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中等职业教育机电类专业“十一五”规划教材,中国机械工业教育协会,全国职业培训教学工作指导委员会,机电专业委员会,组编,学习目标,第三章 金属的塑性变形与再结晶,第三章 金属的塑性变形与再结晶,第 章,本 章 小 结,第三章 金属的塑性变形与再结晶,第 章,复 习 思 考 题,第三章 金属的塑性变形与再结晶,第三章 金属的塑性变形与再结晶,了解金属塑性变形的基本原理，掌握冷塑性变形和热塑性变形对金属性能的影响；冷塑性变形对金属性能的影响和回复与再结晶是本章的重点，难点是多晶体的塑性变形过程。,第三章 金属的塑性变形与再结晶 了解金属塑性变形的基本,金属压力加工方法有锻造、冲压、挤压、轧制、拉拔等。,图,3-1,压力加工方法示意图,a,）轧制,b,）挤压,c,）冷拔,d,）锻造,e,）冷冲压,第三章 金属的塑性变形与再结晶,金属压力加工方法有锻造、冲压、挤压、轧制、拉拔等。图3-1,第一节 金属的塑性变形,一、单晶体的塑性变形,单晶体的塑性变形主要是以滑移的方式进行的。,一般来说，滑移面和滑移方向的数量越多，金属的塑性就越好。,图,3-2,晶体在切应力作用下的变形,第一节 金属的塑性变形一、单晶体的塑性变形 单晶体的塑性变形,图,3-3,锌单晶体滑动变形示意图,a,）拉伸,b,）压缩,图,3-4,通过位错运动产生滑移示意图,第一节 金属的塑性变形,图3-3 锌单晶体滑动变形示意图a）拉伸 b）压缩图3-4,图,3-5,多晶体塑性变形示意图,图,3-6,两个晶粒试样在拉伸时的变形,二、多晶体的塑性变形,1.,晶粒位向的影响,2.,晶界的作用,a,）变形前,b,）变形后,第一节 金属的塑性变形,图3-5 多晶体塑性变形示意图图3-6 两个晶粒试样在拉伸时,3.,晶粒大小的影响,1,）,在一定体积内，晶粒数目越多，晶界数目越多，晶粒就越细小，并且不同位向的晶粒越多，因而金属的塑性变形抗力也越大，金属的强度越高。,2,）在同样的变形条件下，晶粒越细小，变形可分散到更多晶粒内进行，不易产生集中变形。,3,）晶粒越细小，晶界越多越曲折，不利于裂纹的扩展，从而使金属在断裂前能承受较大的塑性变形，表现为具有较好的塑性和韧性。,第一节 金属的塑性变形,3.晶粒大小的影响 1）在一定体积内，晶粒数目越,第二节,冷塑性变形对金属组织和性能的影响,图,3-7,冷塑性变形时晶粒形状变化示意图,a,）未变形,b,）变形程度小,c,）变形程度大,一、冷塑性变形对金属组织的影响,第二节 冷塑性变形对金属组织和性能的影响图3-7 冷塑性变形,图,3-8,冷塑性变形对金属力学性能的影响,二、冷塑性变形对金属性能的影响,随着塑性变形程度的增加，金属材料的强度、硬度提高，而塑性、韧性下降的现象称为形变强化（或称加工硬化）。,图,3-9,冲压加工示意图,第二节,冷塑性变形对金属组织和性能的影响,图3-8 冷塑性变形对金属力学性能的影响二、冷塑性变形对金属,第三节 回复与再结晶,如果对冷塑性变形后的金属加热，就会发生一系列的组织和性能的变化，这种过程可分为回复、再结晶、晶粒长大三个阶段的变化。,图,3-10,加热温度对冷塑性变形金属组织和性能的影响,第三节 回复与再结晶 如果对冷塑性变形后的金属加,一、回复,当加热温度较低时，原子有一定的活动能力，进行较短距离的移动，这样使金属内部晶体缺陷数量减少，晶格畸变程度降低，从而使残余应力有所降低，这个阶段称为回复。