1知識(shí)點(diǎn)3熱加工變形對(duì)組織和性能的影響《金屬材料及熱處理》項(xiàng)目6：金屬的塑性變形認(rèn)知任務(wù)6.2認(rèn)識(shí)金屬的塑性加工中組織和性能的變化122《金屬材料及熱處理》

熱塑性加工通常是指將金屬材料加熱至高溫進(jìn)行鍛造、熱軋等塑性加工過(guò)程，除了一些鑄件和燒結(jié)件之外，幾乎所有的金屬都要進(jìn)行熱塑性加工，其中一部分成為成品，在熱塑性加工狀態(tài)下使用；另一部分為中間制品，尚需進(jìn)一步加工。無(wú)論是成品還是中間制品，它們的性能都受熱塑性加工過(guò)程所形成組織的影響。

從金屬學(xué)的角度看，所謂熱塑性加工是指在再結(jié)晶溫度以上的塑性加工過(guò)程；在再結(jié)晶溫度以下的塑性加工過(guò)程稱為冷塑性加工。一、金屬熱塑性加工的特點(diǎn)33《金屬材料及熱處理》金屬熱塑性加工的特點(diǎn)（1）塑性升高，變形抗力低，產(chǎn)生斷裂的傾向性減少，可采用較大的變形量，變形達(dá)到需要尺寸時(shí)，所消耗的能量減少。（2）不易產(chǎn)生織構(gòu)，這是因?yàn)樵诟邷叵庐a(chǎn)生滑移的系統(tǒng)較多，使滑移面和滑移方向不斷發(fā)生變化。因此，在熱加工時(shí)，在金屬內(nèi)的擇優(yōu)取向或方向性就小。（3）變形量大，且不需要像冷塑性加工要輔以中間退火，所以生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)率高。（4）可使室溫下不能塑性加工的金屬（如鈦、鎂、鉬及鎳基合金等）進(jìn)行塑性加工。（5）作為開坯，可以改善粗大的鑄造組織，使疏松和微小裂紋愈合。（6）組織與性能可以通過(guò)不同熱塑性加工溫度、變形程度、變形速度、冷卻速度和道次間隙時(shí)間等加以控制。1在一定的條件，熱塑性加工與冷塑性加工相比，具有一系列的優(yōu)點(diǎn)：一、金屬熱塑性加工的特點(diǎn)44《金屬材料及熱處理》不足之處：（1）需要加熱，不如冷塑性加工簡(jiǎn)單易行。（2）熱塑性加工制品的組織和性能不如冷塑性加工均勻和易于控制。（3）熱塑性加工制品不如冷塑性加工制品尺寸精確，表面光潔。（4）對(duì)細(xì)或薄的加工制品，由于溫降快，尺寸精度差，不宜采用熱塑性加工，一般仍然采用冷塑性加工（如冷軋、冷拔等)的方法。（5）強(qiáng)度不高，熱塑性加工時(shí)，由于溫度高的原因，對(duì)金屬起到軟化的作用。（6）金屬的消耗較大，加熱時(shí)由于表面的氧化而有約1%~3%的金屬燒損，在加工過(guò)程中也有氧化鐵皮的脫落以及由于缺陷造成切損增多等，使金屬的收得率降低。（7）對(duì)含有低熔點(diǎn)元素的合金不宜加工，例如一般的碳鋼中含有較多的FeS，或在銅中含有Bi時(shí)的熱塑性加工，由于在晶界上有這些雜質(zhì)所組成的低熔點(diǎn)共晶體發(fā)生熔化，使晶間的結(jié)合遭到破壞而引起金屬的斷裂。一、金屬熱塑性加工的特點(diǎn)55《金屬材料及熱處理》熱塑性加工中的軟化過(guò)程——?jiǎng)討B(tài)回復(fù)與動(dòng)態(tài)再結(jié)晶熱塑性加工過(guò)程中發(fā)生的回復(fù)是通過(guò)位錯(cuò)的攀移、交滑移和位錯(cuò)從結(jié)點(diǎn)脫釘來(lái)實(shí)現(xiàn)的。金屬層錯(cuò)能高，擴(kuò)展位錯(cuò)窄，位錯(cuò)容易發(fā)生攀移、交滑移和從位錯(cuò)網(wǎng)中解脫出來(lái)，從而使異號(hào)位錯(cuò)相互抵消，使亞晶組織的位錯(cuò)密度降低，使儲(chǔ)存能下降，不足以發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，所以只能發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)。而溶質(zhì)原子通常降低層錯(cuò)能，因而會(huì)阻礙動(dòng)態(tài)回復(fù)，增加動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的可能性。21）動(dòng)態(tài)回復(fù)：一、金屬熱塑性加工的特點(diǎn)66《金屬材料及熱處理》動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的晶粒越小，變形抗力越高。變形溫度越高，應(yīng)變速度越低，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶后的晶粒就越大。因此，控制變形溫度、變形速度及變形程度就是為了調(diào)整熱塑性加工材料的晶粒大小和強(qiáng)度。2）動(dòng)態(tài)再結(jié)晶動(dòng)態(tài)再結(jié)晶容易發(fā)生在層錯(cuò)能低的金屬及合金中，由于它們的擴(kuò)展位錯(cuò)寬，位錯(cuò)難以發(fā)生攀移、交滑移和從位錯(cuò)網(wǎng)中解脫出來(lái)而相互抵消，變形開始時(shí)形成的亞組織回復(fù)的很慢，此時(shí)位錯(cuò)密度很高，且亞晶尺寸很小，胞壁有較多的位錯(cuò)纏結(jié)，在一定的應(yīng)力和變形溫度條件下，當(dāng)材料在變形中儲(chǔ)存以積累到足夠高時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生。