材料的变形和再结晶课件.ppt

1、2022-12-1524.1 单晶体的塑性变形单晶体的塑性变形4.2 多晶体的塑性变形多晶体的塑性变形4.3 合金的塑性变形合金的塑性变形4.4 塑性变形对金属组织与性能的影响塑性变形对金属组织与性能的影响4.5 回复与再结晶回复与再结晶4.6 金属的热加工金属的热加工小结小结思考题思考题2022-12-1534.1 单晶体金属的塑性变形单晶体金属的塑性变形1.滑移滑移 在切应力作用下，晶体的一部分沿着一定晶在切应力作用下，晶体的一部分沿着一定晶面（滑移面）和一定晶向（滑移方向）相对另一面（滑移面）和一定晶向（滑移方向）相对另一部分发生部分发生相对位移相对位移的现象的现象。在常温和低温下，单晶

2、体的塑性变形主要在常温和低温下，单晶体的塑性变形主要通过通过滑移、孪生滑移、孪生等方式进行。等方式进行。2022-12-1542022-12-155（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 不是有切应力作用就能产生滑移，只有在滑移面上沿滑不是有切应力作用就能产生滑移，只有在滑移面上沿滑移方向的分切应力达到一定值时，才能发生滑移。移方向的分切应力达到一定值时，才能发生滑移。能引起滑能引起滑移的最小分切应力移的最小分切应力称为称为临界分切应力，临界分切应力，用用k表示。表示。以单晶体拉伸为例，求以单晶体拉伸为例，求k k？面法向面法向 滑移方向滑移方向F F F F A

3、 A/cos 计算分切应力分析图计算分切应力分析图 设单晶体中只有一组滑移面设单晶体中只有一组滑移面,试样横截面积为试样横截面积为A,轴心拉力轴心拉力为为F,滑移面的法线与滑移面的法线与F夹角夹角为为,滑移方向与滑移方向与F的夹角为的夹角为,滑移面面积滑移面面积AA/cos.2022-12-156外力在滑移面上沿滑移方向的外力在滑移面上沿滑移方向的切向分力切向分力为：为：FFcos外力在滑移方向上的外力在滑移方向上的分切应力分切应力：=F/A=/A=Fcos/(A/(A/cos)=F Fcoscos/A/A F/A，当滑移系中的分切应力达到其临界分切应，当滑移系中的分切应力达到其临界分切应力值

4、而开始滑移时，力值而开始滑移时，S S，此时，此时k，所以，所以 kS Scoscos coscos称为取向因子称为取向因子。2022-12-157 见见图图镁单晶拉伸时屈服应力与晶体取向镁单晶拉伸时屈服应力与晶体取向的关系。的关系。由图可见：由图可见：当外力与滑移面平行（当外力与滑移面平行（90）或垂）或垂直（直（90）时，取向因子最小，）时，取向因子最小，S为无限为无限大，不可能产生滑移，此时的位向称为大，不可能产生滑移，此时的位向称为硬位硬位向向；当外力与滑移面和滑移方向的夹角都接当外力与滑移面和滑移方向的夹角都接近近45时，取向因子最大，时，取向因子最大，S最小，容易产最小，容易产生滑

5、移，此时的位向称为生滑移，此时的位向称为软位向软位向。2022-12-158 屈服应力与晶体取向的关系屈服应力与晶体取向的关系2022-12-159（2 2）滑移沿密排面和密排方向发生）滑移沿密排面和密排方向发生 见图见图4-34-3，密排面间距最大，结合力最弱，滑移需，密排面间距最大，结合力最弱，滑移需切应力最小。切应力最小。密排面为滑移面，密排方向为滑移方向密排面为滑移面，密排方向为滑移方向。一个一个滑移面滑移面和此面上的一个和此面上的一个滑移方向滑移方向合起来称为合起来称为一个一个滑移系滑移系。可用可用 hklhkl 来表示。来表示。1 1 1 1(110)110 1 10 (111)1

