武漢理工工程材料6第二章

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1、2.3.1金屬的塑性變形2.3.2塑性變形后的金屬在加 熱時組織和性能的變化2.3.3金屬材料的熱加工和冷加工2.3 金屬的塑性加工 塑 性 加 工 舉 例Rolling 模 鍛 Hot Rolling Cold Drawing 2.3.1 金 屬 的 塑 性 變 形1 單 晶 體 的 塑 性 變 形2 多 晶 體 的 塑 性 變 形3 塑 性 變 形 對 金 屬 組 織 和 性 能 的 影 響 單 晶 體 的 塑 性 變 形 單 晶 體 變 形 的 基 本 形 式 彈 性 變 形 、 塑 性變 形 。 單 晶 體 受 力 后 ， 外 力 在 任 何 晶 面 上 都 可 以 分解 為 正 應

2、力 和 切 應 力 。 正 應 力 只 能 引 起 彈 性 變 形 及 斷 裂 。 切 應 力 作 用 下 ， 金 屬 晶 體 才 能 產 生 塑 性 變 形 。 （ c) 鋅 單 晶 的 拉 伸 照 片(b) 切 應 力 作 用 下 的 變 形(a) 外 力 在 晶 面 上 的 分 解(a) (b) (c) 正 應 力 作 用 下 的 變 形 和 開 裂 塑 性 變 形 的 實 質 原 子移 動 到 新 的 穩(wěn) 定 位 置 。單 晶 體 塑 性 變 形 的 基 本 形式 滑 移 和 孿 生 。金 屬 常 以 滑 移 方 式 發(fā) 生 塑性 變 形 。 滑 移 是 指 晶 體 的 一 部 分 沿

3、 一 定 的 晶 面 和 晶向 相 對 于 另 一 部 分 發(fā) 生 滑 動 的 現(xiàn) 象 。 滑 移 變 形 的 特 點 ：滑 移 只 能 在 切 應 力 的 作 用下 發(fā) 生 。 產 生 滑 移 的 最 小切 應 力 稱 臨 界 切 應 力 。 滑 移 通 常 沿 著 晶 體 中 原 子 密 度 最 大 的 晶面 和 晶 向 發(fā) 生 。 因 為 原 子 密 度 最 大 的 晶面 上 原 子 之 間 的 間 距 最 大 ， 結 合 力 最 弱 ，產 生 滑 移 所 需 的 切 應 力 最 小 。沿 其 發(fā) 生 滑 移 的 晶 面 和 晶 向 分 別 叫 做 滑 移面 和 滑 移 方 向 ， 通

4、常 是 晶 體 中 的 密 排 面 和密 排 方 向 。 密 排 面 和 密 排 方 向 （ 了 解 內 容 ） 晶 向 原 子 密 度 : 單 位 長 度 上 的 原 子 數(shù) 。 晶 面 原 子 密 度 : 單 位 面 積 上 的 原 子 數(shù) 。 體 心 立 方 晶 格 中 各 主 要 晶 面 的 原 子 密 度 0.58/a 21/6 x 3 =1/23/2a2(111) (110) 1.4/a21/4 x4+1 =22a2(110) 1/a21/4 x 4=1 a2(100) 最 密排 面晶 面 原子 密 度 原 子 數(shù) 面 積 形 式晶 面 a a a 2a 2a 體 心 立 方 晶

5、格 中 各 主 要 晶 向 的 原 子 密 度 111 1.16/a 1/2x2+1=2 3a 111 0.7/a 1/2 x 2=1 2a 110 1/a 1/2 x 2=1 a 100 最 密 排方 向晶 向 原 子密 度 原 子 數(shù)長 度形 式 晶 向同 理 得 到 面 心 立 方 晶 格 中 各 主 要 晶 向 、 主 要 晶 面 的 原 子密 度 ， 得 出 面 心 立 方 晶 格 中 最 密 排 晶 面 、 最 密 排 晶 向 。 一 個 滑 移 面 和 其 上 的 一 個 滑 移 方 向 構 成 一 個 滑 移 系 。 體 心 立 方 晶 格 面 心 立 方 晶 格 密 排 六

6、方 晶 格110 111110 111晶 格滑 移 面滑 移方 向滑 移 系 三 種 典 型 金 屬 晶 格 的 滑 移 系體 心 立 方 :110 111 6 2=12面 心 立 方 :111 110 4 3=12密 排 六 方 : 0001 1120 3 1=3 滑 移 系 越 多 ， 金 屬 發(fā) 生 滑 移 的 可 能 性 越 大 ， 塑 性 也越 好 ， 其 中 滑 移 方 向 對 滑 移 的 貢 獻 比 滑 移 面 要 大 。因 而 金 屬 的 塑 性 ， 面 心 立 方 晶 格 好 于 體 心 立 方 晶 格 , 體 心 立 方 晶 格 好 于 密 排 六 方 晶 格 。 滑 移

7、時 ， 晶 體 兩 部 分 的 相 對 位移 量 是 原 子 間 距 的 整 數(shù) 倍 。 滑 移 的 結 果 在 晶 體 表 面 形 成 臺階 ， 稱 為 滑 移 線 ， 若 干 條 滑 移線 組 成 一 個 滑 移 帶 。 材 料 ： 工 業(yè) 純 鐵 狀 態(tài) ： 壓 縮 變 形 30%侵 蝕 ： 4%硝 酸 酒 精倍 數(shù) ： 250X 多 腳 蟲 的 爬 行 滑 移 機 制 設 想 滑 移 為 剛 性 的 整 體 移 動 ， 則 滑 動 所 需 的 理 論 臨 界切 應 力 值 比 實 際 測 量 的 臨 界 切 應 力 值 要 大 3-4個 數(shù) 量級 。 滑 移 是 通 過 滑 移 面 上

