产生滑移的最小切应力称产生滑移的最小切应力称临界切应力临界切应力。原子密度最大的晶面和晶原子密度最大的晶面和晶向之间原子间距最大，结合力最弱，向之间原子间距最大，结合力最弱，产生滑移所需切应力最小。产生滑移所需切应力最小。沿其发生滑移的晶面和晶向分别叫做沿其发生滑移的晶面和晶向分别叫做滑移面滑移面和和滑移方向滑移方向。通常是晶体中的密排面和密排方向。通常是晶体中的密排面和密排方向。2、滑移的特点：、滑移的特点：(2)(2)滑移常沿晶体中原子密度最大滑移常沿晶体中原子密度最大的晶面和晶向发生的晶面和晶向发生 一个滑移面和其一个滑移面和其上的一个滑移方向构上

5、的一个滑移方向构成一个成一个滑移系滑移系。X62、滑移的特点：、滑移的特点：滑移系越多，金属发生滑移的可能性越大，塑性也越好，其中滑移系越多，金属发生滑移的可能性越大，塑性也越好，其中滑移方向对塑性的贡献比滑移面更大。滑移方向对塑性的贡献比滑移面更大。2、滑移的特点：、滑移的特点：2、滑移的特点：、滑移的特点：切应力达到临界值时，滑移面两原子对间发生切变，发生分切应力达到临界值时，滑移面两原子对间发生切变，发生分离，并使其在相邻位置上形成新的原子对，这一过程不断重离，并使其在相邻位置上形成新的原子对，这一过程不断重复，使两部分晶体发生相互移动。过程结束后，晶体恢复原复，使两部分晶体发生相互移动

6、。过程结束后，晶体恢复原来的结构，整个滑移的间距为原子的整数倍，并在晶体表面来的结构，整个滑移的间距为原子的整数倍，并在晶体表面留下台阶。留下台阶。(3)(3)滑移的结果产生滑移带，滑移的距离是原子间距的整数倍滑移的结果产生滑移带，滑移的距离是原子间距的整数倍转动的原因：转动的原因：晶体滑移使试样两端的拉力不再处晶体滑移使试样两端的拉力不再处于统一轴线，产生一个力矩使滑移面转动于统一轴线，产生一个力矩使滑移面转动转动结果：转动结果：滑移面趋向与拉伸轴平行，使外力作滑移面趋向与拉伸轴平行，使外力作用在同一直线，使切应力分量大，更易于变形。用在同一直线，使切应力分量大，更易于变形。2、滑移的特点：

7、、滑移的特点：滑移后滑移后,滑移面两侧晶体的滑移面两侧晶体的结构、位向关系未发生结构、位向关系未发生变化。变化。(4)滑移的同时伴随着晶体的转动滑移的同时伴随着晶体的转动多多 脚脚 虫虫 的的 爬爬 行行3、滑移的机理、滑移的机理 滑移是通过滑移面上位错（一排原子）的运动来实滑移是通过滑移面上位错（一排原子）的运动来实现的。现的。（二）孪生（二）孪生孪生：孪生：切应力作用下晶体的一部分切应力作用下晶体的一部分沿一定晶面和晶向相对于另一部沿一定晶面和晶向相对于另一部分发生均匀的移动。分发生均匀的移动。发生切变的发生切变的部分称部分称孪生带孪生带或或孪晶孪晶，沿其发生沿其发生孪生的晶面孪生的晶面称

8、称孪生面孪生面，孪生的结，孪生的结果使孪生面两侧的晶体呈镜面对果使孪生面两侧的晶体呈镜面对称。称。密排六方密排六方晶格金属滑移系少，常以孪生方式变形。晶格金属滑移系少，常以孪生方式变形。体心立方体心立方晶格金属只有在低温或冲击作用下才发生孪生变形。晶格金属只有在低温或冲击作用下才发生孪生变形。面心立方面心立方晶格金属，一般不发生孪生变形，但常发现有孪晶存晶格金属，一般不发生孪生变形，但常发现有孪晶存在，这是由于相变过程中原子重新排列时发生错排而产生的，在，这是由于相变过程中原子重新排列时发生错排而产生的，称退火孪晶。称退火孪晶。奥氏体不锈钢中退火孪晶奥氏体不锈钢中退火孪晶钛合金六方相中的形变孪