6、1 BCCBCC1101106 6 2 2滑移系数滑移系数6 62 21212 FCCFCC1111114 4 3 3滑移系数滑移系数4 43 312 12 1 1 02022-12-1510FCCBCC2022-12-1511实验表明：实验表明：滑移系越多，滑移越容易，塑性滑移系越多，滑移越容易，塑性越好。越好。BCC与与FCC的滑移系数相同，但滑移方向的滑移系数相同，但滑移方向对塑性变形的作用比滑移面大，所以对塑性变形的作用比滑移面大，所以FCC的塑性的塑性比比BCC的塑性好。如的塑性好。如Cu的塑性比的塑性比-Fe好。好。可知，构成滑移系必须满足两条：可知，构成滑移系必须满足两条：1)必

7、须是密必须是密排面和密排方向；排面和密排方向；2)向一定在面上。向一定在面上。2022-12-15122022-12-1513（3）滑移量是滑移方向上原子间距的整数倍，滑移）滑移量是滑移方向上原子间距的整数倍，滑移后，在晶体表面形成台阶，见图后，在晶体表面形成台阶，见图4-4。滑移线（小台阶）滑移线（小台阶）滑移量滑移量 滑移块滑移块 滑移带（一组小台阶）滑移带（一组小台阶）2022-12-1514 由于晶体的转动，使原来有利于滑移的晶面滑移到一定由于晶体的转动，使原来有利于滑移的晶面滑移到一定程度后，变成不利于滑移的晶面；而原来不利于滑移的晶面，程度后，变成不利于滑移的晶面；而原来不利于滑移

8、的晶面，则可能转到有利于滑移的方向上，参与滑移。所以，则可能转到有利于滑移的方向上，参与滑移。所以，滑移可滑移可在不同的滑移系上交替进行，其结果造成晶体的均匀变形。在不同的滑移系上交替进行，其结果造成晶体的均匀变形。（4）滑移时伴随着晶体的转动）滑移时伴随着晶体的转动 单晶体滑移时，转动有两种：一是滑移面向外力轴方向单晶体滑移时，转动有两种：一是滑移面向外力轴方向转动，二是滑移方向向最大切应力方向转动，见转动，二是滑移方向向最大切应力方向转动，见图图1 1和和图图2 2。拉伸时，晶体转动力求使滑移系转到与力轴平行的方向；拉伸时，晶体转动力求使滑移系转到与力轴平行的方向；压缩时，晶体转动力求使滑

9、移系转到与力轴垂直的方向。压缩时，晶体转动力求使滑移系转到与力轴垂直的方向。2022-12-15152022-12-15162022-12-1517（5）滑移是通过位错运动实现的）滑移是通过位错运动实现的 晶体滑移并晶体滑移并不是不是晶体的一部分相对于另一晶体的一部分相对于另一部分沿着滑移面作部分沿着滑移面作刚性整体位移刚性整体位移，而是借助，而是借助位位错在滑移面上的运动错在滑移面上的运动来逐步进行的。当移动到来逐步进行的。当移动到晶体外表面时，晶体沿其滑移面产生了位移量晶体外表面时，晶体沿其滑移面产生了位移量为一个为一个b b的滑移的滑移。2022-12-1518滑移的位错机制滑移的位错机

10、制2022-12-1519 完整晶体完整晶体 2.孪生孪生 在切应力作用下，晶体的一部分以一定的在切应力作用下，晶体的一部分以一定的晶面晶面(孪生面孪生面)为对称面和一定的晶向为对称面和一定的晶向(孪生方向孪生方向)与另一部分发生与另一部分发生相对切变相对切变的现象。的现象。孪生孪生2022-12-15201)点阵类型不变但晶体位向发生变化，呈镜面对称；点阵类型不变但晶体位向发生变化，呈镜面对称；2)孪生是一种均匀切变，每层原子面的位移量与该原子面到孪生是一种均匀切变，每层原子面的位移量与该原子面到孪生面的距离成正比，其相邻原子面的相对位移量相等，孪生面的距离成正比，其相邻原子面的相对位移量相

11、等，且小于一个原子间距，即孪生时切变量是原子间距的分且小于一个原子间距，即孪生时切变量是原子间距的分数倍；数倍；3)孪生变形速度很快，接近声速。孪生变形速度很快，接近声速。晶体位向晶体位向 位移量位移量 切应力切应力 塑变量塑变量 变形速度变形速度 滑移滑移不变不变整数倍整数倍 小小大大慢慢孪生孪生改变改变分数倍分数倍 大大小小快快滑移与孪生的区别滑移与孪生的区别：孪生的特点孪生的特点：2022-12-15212.2.晶粒在变形中的作用晶粒在变形中的作用 多晶体的屈服强度多晶体的屈服强度S与晶粒平均直径与晶粒平均直径d的关系可用著名的的关系可用著名的霍尔佩奇（霍尔佩奇（Hall-Petch）公

