鍛造原理0102冷變形強化03回復(fù)與再結(jié)晶04熱變形對金屬組織的影響金屬的塑形變形目錄1.金屬的塑性變形塑性變形變形經(jīng)歷了三個階段彈性變形塑性變形斷裂當(dāng)應(yīng)力超過σe

后，應(yīng)力與應(yīng)變的直線關(guān)系被破壞，出現(xiàn)屈服平臺，若卸載試樣的變形只能部分恢復(fù)，而保留一部分殘余變形，即塑性變形。力—伸長曲線金屬塑性變形的基本方式有兩種：滑移和孿生，最主要的是滑移。產(chǎn)生塑性變形的原因是金屬原子的滑移錯位。塑性變形本質(zhì)滑移：晶體一部分沿一定晶面和一定晶向與另一部分產(chǎn)生相對滑動。單晶體滑移變形（a）未變形（b）彈性變形（c）彈塑性變形（d）塑性變形單晶體的變形過程孿生：晶體一部分相對于另一部分在切應(yīng)力作用下沿特定晶面與晶向產(chǎn)生一定角度的均勻切變。多晶體的塑性變形實際使用的材料通常是由多晶體組成的，多晶體中每個晶粒變形的基本方式與單晶體相同，由于相鄰晶粒之間取向不同，以及晶界的存在，多晶體的塑性變形較為復(fù)雜!!晶內(nèi)變形：滑移和孿晶晶間變形：晶粒之間的微量

相互位移或轉(zhuǎn)動。多晶體的塑性變形金屬冷變形強化：強度、硬度上升，而塑性、韌性下降。原因：滑移面附近的晶粒碎晶塊，晶格扭曲畸變，增大滑移阻力，使滑移難以進(jìn)行。2.冷變形強化（加工硬化）冷變形強化在生產(chǎn)中很有實用意義：可利用冷變形強化來強化金屬；冷變形強化也是工件能夠用塑性

變形方法成形的重要因素；冷變形強化還可以在一定程度上提高構(gòu)件使用的安全性；但在多次加工中，會由于冷變形強化造成后續(xù)加工的困難。冷變形強化冷變形強化奧氏體型不銹鋼冷變形強化是一種內(nèi)部能量較高、不穩(wěn)定狀態(tài)，具有回復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)的趨勢。當(dāng)溫度升高，將經(jīng)歷回復(fù)-再結(jié)晶-晶粒長大三個階段，從而消除晶格畸變和殘余應(yīng)力。3.回復(fù)與再結(jié)晶（加工硬化的消除）回復(fù)：金屬加熱到消除晶格扭曲和內(nèi)應(yīng)力。組織性能變化不大，只能部分消除加工硬化的影響。再結(jié)晶：當(dāng)加熱溫度升高，原子獲得更多熱能，開始的某些碎晶或雜質(zhì)為核心構(gòu)成新晶粒，故稱再結(jié)晶?；貜?fù)與再結(jié)晶晶粒長大：再結(jié)晶后T↑，晶粒直徑d↑。再結(jié)晶再結(jié)晶只是改變了晶粒的形狀，消除了變形產(chǎn)生的某些晶體缺陷，整個過程中晶格類型不變，無相變過程。再結(jié)晶是在一定溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的，再結(jié)晶溫度：T再

≈（0.35~0.4）T熔。

為消除加工硬化而進(jìn)行的退火熱處理稱為再結(jié)晶退火。金屬最低再結(jié)晶溫度（℃）再結(jié)晶退火溫度（℃）鋼和鐵300~450600~700銅200~270400~500鋁100~150250~350最低再結(jié)晶溫度和再結(jié)晶退火溫度回復(fù)與再結(jié)晶根據(jù)再結(jié)晶溫度將壓力加工分為熱加工和冷加工兩種。再結(jié)晶溫度以上為熱加工再結(jié)晶溫度以下為冷加工4.熱變形對金屬組織的影響高速鋼的鑄態(tài)組織高速鋼鍛打后的退火組織熱變形可使金屬鑄錠中的縮孔、縮松、氣泡等壓合，較大的柱狀晶粒和枝晶變成均勻細(xì)小的等軸晶粒，提高金屬的力學(xué)性能。因鋼液不可能完全純凈，所以鋼錠的晶界上分布著一些雜質(zhì)。經(jīng)鍛造、軋制后晶粒被拉長或壓扁，塑性雜質(zhì)也沿著晶粒伸長方向被拉長而呈帶狀分布，保留下來呈現(xiàn)出一條條連續(xù)或斷續(xù)的細(xì)線，這就是纖維組織，即熱加工流線。形成纖維組織（熱加工流線）取樣方向抗拉強度Rm（MPa）屈服強度σs（MPa）斷后伸長率A（%）收縮率Z（%）沖擊功AK（J）縱向（平行于纖維方向）71547017.562.849.6橫向（垂直于纖維方向）67544010312445鋼(軋制空冷)力學(xué)性能與纖維方向的關(guān)系

纖維組織使金屬的力學(xué)性能在不同方向上產(chǎn)生了明顯的差異。鍛件在平行于纖維的方向上塑性和韌性增加，而在垂直于纖維方向上塑性和韌性降低。形成纖維組織（熱加工流線）形成纖維組織（熱加工流線）應(yīng)使流線合理分布，使流線與零件服役時的最大應(yīng)力方向一致，與切應(yīng)力或沖擊力方向垂直。

(a)鍛造(b)切削加工環(huán)形座不同生產(chǎn)方法的流線分布用鍛壓方法制造零件時零件工作時的最大正應(yīng)力方向與纖維方向平行，最大切應(yīng)力方向與纖維方向垂直，纖維組織的分布與零件外形輪廓相符而不被切斷。形成纖維組織（熱加工流線）鍛造曲軸吊鉤的鍛造流線

圖a棒料直接切削成形的齒輪，齒根產(chǎn)生的正應(yīng)力垂直于纖維方向質(zhì)量最差；圖b是用扁鋼經(jīng)切削加工的齒輪，齒1性能好，齒2的性能差；圖c是用棒料鐓粗后再經(jīng)切削加工的齒輪強度和壽命較高；圖d是熱軋成形的齒輪，纖維方向與齒廓一致，且纖維完整未被切斷，質(zhì)量最好，壽命最長。不同成型工藝齒輪的鍛造流線分布形成纖維組織（熱加工流線）單選題：1、金屬熱變形與冷變形的分界線是：（②）①高于或低于回復(fù)溫度；②高于或低于再結(jié)晶溫度；③加熱溫度；④軟化溫度2、用以綜合衡量金屬鍛造性能的因素是金屬的：（①）①塑性，變形抗力；