9、晶钛合金六方相中的形变孪晶（1）滑移滑移和和孪生孪生均在切应力作用下，沿一定晶面的一定晶向均在切应力作用下，沿一定晶面的一定晶向进行，产生塑性变形。孪生使一部分晶体发生均匀移动，进行，产生塑性变形。孪生使一部分晶体发生均匀移动，滑移时伴随的移动只集中在滑移面上。滑移时伴随的移动只集中在滑移面上。（2）孪生孪生所需要的临界切应力比滑移大得多，变形速度极快所需要的临界切应力比滑移大得多，变形速度极快，接近于声速。，接近于声速。在滑移较难进行时发生在滑移较难进行时发生孪生。孪生。（3）滑移滑移位错运动位错运动原子移动的相对位移是原子间距的整原子移动的相对位移是原子间距的整数值数值不引起晶格位向的变化

10、；不引起晶格位向的变化；孪生孪生晶格切变晶格切变原子移动的相对位移是原子间距的分数原子移动的相对位移是原子间距的分数值值孪晶晶格位向改变孪晶晶格位向改变促进滑移。促进滑移。（4）孪生孪生产生的塑性变形量小，产生的塑性变形量小，但引起的晶格畸变大。但引起的晶格畸变大。滑移和孪生滑移和孪生:（一）晶界及晶粒位向差的影响（一）晶界及晶粒位向差的影响 1.1.晶界的影响晶界的影响 当位错运动到晶界附近时，当位错运动到晶界附近时，由于由于晶界处的原子排列紊乱，缺陷和晶界处的原子排列紊乱，缺陷和杂质多，能量高，对位错的滑移杂质多，能量高，对位错的滑移起阻碍作用起阻碍作用，位错位错受到晶界的阻受到晶界的阻碍

11、而堆积起来碍而堆积起来,称称位错的塞积位错的塞积。使。使位错运动阻力增大，从而使金属位错运动阻力增大，从而使金属的变形抗力提高。的变形抗力提高。三、三、多晶体的塑性变形多晶体的塑性变形单个晶粒变形与单晶体相似。单个晶粒变形与单晶体相似。而多晶体变形是一个不均匀的塑性变而多晶体变形是一个不均匀的塑性变形过程。形过程。2.2.晶粒位向的影响晶粒位向的影响 由于各相邻晶粒位向不同，当一处利于滑移方向晶粒发生滑由于各相邻晶粒位向不同，当一处利于滑移方向晶粒发生滑移时，必然受到周围位向不同的其他晶粒的约束，使滑移受移时，必然受到周围位向不同的其他晶粒的约束，使滑移受到阻碍，从而提高金属塑性变形抗力。到阻

12、碍，从而提高金属塑性变形抗力。（二）（二）晶粒大小的影响晶粒大小的影响细晶强化细晶强化晶粒越细晶粒越细晶界越晶界越 ，不同位向的晶粒也越，不同位向的晶粒也越 滑滑移抗力移抗力 强度强度 晶粒越细晶粒越细晶粒数目越晶粒数目越 变形均匀性变形均匀性 应力集应力集中中，裂纹过早产生、扩展，裂纹过早产生、扩展 塑性、韧性塑性、韧性 晶粒越细，其强度和硬度越高。晶粒越细，其强度和硬度越高。细晶强化细晶强化：细晶强化细晶强化是是唯一唯一的使材料的的使材料的强度和塑性同时提高强度和塑性同时提高的的强化方法。强化方法。对铸态使用的合金，可控制铸造工艺来细化晶粒；对铸态使用的合金，可控制铸造工艺来细化晶粒；对热

13、轧或冷变形后退火态使用的合金，可调整变形对热轧或冷变形后退火态使用的合金，可调整变形度和再结晶退火温度来细化晶粒；度和再结晶退火温度来细化晶粒；对热处理强化态使用的合金可控制奥氏体化温度，对热处理强化态使用的合金可控制奥氏体化温度，利用相变重结晶来细化晶粒。利用相变重结晶来细化晶粒。注意注意:（三）（三）多晶体金属的塑性变形过程多晶体金属的塑性变形过程 多晶体中首先发生滑移的是滑移系与外力夹角等于或接近于多晶体中首先发生滑移的是滑移系与外力夹角等于或接近于4545的晶粒。当塞积位错前端的应力达到一定程度，加上的晶粒。当塞积位错前端的应力达到一定程度，加上相邻晶粒的转动，使相邻晶粒中原来处于不利