12、式表示：）公式表示：soKd-1/2 式中，式中，o反映晶内对变形的阻力，相当于单晶体的屈服强反映晶内对变形的阻力，相当于单晶体的屈服强度；度；K反映晶界对变形的影响系数，与晶界结构有关。反映晶界对变形的影响系数，与晶界结构有关。1.1.晶界在变形中的作用晶界在变形中的作用 主要作用是提高变形抗力。见图主要作用是提高变形抗力。见图4-124-12竹节状变形。竹节状变形。4.2 多晶体金属的塑性变形多晶体金属的塑性变形2022-12-1522 由此可知由此可知：Sd-1/2 即即d，S，细晶强化细晶强化。实验表明：晶粒越细，不仅强度高，而且塑韧性也晶粒越细，不仅强度高，而且塑韧性也好好。强度高强

13、度高，是因为晶粒细，单位面积上的晶粒数，是因为晶粒细，单位面积上的晶粒数多，晶界的总面积大，每个晶粒周围不同取向的晶多，晶界的总面积大，每个晶粒周围不同取向的晶粒数多，对塑性变形的抗力大；粒数多，对塑性变形的抗力大；塑韧性好塑韧性好，是因为，是因为晶粒细，单位体积中的晶粒数越多，变形可在更多晶粒细，单位体积中的晶粒数越多，变形可在更多的晶粒中发生，且比较均匀，减少了应力集中，使的晶粒中发生，且比较均匀，减少了应力集中，使金属发生很大的塑性变形也不断裂。金属发生很大的塑性变形也不断裂。2022-12-1523 多晶体是由单晶体组成的，在同样的外力作用下，不同多晶体是由单晶体组成的，在同样的外力作

14、用下，不同晶粒滑移系上的切应力不一样，处于晶粒滑移系上的切应力不一样，处于软位向软位向的首先开始滑移，的首先开始滑移，如：如：A晶粒，它周围的晶粒晶粒，它周围的晶粒B、C处于硬位向，未发生塑性变处于硬位向，未发生塑性变形，只能以弹性变形来协调已变形晶粒形，只能以弹性变形来协调已变形晶粒A，因而限制了，因而限制了A晶晶粒的继续发展。粒的继续发展。3.3.多晶体金属的塑性变形过程多晶体金属的塑性变形过程 2022-12-1524 当外力进一步增加时，位错在当外力进一步增加时，位错在A晶粒晶界附近堆积，晶粒晶界附近堆积，这样就产生了应力集中，达到一定程度时，变形就会越过这样就产生了应力集中，达到一定

15、程度时，变形就会越过晶界，传到它附近的晶粒晶界，传到它附近的晶粒B、C中，中，A晶粒也可能发生转晶粒也可能发生转动，转到硬位向，不再继续变形，另一批动，转到硬位向，不再继续变形，另一批B、C晶粒开始晶粒开始发生变形。发生变形。2022-12-1525 总之总之，多晶体塑性变形多晶体塑性变形总是一批一批晶总是一批一批晶粒逐步地发生，从少量晶粒开始逐步扩大到粒逐步地发生，从少量晶粒开始逐步扩大到大量的晶粒，从不均匀变形逐步发展到比较大量的晶粒，从不均匀变形逐步发展到比较均匀的变形均匀的变形。特点：特点：各晶粒变形具有不同时性；各晶粒变形具有不同时性；各晶粒变形具有相互协调性。各晶粒变形具有相互协调

16、性。2022-12-15261.单相固溶体合金的塑性变形单相固溶体合金的塑性变形 4.3 4.3 合金的塑性变形合金的塑性变形 2022-12-15272 2.多相合金的塑性变形多相合金的塑性变形 多相合金与单相固溶体合金的不同之处是除多相合金与单相固溶体合金的不同之处是除基体相外，还基体相外，还有有第二相第二相存在存在，第二相的数量、尺，第二相的数量、尺寸、形状和分布不同，使多相合金的塑性变形更寸、形状和分布不同，使多相合金的塑性变形更加复杂。加复杂。(1)脆的第二相呈不连续的网状分布在晶界脆的第二相呈不连续的网状分布在晶界上，使塑性、韧性大大降低。上，使塑性、韧性大大降低。(2)第二相在晶