,二、再结晶,随着加热温度的升高，原子的活动能力增强，变形金属中的纤维状晶粒通过形核及晶核长大而形成等轴晶粒，这一阶段称为再结晶。,第三节 回复与再结晶,一、回复 当加热温度较低时，原子有一定的活动能力，,三、晶粒长大,图,3-12,晶粒长大示意图,纯金属的再结晶温度与其熔点之间可按下式进行计算,T,再,0.4,T,熔,式中,T,再,金属的再结晶温度（,K,）；,T,熔,金属的熔点（,K,）,图,3-11,金属再结晶开始温度与预先变形程度的关系,第三节 回复与再结晶,三、晶粒长大图3-12 晶粒长大示意图纯金属的再结晶温度与其,第四节 金属的热塑性变形,一、热加工与冷加工的区别,凡是在金属的再结晶温度以上进行的塑性变形加工称为热加工；而在金属的再结晶温度以下进行的塑性变形加工称为冷加工。,二、热加工对金属组织和性能的影响,一般情况下，截面尺寸较小、材料塑性较好、加工精度和表面质量要求较高的金属制品，用冷加工方法获得；而截面尺寸较大、变形量较大、材料在室温下硬而脆的金属制品，用热加工的方法获得。,1.,消除铸态金属的组织缺陷,第四节 金属的热塑性变形一、热加工与冷加工的区别,图,3-13,曲轴流线示意图,图,3-14,高速钢中带状碳化物组织,2.,形成纤维组织,3.,形成带状组织,a,）锻造曲轴,b,）切削加工曲轴,第四节 金属的热塑性变形,图3-13 曲轴流线示意图图3-14 高速钢中带状碳化物组织,本章主要介绍了金属塑性变形过程，冷、热加工对金属组织和性能的影响。在学习过程中，应首先理解单晶体的塑性变形方式，在此基础上理解多晶体的塑性变形特点。掌握形变强化的概念并能列举实例说明形变强化在实际生产中的意义。,本章主要介绍了金属塑性变形过程，冷、热加工对,一、名词解释,1.,滑移,2.,形变强化,3.,回复,4.,再结晶,5.,热加工,6.,冷加工,二、填空题,1.,金属经压力加工后，不仅改变了,_,，而且改变了,_,。,2.,单晶体塑性变形的主要方式是,_,，实际上,_,是借助于晶体中,_,的移动来进行的。,3.,一般来说，滑移面和滑移方向的数量越多，金属的塑性就越,_,。,4.,冷塑性变形对金属组织的影响是：随着塑性变形程度的增加，金属材料的,_,、,_,提高，而,_,、,_,下降。,5.,对冷塑性变形金属进行加热，随加热温度的升高，金属要经历,_,、,_,和,_,三个阶段的变化。,6.,实践证明，再结晶温度与金属塑性变形程度有关，变形程度越大，再结晶温度越,_,。,一、名词解释,三、选择题,1.金属的热塑性变形和冷塑性变形是以_来划分的。,A.,理论结晶温度,B.,实际结晶温度,C.,再结晶温度,2._,好的金属材料，可用于成形加工。,A.,弹性,B.,塑性,C.,韧性,3.,生产上常利用回复现象对冷塑性变形金属进行,_,处理；而为了消除形变强化，恢复塑性，必须对冷塑性变形金属进行,_,处理。,A.,再结晶退火,B.,低温退火,4.,锡的再结晶温度为,-7,，在室温下对锡进行的塑性变形加工属于,_,。,A.,冷加工,B.,热加工,三、选择题,四、问答题,1.,在室温下，晶粒的大小对金属的强度、塑性和韧性有何影响？为什么？,2.,形变强化在生产中有何利弊？,3.,何谓再结晶退火？再结晶退火温度与再结晶温度有何关系？,4.,简述回复、再结晶及晶粒长大的过程。,5.,冷拉钢丝卷制弹簧后，应进行什么处理？为什么？,6.,热加工对金属组织和性能有何影响？,四、问答题,
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