14、位向滑移系相邻晶粒的转动，使相邻晶粒中原来处于不利位向滑移系上的位错开动，从而上的位错开动，从而使滑移由使滑移由一批晶粒传一批晶粒传递到另一批晶粒，当递到另一批晶粒，当有大量晶粒发生滑移有大量晶粒发生滑移后，金属便显示出明后，金属便显示出明显的塑性变形。显的塑性变形。（一）（一）单相固溶体合金的塑性变形单相固溶体合金的塑性变形 单相固溶体合金组织与纯金属相同，其塑性变形过程也与多晶单相固溶体合金组织与纯金属相同，其塑性变形过程也与多晶体纯金属相似。但随溶质含量增加，固溶体的体纯金属相似。但随溶质含量增加，固溶体的强度、硬度提高，强度、硬度提高，塑性、韧性下降塑性、韧性下降，称，称固溶强化固溶强

15、化。固溶强化固溶强化四、四、合金的塑性变形合金的塑性变形（二元）（二元）固溶强化的固溶强化的原因原因，是由于溶质原子与位错相互作用的结果，溶，是由于溶质原子与位错相互作用的结果，溶质原子不仅使晶格发生质原子不仅使晶格发生畸变畸变，阻碍位错运动，而且易被吸附在，阻碍位错运动，而且易被吸附在位错附近，位错附近，使位错被钉扎住使位错被钉扎住，位错要脱钉，则必须增加外力，位错要脱钉，则必须增加外力，从而使变形抗力提高。从而使变形抗力提高。（二）（二）多相合金的塑性变形与弥散强化多相合金的塑性变形与弥散强化 合金的塑性变合金的塑性变形除与合金基体的性质有关外，还与第二相形除与合金基体的性质有关外，还与第

16、二相 的性的性质、形态、大小、数量和分布有关。质、形态、大小、数量和分布有关。1 1、第二相在晶界呈网状分布时第二相在晶界呈网状分布时，对合金的强度和塑性不利；，对合金的强度和塑性不利；2 2、第二相在晶内呈片状分布时第二相在晶内呈片状分布时，可提高强度、硬度，但会降，可提高强度、硬度，但会降低塑性和韧性；低塑性和韧性；珠光体珠光体3 3、第二相在晶内呈颗粒状弥散分布时、第二相在晶内呈颗粒状弥散分布时 不可变形颗粒（硬）不可变形颗粒（硬）不易被切变，因而阻碍了位错的运动，不易被切变，因而阻碍了位错的运动，形成位错环，提高了变形抗力。形成位错环，提高了变形抗力。颗粒钉扎作用的电镜照片颗粒钉扎作用

17、的电镜照片位错切割第二相粒子位错切割第二相粒子电镜观察电镜观察可变形颗粒（软颗粒）可变形颗粒（软颗粒）将被位错切开，对位错有一定的将被位错切开，对位错有一定的阻滞阻滞作用。作用。第二相在晶内呈弥散质点分布时，可显著提高材料的第二相在晶内呈弥散质点分布时，可显著提高材料的强度和硬度，且分散的质点越多、越细，这种对材料强度和硬度，且分散的质点越多、越细，这种对材料的强化作用越强。的强化作用越强。这种强化方法称这种强化方法称弥散强化弥散强化或或沉淀强化沉淀强化。弥散强化弥散强化1.1.金属组织的变化金属组织的变化1 1）晶粒被拉长成纤维状）晶粒被拉长成纤维状 金属经大的塑性变形时，由于位错的密度增大

18、和发生交互金属经大的塑性变形时，由于位错的密度增大和发生交互作用，大量位错堆积在局部地区，并相互缠结，作用，大量位错堆积在局部地区，并相互缠结，形成不均形成不均匀的分布，使晶粒分化成许多位向略有不同的小晶块，而匀的分布，使晶粒分化成许多位向略有不同的小晶块，而在晶粒内产生亚晶粒。在晶粒内产生亚晶粒。5%冷变形纯铝中的位错网冷变形纯铝中的位错网金属变形后的亚结构金属变形后的亚结构2 2）亚结构细化）亚结构细化 金属塑性变形到很大程度金属塑性变形到很大程度(70%以上以上)时，由于晶粒发生转动，时，由于晶粒发生转动，使各晶粒的位向趋近于一致，形成特殊的择优取向，这种有使各晶粒的位向趋近于一致，形成