17、粒内部呈片层状分布，使其第二相在晶粒内部呈片层状分布，使其强度、硬度比基体金属要高得多，使塑性、韧性强度、硬度比基体金属要高得多，使塑性、韧性下降。下降。2022-12-1528 (3)第二相在晶粒内呈弥散点状分布，使硬第二相在晶粒内呈弥散点状分布，使硬度和强度大大提高，对塑性、韧性影响不大，这度和强度大大提高，对塑性、韧性影响不大，这是最有利的分布，这种是最有利的分布，这种由于第二相呈点状弥散分由于第二相呈点状弥散分布在基体内，使其强度布在基体内，使其强度、硬度明显升高的现象硬度明显升高的现象叫叫弥散强化弥散强化。第二相粒子的强化作用是通过其对位错运动的第二相粒子的强化作用是通过其对位错运动

18、的阻碍作用而表现出来的。阻碍作用而表现出来的。2022-12-15294.4 塑性变形对金属组织与性能的影响塑性变形对金属组织与性能的影响 随着变形量的增加，原来的等轴随着变形量的增加，原来的等轴晶粒晶粒将逐渐将逐渐沿沿其变形方向伸长其变形方向伸长，出现各向异性出现各向异性。(见图见图4-13a-c)经一定量的塑性变形后，晶体中的位错线通过经一定量的塑性变形后，晶体中的位错线通过运动与交互作用，形成位错缠结运动与交互作用，形成位错缠结，进一步增加变进一步增加变形量时，大量位错发生聚集，并由缠结的位错组形量时，大量位错发生聚集，并由缠结的位错组态变成胞状亚结构态变成胞状亚结构(见图见图4-13d

19、)，随着变形量的增随着变形量的增加，变形胞的数量增多，尺寸减小加，变形胞的数量增多，尺寸减小。2022-12-1530 由于变形而使晶粒具有择优取向的组织，由于变形而使晶粒具有择优取向的组织，称为称为形变织形变织构构。有两种类型：有两种类型：拔丝时形成的织构称为拔丝时形成的织构称为丝织构丝织构，其主要其主要特征特征为各晶粒为各晶粒的某一晶向趋于平行于拉拔方向。的某一晶向趋于平行于拉拔方向。轧板时形成的织构称为轧板时形成的织构称为板织构板织构，其主要其主要特征特征为各晶粒为各晶粒的某一晶面和晶向分别趋于平行轧制面和轧制方向。的某一晶面和晶向分别趋于平行轧制面和轧制方向。形成织构形成织构引起各向异

20、性引起各向异性。织构有。织构有有利的一面，有利的一面，也有有害的一面也有有害的一面。如如生产上可利用织构提高硅钢生产上可利用织构提高硅钢片某一方向的导磁率；在冲压薄板件时，它会带片某一方向的导磁率；在冲压薄板件时，它会带来不均匀的塑性变形，而产生来不均匀的塑性变形，而产生“制耳制耳”现象现象(见图见图4-15)，这是不希望产生的。，这是不希望产生的。2022-12-1532 产生产生加工硬化加工硬化即即金属材料经冷加工变形后，强金属材料经冷加工变形后，强度、硬度显著提高，而塑性、韧性下降的现象度、硬度显著提高，而塑性、韧性下降的现象。产生原因产生原因：变形量不大时，晶界附近产生位错堆变形量不大

21、时，晶界附近产生位错堆积；随变形量增加，位错之间产生交互作用，出积；随变形量增加，位错之间产生交互作用，出现缠结现象，使晶粒破碎成为亚晶粒；变形越大，现缠结现象，使晶粒破碎成为亚晶粒；变形越大，晶粒越碎，亚晶界增多，位错密度增大，变形抗晶粒越碎，亚晶界增多，位错密度增大，变形抗力增大，表现出：强度、硬度升高，塑性、韧性力增大，表现出：强度、硬度升高，塑性、韧性降低，即产生了加工硬化。降低，即产生了加工硬化。2022-12-1533 加工硬化是强化材料的一种主要手段。加工硬化是强化材料的一种主要手段。如拖如拖拉机的履带，铁路的道叉等都是利用加工硬化拉机的履带，铁路的道叉等都是利用加工硬化来提高硬