動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的能力除與層錯(cuò)能有關(guān)外，還取決于晶界遷移的難易。金屬越純，發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的能力越強(qiáng)。溶質(zhì)原子雖然減小了回復(fù)的可能性，增加了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的能力，但溶質(zhì)原子阻礙晶界遷移，減慢動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的速度。彌散的第二相粒子，也阻止晶界的遷移，阻礙動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生。一、金屬熱塑性加工的特點(diǎn)77《金屬材料及熱處理》熱塑性加工后的軟化過(guò)程1）變形溫度增加，驅(qū)動(dòng)回復(fù)的儲(chǔ)存能減少，回復(fù)速度減慢。2）變形程度增加，儲(chǔ)存能增加，回復(fù)速度增加。3）變形速度增加，儲(chǔ)存能增加，回復(fù)速度增加。4）隨著熱塑性加工后停留溫度的升高，回復(fù)速度加快。5）合金元素對(duì)熱塑性加工后的靜態(tài)回復(fù)速度也有很大的影響。3（1）靜態(tài)回復(fù)：金屬經(jīng)熱塑性加工以后，形成位錯(cuò)胞狀結(jié)構(gòu)，使內(nèi)能增高，處于熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)。在變形停止以后，若變形程度不超過(guò)臨界變形程度時(shí)，將會(huì)發(fā)生靜態(tài)回復(fù)。影響熱塑性加工后靜態(tài)回復(fù)的因素有：一、金屬熱塑性加工的特點(diǎn)88《金屬材料及熱處理》1）變形溫度增加，開始再結(jié)晶的溫度增高。2）變形程度增加，開始再結(jié)晶的溫度降低。3）變形速度增加，會(huì)減少再結(jié)晶的孕育期，并增加其后的再結(jié)晶速度。4）合金元素和雜質(zhì)原子對(duì)晶界遷移具有阻礙作用，能延遲再結(jié)晶的時(shí)間，細(xì)化晶粒。（2）靜態(tài)再結(jié)晶：熱塑性加工后，若金屬仍處于再結(jié)晶溫度以上，則將發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶。影響熱塑性加工后靜態(tài)再結(jié)晶的主要因素有以下幾點(diǎn)：一、金屬熱塑性加工的特點(diǎn)99《金屬材料及熱處理》（3）亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶：在熱塑性加工過(guò)程中已經(jīng)形成但尚未長(zhǎng)大的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶核，以及長(zhǎng)大到中途的再結(jié)晶晶粒被遺留下來(lái)。變形停止后，當(dāng)變形溫度足夠高時(shí)，這些晶核和晶粒還會(huì)繼續(xù)長(zhǎng)大，引起軟化，這種過(guò)程稱為亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶或次動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。因?yàn)檫@類再結(jié)晶不需要一段形核時(shí)間，沒(méi)有孕育期，所以在變形停止后進(jìn)行的非常迅速，比傳統(tǒng)的靜態(tài)再結(jié)晶要快一個(gè)數(shù)量級(jí)。這一點(diǎn)在實(shí)際生產(chǎn)中很有用，如果在停止變形以前的材料中已發(fā)生了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，則必須考慮與亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶有關(guān)的組織和性能變化。一、金屬熱塑性加工的特點(diǎn)1010《金屬材料及熱處理》熱塑性加工后的組織與性能4（1）改善鑄錠組織（2）纖維組織（3）帶狀組織（4）魏氏組織（5）出現(xiàn)網(wǎng)狀碳化物（6）晶粒大小的控制（7）熱塑性加工的工藝塑性和變形抗力一、金屬熱塑性加工的特點(diǎn)PPT模板下載：/moban/行業(yè)PPT模板：/hangye/節(jié)日PPT模板：/jieri/PPT素材下載：/sucai/PPT背景圖片：/beijing/PPT圖表下載：/tubiao/優(yōu)秀PPT下載：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/exc