19、特殊的择优取向，这种有序化的结构叫做形变织构。序化的结构叫做形变织构。板织构板织构丝织构丝织构形变织构示意图形变织构示意图各向异性导致的各向异性导致的“制耳制耳”变形前变形前变形后变形后丝织构丝织构各晶粒的一定晶向平行于拉拔方向各晶粒的一定晶向平行于拉拔方向板织构板织构各晶粒的一定晶面和晶向平行于轧制方向各晶粒的一定晶面和晶向平行于轧制方向3 3）变形织构）变形织构随冷塑性变形量增加，金属的强度、随冷塑性变形量增加，金属的强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象称硬度提高，塑性、韧性下降的现象称加工硬化加工硬化。加工硬化加工硬化原因：原因：塑性变形塑性变形位错移动位错移动位错大量增殖位错大量增殖相

20、互作用相互作用运动阻力运动阻力加大加大变形抗力变形抗力强度强度、硬度、硬度、塑性、韧性、塑性、韧性2 2.金属性能的变化金属性能的变化1 1）性能影响）性能影响使金属的性能产生各向异性使金属的性能产生各向异性。影响金属的物理、化学性能影响金属的物理、化学性能 金属经塑性变形后，使电阻金属经塑性变形后，使电阻增大，耐蚀性降低。增大，耐蚀性降低。加工硬化意义：加工硬化意义：1）一种有效的强化手段，对不能用热处理方法强化的合金）一种有效的强化手段，对不能用热处理方法强化的合金尤其重要；尤其重要；2）均匀塑性变形和压力加工的保证；）均匀塑性变形和压力加工的保证；3）金属具有较好的变形强化能力，具有防止

21、短时超载断裂）金属具有较好的变形强化能力，具有防止短时超载断裂能力，保证构件安全性；能力，保证构件安全性；4）塑性，塑性，切削性能切削性能不利：塑性变形困难，给进一步变形带来困难不利：塑性变形困难，给进一步变形带来困难 中间退火中间退火消除消除wC=0.27%的碳钢的碳钢冷拔时力学性能冷拔时力学性能的变化的变化（去除外力后残留于且平衡于金属内部的应力）。（去除外力后残留于且平衡于金属内部的应力）。第一类内应力第一类内应力宏观，表面和心部，塑性变形不均匀造成；宏观，表面和心部，塑性变形不均匀造成；第二类内应力第二类内应力微观，晶粒间或晶内不同区域变形不均；微观，晶粒间或晶内不同区域变形不均；第三

22、类内应力第三类内应力超微观，晶格畸变（超微观，晶格畸变（90%）。）。内应力（特别是第一、二类）的存在，使内应力（特别是第一、二类）的存在，使金属强度降低，易产金属强度降低，易产生应力腐蚀生应力腐蚀，引起零件加工、淬火过程中的，引起零件加工、淬火过程中的变形变形和和开裂开裂。因此，。因此，金属在塑性变形后，通常要进行金属在塑性变形后，通常要进行退火处理退火处理，以消除或降低内应，以消除或降低内应力力3 3.产生残余内应力产生残余内应力 金属经冷变形后金属经冷变形后,组织处于不稳定状态组织处于不稳定状态,有自发恢复到稳定状有自发恢复到稳定状态的倾向。但态的倾向。但在常温下，原子扩散能力小在常温下

23、，原子扩散能力小,不稳定状态可长时间不稳定状态可长时间维持维持。加热可使原子扩散能力增加，金属将依次发生。加热可使原子扩散能力增加，金属将依次发生回复、再回复、再结晶结晶和和晶粒长大晶粒长大。加热温度加热温度 黄铜黄铜冷变冷变形金形金属在属在加热加热时的时的组织组织性能性能变化变化 回复、再结晶和晶回复、再结晶和晶粒的长大都是粒的长大都是减少或消除减少或消除结构缺陷结构缺陷的过程。相应材的过程。相应材料的内应力、晶粒尺寸、料的内应力、晶粒尺寸、强度、塑性等性能也发生强度、塑性等性能也发生对应变化。对应变化。一、一、回复回复回复回复是指在加热温度较低时，由于金属中的点缺陷及位错近是指在加热温度较