22、度及耐磨性的。来提高硬度及耐磨性的。但有时也会使进一步但有时也会使进一步加工带来困难。加工带来困难。如钢板冷轧、钢丝冷拔等过程如钢板冷轧、钢丝冷拔等过程中，需要安排中间退火工艺，消除加工硬化。中，需要安排中间退火工艺，消除加工硬化。其它性能也有变化其它性能也有变化，如电阻率增高，电阻温，如电阻率增高，电阻温度系数下降，磁导率下降，腐蚀速度加快等。度系数下降，磁导率下降，腐蚀速度加快等。2022-12-1534 残余应力是一种残余应力是一种内应力内应力，在工件中处于自，在工件中处于自相平衡状态，其产生是由于工件内部各区域变相平衡状态，其产生是由于工件内部各区域变形不均匀及相互间的牵制作用所致。形

23、不均匀及相互间的牵制作用所致。P68 （1 1）宏观宏观残余应力：是工件不同部分的宏观残余应力：是工件不同部分的宏观变形不均引起的。变形不均引起的。（2 2）微观微观残余应力：是晶粒或亚晶粒之间的残余应力：是晶粒或亚晶粒之间的变形不均产生的。变形不均产生的。（3 3）点阵畸变点阵畸变应力：是工件在塑性变形中形应力：是工件在塑性变形中形成的大量点阵缺陷（如空位、间隙原子、位错等）成的大量点阵缺陷（如空位、间隙原子、位错等）引起的。引起的。内应力的产生，使材料变脆，耐蚀性降低。内应力的产生，使材料变脆，耐蚀性降低。2022-12-15354.5 回复与再结晶回复与再结晶 金属和合金经塑性变形后，由

24、于空位、位错等金属和合金经塑性变形后，由于空位、位错等结构缺陷密度的增加，以及畸变能的升高将使其结构缺陷密度的增加，以及畸变能的升高将使其处于热力学不稳定的高自由能状态，具有自发恢处于热力学不稳定的高自由能状态，具有自发恢复到变形前低自由能状态的趋势，但在室温下，复到变形前低自由能状态的趋势，但在室温下，因温度低，原子活动能力小，恢复很慢，一旦受因温度低，原子活动能力小，恢复很慢，一旦受热，温度较高时，原子扩散能力提高，组织、性热，温度较高时，原子扩散能力提高，组织、性能会发生一系列变化。能会发生一系列变化。2022-12-15364.5.1 冷变形金属在加热时组织和性能的变化冷变形金属在加热

25、时组织和性能的变化分为三个阶段分为三个阶段:回复回复：指新的无畸变晶粒出现之指新的无畸变晶粒出现之前所产生的亚结构和性能变化的前所产生的亚结构和性能变化的阶段。阶段。在此阶段，在此阶段，组织组织：由于不：由于不发生大角度晶界的迁移，晶粒的发生大角度晶界的迁移，晶粒的形状和大小与变形态相同，仍为形状和大小与变形态相同，仍为纤维状或扁平状纤维状或扁平状。性能性能：强度与强度与塑性变化很小，内应力、电阻明塑性变化很小，内应力、电阻明显下降显下降。R2022-12-1537再结晶再结晶：指出现无畸变的等轴新指出现无畸变的等轴新晶粒逐步取代变形晶粒的过程。晶粒逐步取代变形晶粒的过程。在此阶段，在此阶段，

26、组织组织：首先在畸变度：首先在畸变度大的区域产生新的无畸变晶粒的大的区域产生新的无畸变晶粒的核心，然后逐渐消耗周围的变形核心，然后逐渐消耗周围的变形基体而长大，直到基体而长大，直到变形组织完全变形组织完全改组为新的、无畸变的细等轴晶改组为新的、无畸变的细等轴晶粒粒为止。为止。性能性能：强度与硬度明显：强度与硬度明显下降，塑性提高，下降，塑性提高，消除了加工硬消除了加工硬化化，使性能恢复到变形前的程度，使性能恢复到变形前的程度。2022-12-15382022-12-1539晶粒长大晶粒长大：指再结晶结束指再结晶结束之后晶粒的继续长大。在之后晶粒的继续长大。在此阶段，此阶段，在晶界表面能的在晶界

27、表面能的驱动下，新晶粒相互吞食驱动下，新晶粒相互吞食而长大而长大，最后得到较稳定，最后得到较稳定尺寸的晶粒。尺寸的晶粒。回复、再结晶过程的组织回复、再结晶过程的组织变化见图变化见图4-174-17。P69 P69 2022-12-15404.5.2 再结晶温度及其影响因素再结晶温度及其影响因素再结晶温度再结晶温度:冷变形金属开始进行再结晶的冷变形金属开始进行再结晶的 最低温度称为最低温度称为再结晶温度再结晶温度。对纯金属：对纯金属：T再再0.4T熔熔（K）K 273 一般一般再结晶退火温度再结晶退火温度比比T T再再要高出要高出100100200200，目的：消除加工硬化现象。，目的：消除加工

28、硬化现象。如：如：Fe：T熔熔1538 T再再0.4(1538273)273451.42022-12-1541T再 变形度 2022-12-15422022-12-15434.5.3 再结晶后的晶粒大小再结晶后的晶粒大小 再结晶后的晶粒大小再结晶后的晶粒大小d取决于形核率取决于形核率N和长大速率和长大速率G，它们之间有下列关系：，它们之间有下列关系：d=C(G/N)1/4 C为系数为系数可见：可见：N，G，d。即凡影响。即凡影响N、G的因的因素，均影响再结晶后的晶粒大小。素，均影响再结晶后的晶粒大小。影响再结晶影响再结晶后晶粒大小的因素后晶粒大小的因素:2022-12-1544变形量变形量晶粒

29、尺寸晶粒尺寸原始晶粒原始晶粒尺寸尺寸临界变形量临界变形量2022-12-1545（2）退火温度：提高退火温度，使再结晶）退火温度：提高退火温度，使再结晶速度加快，晶粒长大速度加快，晶粒长大（3）合金元素和不熔杂质：越多，会阻碍）合金元素和不熔杂质：越多，会阻碍再结晶晶粒长大，则再结晶晶粒越细小。再结晶晶粒长大，则再结晶晶粒越细小。4）加热速度：越快，再结晶温度越高，）加热速度：越快，再结晶温度越高，推迟再结晶形核和长大过程，所以再结晶晶推迟再结晶形核和长大过程，所以再结晶晶粒细小。粒细小。2022-12-15461.1.冷热加工的划分冷热加工的划分 小于再结晶温度的加工称为小于再结晶温度的加工

30、称为冷加工冷加工；大于再结；大于再结晶温度的加工称为晶温度的加工称为热加工热加工。例如：例如：（1 1）钨（）钨（W W）在）在11001100加工，锡（加工，锡（SnSn）在室温下加）在室温下加工变形，各为何种加工？（钨的熔点为工变形，各为何种加工？（钨的熔点为34103410，锡，锡的熔点为的熔点为232232）经计算：经计算：T T钨再钨再12001200，T T锡再锡再7171所以，钨为冷加工，锡为热加工。所以，钨为冷加工，锡为热加工。2022-12-1547 热加工过程中，在金属内部热加工过程中，在金属内部同时进行着同时进行着加工加工硬化与回复再结晶软化硬化与回复再结晶软化两个相反的

31、过程。两个相反的过程。（2）在室温下对铅板进行弯折，越弯越硬，而）在室温下对铅板进行弯折，越弯越硬，而稍隔一段时间再行弯折，铅板又向最初一样柔软，稍隔一段时间再行弯折，铅板又向最初一样柔软，这是什么原因？（铅的熔点为这是什么原因？（铅的熔点为327.5）经计算：经计算：T铅再铅再33所以，室温下弯折属于热加工，消除了加工硬化。所以，室温下弯折属于热加工，消除了加工硬化。2022-12-15482.2.热加工对金属组织及性能的影响热加工对金属组织及性能的影响(1)(1)热加工对室温力学性能的影响热加工对室温力学性能的影响热加工可使气孔、疏松焊合，热加工可使气孔、疏松焊合，提高致密度提高致密度；热