24、低时，由于金属中的点缺陷及位错近距离迁移而引起的晶内某些变化。如空位与其他缺陷合并、距离迁移而引起的晶内某些变化。如空位与其他缺陷合并、同一滑移面上的异号位错相遇同一滑移面上的异号位错相遇 合并而使缺陷数量减少等，但合并而使缺陷数量减少等，但 仍保持高密度位错。仍保持高密度位错。l位错运动使其由冷塑性变形时的位错运动使其由冷塑性变形时的无序状态变为垂直分布，形成亚无序状态变为垂直分布，形成亚晶界，这一过程称多边形化。晶界，这一过程称多边形化。（1 1）宏观应力基本去除，微观应宏观应力基本去除，微观应力仍然残存；力仍然残存；（2 2）力学性能，如硬度和强度稍）力学性能，如硬度和强度稍有降低，塑性

25、稍有提高；有降低，塑性稍有提高；（3 3）光学金相组织看不出任何变）光学金相组织看不出任何变化。化。回复带来的组织性能变化回复带来的组织性能变化工业上常利用回复过程对变形工业上常利用回复过程对变形金属进行去应力退火、以降低金属进行去应力退火、以降低残余内应力，残余内应力，保留加工硬化效果。保留加工硬化效果。再结晶再结晶：被拉长（或压扁）、被拉长（或压扁）、破碎的晶粒沿着高密度位错的破碎的晶粒沿着高密度位错的原晶粒边界，通过重新生核、原晶粒边界，通过重新生核、长大变成新的均匀、细小的等长大变成新的均匀、细小的等轴晶，位错数目大大减少，基轴晶，位错数目大大减少，基本消失。本消失。铁素体变形铁素体变

26、形80%670加热加热650加热加热再结晶的特点再结晶的特点 不是相变，再结晶前后新旧晶不是相变，再结晶前后新旧晶粒的晶格类型和成分完全相同；粒的晶格类型和成分完全相同；是形核与长大的过程；是形核与长大的过程；再结晶没有确定的转变温度再结晶没有确定的转变温度。纯金属：纯金属：TR=0.4-0.35Tm(K)合金：合金：TR=0.5-0.7Tm(K)再结晶带来的组织、性能变化再结晶带来的组织、性能变化（1）变形金属进行再结晶后，）变形金属进行再结晶后，金属的强度和硬度明显金属的强度和硬度明显，而塑，而塑性和韧性性和韧性，加工硬化现象被加工硬化现象被消除消除，此时此时内应力全部消失内应力全部消失，

27、（2）物理、化学性能基本上恢）物理、化学性能基本上恢复到变形以前的水平。复到变形以前的水平。（3）再结晶生成的新的晶粒的）再结晶生成的新的晶粒的晶格类型与变形前、变形后的晶格类型与变形前、变形后的晶格类型均一样。晶格类型均一样。消除加工硬化的热处理称为再结晶退火。再结晶退火温消除加工硬化的热处理称为再结晶退火。再结晶退火温度常比再结晶温度高度常比再结晶温度高100 200。影响再结晶温度的因素影响再结晶温度的因素（1）预先变形度）预先变形度 预先变形度越大，晶粒破碎越严重，缺陷越多，组织预先变形度越大，晶粒破碎越严重，缺陷越多，组织越不稳定，再结晶温度越低。但变形量达一定值后，再越不稳定，再结

28、晶温度越低。但变形量达一定值后，再结晶温度变化很小。结晶温度变化很小。纯金属纯金属 TR 0.4Tm(K)；（2）金属的纯度）金属的纯度 杂质或合金元素，特别是高熔点元素，会阻碍原子的杂质或合金元素，特别是高熔点元素，会阻碍原子的扩散或晶界的迁移，提高再结晶温度。扩散或晶界的迁移，提高再结晶温度。合金：合金：TR=0.50.7Tm(K)（3）退火加热速度）退火加热速度 加热速度越快，再结晶温度越低。加热速度越快，再结晶温度越低。三、三、再结晶后的晶粒长大再结晶后的晶粒长大 再结晶完成后，若继续再结晶完成后，若继续升高加热温度或延长保温时间，将发生晶粒长大升高加热温度或延长保温时间，将发生晶粒长