32、加工可热加工可消除或减轻消除或减轻铸锭组织、成分铸锭组织、成分不均匀性不均匀性；热加工可使粗大组织破碎并均匀分布，热加工可使粗大组织破碎并均匀分布，细化晶细化晶 粒粒。所以，所以，热加工可提高力学性能热加工可提高力学性能。2022-12-1549(2)(2)热加工材料的组织特征热加工材料的组织特征1)1)形成形成“流线流线”，出现各向异性，出现各向异性夹杂物一般沿晶界分布，热加工时，晶粒变夹杂物一般沿晶界分布，热加工时，晶粒变形，夹杂物也变形，晶粒发生再结晶形成等轴晶形，夹杂物也变形，晶粒发生再结晶形成等轴晶粒，而夹杂仍沿变形方向呈纤维状分布，这种夹粒，而夹杂仍沿变形方向呈纤维状分布，这种夹杂

33、的分布叫杂的分布叫“流线流线”。出现流线使性能出现明显出现流线使性能出现明显的各向异性的各向异性，因此热加工时应力求使工件具有合，因此热加工时应力求使工件具有合理的流线分布，理的流线分布，见图见图4-21。2022-12-15522)2)形成形成“带状组织带状组织”热加工不当，亚共析钢中的热加工不当，亚共析钢中的F与与P会呈层状分会呈层状分布，在层与层之间还有一些被拉长的夹杂物，布，在层与层之间还有一些被拉长的夹杂物，这种层状分布的组织称为这种层状分布的组织称为“带状组织带状组织”，见图，见图4-22。带状组织带状组织具有严重的各向异性，使性能变具有严重的各向异性，使性能变坏。严重时报废，轻微

34、时用扩散退火或正火消坏。严重时报废，轻微时用扩散退火或正火消除。除。防止方法：防止方法：不在两相区变形；不在两相区变形；减少夹杂元素含量。减少夹杂元素含量。2022-12-15532022-12-15541.1.概念概念 滑移，滑移系，孪生，固溶强化，弥散强化，滑移，滑移系，孪生，固溶强化，弥散强化，加工硬化，变形织构，冷加工，热加工加工硬化，变形织构，冷加工，热加工。2.2.单晶体塑性变形单晶体塑性变形：变形方式，产生条件变形方式，产生条件；滑移；滑移系判定；系判定；滑移与孪生区别滑移与孪生区别。3.3.多晶体塑性变形多晶体塑性变形：晶界作用；晶界作用；晶粒越细，不仅强度高，且塑韧性晶粒越细

35、，不仅强度高，且塑韧性好？好？多晶体塑性变形特点？多晶体塑性变形特点？2022-12-15554.4.合金塑性变形合金塑性变形：单相固溶体合金：溶质原子单相固溶体合金：溶质原子固溶强化；固溶强化；多相合金：第二相多相合金：第二相弥散强化。弥散强化。5.5.塑性变形对金属的组织和性能的影响塑性变形对金属的组织和性能的影响：5 5点。点。6.冷变形金属在加热时组织和性能的变化冷变形金属在加热时组织和性能的变化 再结晶温度再结晶温度：T再再0.4T熔熔（K）再结晶退火温度再结晶退火温度：T再再(100200)影响再结晶后晶粒大小的因素：影响再结晶后晶粒大小的因素：4点。点。7.金属的热加工金属的热加

36、工 判断冷热加工判断冷热加工；热加工对金属组织和性能的；热加工对金属组织和性能的影响。影响。2022-12-1556 1.为什么在常温下晶粒越细，不仅强度高，而且为什么在常温下晶粒越细，不仅强度高，而且塑性、韧性也好塑性、韧性也好 2.简述塑性变形对材料的组织和性能的影响。简述塑性变形对材料的组织和性能的影响。3.简述滑移与孪生的异同点。简述滑移与孪生的异同点。4.简述常温下单晶体塑性变形的主要方式，并说简述常温下单晶体塑性变形的主要方式，并说明其产生条件。明其产生条件。5.冷变形金属在加热时组织和性能有何变化？冷变形金属在加热时组织和性能有何变化？6.计算纯铁的最低再结晶温度，指出纯铁在计算纯铁的最低再结晶温度，指出纯铁在400加工时，属于何种加工？并估计其再结晶退火加工时，属于何种加工？并估计其再结晶退火温度。温度。