29、大，这是一个自发的过程。晶粒的长大是通过这是一个自发的过程。晶粒的长大是通过晶界迁移进行的，是大晶粒吞并晶界迁移进行的，是大晶粒吞并小晶粒的过程小晶粒的过程。晶粒粗大会使金属的。晶粒粗大会使金属的强度，尤其是塑性和韧性降低强度，尤其是塑性和韧性降低 。580C保温保温8秒后的组织秒后的组织580C保温保温15分后的组织分后的组织700C保温保温10分后的组织分后的组织黄铜再结晶后晶粒的长大黄铜再结晶后晶粒的长大三、影响再结晶退火后晶粒度的因素三、影响再结晶退火后晶粒度的因素（1）加热温度）加热温度加热温度越加热温度越，原子扩散能力越，原子扩散能力越 ，则晶界越易迁移，晶粒长大，则晶界越易迁移，

30、晶粒长大也越也越 。再结晶退火温度对晶粒度的影响再结晶退火温度对晶粒度的影响（2）预先变形程度的影响）预先变形程度的影响 临界变形度：变形度越临界变形度：变形度越，再结晶，再结晶核心越核心越 ，再结晶，再结晶 后的晶粒越后的晶粒越 变形度过大（约变形度过大（约90%)：再次出现：再次出现异常长大异常长大（由形变织构造成（由形变织构造成）热加工再结晶温度再结晶温度冷加工热加工时热加工时:热加工时产生的加热加工时产生的加工硬化很快被再结工硬化很快被再结晶产生的软化所抵晶产生的软化所抵消，因而消，因而热加工不热加工不会带来加工硬化效会带来加工硬化效果。果。原晶原晶粒粒变形晶变形晶粒粒新形成的新形成的

31、小晶粒小晶粒全部新晶全部新晶粒粒残留的变形残留的变形晶粒晶粒1.1.热加工与冷加工的区别热加工与冷加工的区别热加工与冷加工的特点热加工与冷加工的特点热加工的特点：热加工的特点：不显示加工硬化现象，变形后获得再结晶组织不显示加工硬化现象，变形后获得再结晶组织冷加工的特点：冷加工的特点：有加工硬化现象，变形后获得加工硬化组织有加工硬化现象，变形后获得加工硬化组织2 2.热加工的特点及其应用热加工的特点及其应用生产周期短生产周期短（1）（2）（3）（4）改善铸锭和坯料的组织性能改善铸锭和坯料的组织性能形成热变形纤维组织形成热变形纤维组织变形抗力低，塑性变形抗力低，塑性韧性提高韧性提高12345产生带

32、状组织。产生带状组织。加工制造细或薄的工件较困难。加工制造细或薄的工件较困难。产品表面质量和尺寸精确度较差，金属的消耗较大。产品表面质量和尺寸精确度较差，金属的消耗较大。产品的强度不高。热加工时，因为温度高，对金属起到了软化的作用。产品的强度不高。热加工时，因为温度高，对金属起到了软化的作用。组织与性能的不均匀。组织与性能的不均匀。6含有低熔点的合金不宜热加工。含有低熔点的合金不宜热加工。金属热加工时组织和性能的变化金属热加工时组织和性能的变化（a）锻造曲轴 (b)切削加工曲轴曲轴流线分布 正火组织正火组织带状组织带状组织在加工亚共析钢时，发在加工亚共析钢时，发现钢中的现钢中的F与与P呈带状分

33、呈带状分布，这种组织称布，这种组织称带状组带状组织。织。l带状组织与枝晶偏析被带状组织与枝晶偏析被沿加工方向拉长有关。沿加工方向拉长有关。可通过多次可通过多次正火正火或或扩散扩散退火退火消除消除。3 3.热加工晶粒大小控制措施热加工晶粒大小控制措施拉伸延性断裂过程示意图拉伸延性断裂过程示意图（1 1）延性断裂延性断裂（2 2）脆性断裂脆性断裂1.1.根据断裂前是否根据断裂前是否产生塑性变形分类：产生塑性变形分类：（1 1）正正 断断2.2.根据宏观断裂面与根据宏观断裂面与最大正应力的关系最大正应力的关系 分类分类 （2 2）切切 断断 3.3.根据裂纹发展的路径分类根据裂纹发展的路径分类（1 1）穿晶断裂穿晶断裂（2 2）沿晶断裂沿晶断裂