8、 位 錯 的 運 動 實 現(xiàn) 。 滑 移 的 實 現(xiàn) 借 助 位 錯 運 動 。 刃 位 錯 的 運 動 孿 生 是 指 晶 體 的 一 部 分 沿 一 定 晶 面 和 晶 向 相 對 于另 一 部 分 發(fā) 生 切 變 的 現(xiàn) 象 。 黃 銅 中 的 孿 晶 發(fā) 生 切 變 的 部 分 稱 為 孿 生 帶 或 孿 晶 ， 沿 其 發(fā) 生 孿 生 的晶 面 稱 為 孿 生 面 。 孿 生 的 結 果 使 孿 生 面 兩 側 的 晶 體 呈鏡 面 對 稱 。 孿 晶 組 織孿 生 示 意 圖 孿 生 所 需 的 臨 界 切 應 力 比 滑 移 大 得 多 ， 只 有 在 滑 移 很 難 進 行 的

9、情 況 下 ， 晶 體 才 會 發(fā) 生 孿 生 。 密 排 六 方 晶 格 金 屬 滑 移 系 少 ， 常 以 孿 生 方 式 變 形 。 體 心 立 方 晶 格 金 屬 只 有 在 低 溫 或 沖 擊 作 用 下 才 會 發(fā) 生 孿 生 變 形 。 面 心 立 方 晶 格 金 屬 一 般 不 發(fā) 生 孿 生 變 形 。 鈦 合 金 六 方 相 中 的 形 變 孿 晶 多 晶 體 的 塑 性 變 形 晶 界 的 影 響 當 位 錯 運 動 到 晶 界 附 近時 ， 受 到 晶 界 的 阻 礙 而堆 積 起 來 ， 稱 為 位 錯 的塞 積 。 要 使 變 形 繼 續(xù) 進行 , 則 必 須 增

10、加 外 力 , 從而 使 金 屬 的 變 形 抗 力 提高 。多 晶 體 變 形 比 單 晶 體 復 雜 ， 其 中 單 個 晶 粒 變 形 與 單 晶 體 相 似 。 Cu-4.5Al合 金 晶 界 的 位 錯 塞積 晶 界 對 塑 性 變 形 的 影 響 晶 粒 位 向 的 影 響由 于 相 鄰 晶 粒 位 向 不 同 ， 當 一個 晶 粒 發(fā) 生 塑 性 變 形 時 ， 為 了保 持 金 屬 的 連 續(xù) 性 ， 若 周 圍 的晶 粒 不 發(fā) 生 塑 性 變 形 ， 則 必 須以 彈 性 變 形 來 與 之 協(xié) 調 。 這 種彈 性 變 形 便 成 為 塑 性 變 形 晶 粒的 變 形 阻

11、 力 。 由 于 相 鄰 晶 粒 之間 的 相 互 約 束 ， 使 得 多 晶 體 金屬 的 塑 性 變 形 抗 力 提 高 。 多 晶 體 的 塑 性 變 形 多 晶 體 中 每 個 晶 粒 的 位 向 不 同 。 其 中 滑 移 面 和 滑 移方 向 接 近 于 最 大 切 應 力 方 向 的 晶 粒 先 開 始 滑 移 。 位錯 運 動 到 晶 界 附 近 時 受 到 晶 界 的 阻 礙 而 堆 積 起 來 ，當 塞 積 位 錯 前 端 的 應 力 達 到 一 定 程 度 ， 加 上 相 鄰 晶粒 的 轉 動 ， 使 相 鄰 晶 粒 中 原 來 處 于 不 利 位 向 滑 移 系上 的

12、位 錯 開 動 ， 從 而 使 滑 移 由 一 批 晶 粒 傳 遞 到 另 一批 晶 粒 。 當 大 量 晶 粒 發(fā) 生 滑 移 ， 金 屬 便 顯 示 出 明 顯的 塑 性 變 形 。 晶 粒 大 小 對 金 屬 力 學 性 能 的 影 響金 屬 的 晶 粒 越 細 ，其 強 度 和 硬 度 越 高 。因 為 金 屬 晶 粒 越 細 ，晶 界 總 面 積 越 大 ，位 錯 運 動 的 障 礙 越多 ； 需 要 協(xié) 調 的 具有 不 同 位 向 的 晶 粒越 多 ， 從 而 使 金 屬塑 性 變 形 的 抗 力 越高 。 晶 粒 大 小 與 金 屬 強 度 關 系 金 屬 的 晶 粒 越 細

13、， 塑 性和 韌 性 也 越 高 。因 為 晶 粒 越 細 ， 單 位 體積 內 晶 粒 數(shù) 目 越 多 ， 參與 變 形 的 晶 粒 數(shù) 目 越 多 ，金 屬 變 形 越 分 散 、 越 均 勻 ，減 少 了 應 力 集 中 ， 推 遲 了裂 紋 產 生 和 擴 展 ， 從 而 使金 屬 在 斷 裂 前 可 以 發(fā) 生 較大 的 塑 性 變 形 ， 即 塑 形 好 。金 屬 強 度 高 ， 塑 性 好 ， 在斷 裂 時 需 要 消 耗 較 大 的 功 ，因 而 韌 性 也 較 好 。 應 變應力 塑 性 材 料脆 性材 料 晶 粒 大 小 對 金 屬 力 學 性 能 的 影 響 通 過 細

14、化 晶 粒 同 時 提 高 金 屬 強 度 、 硬 度 、塑 性 和 韌 性 的 方 法 ， 稱 為 細 晶 強 化 。 3、 塑 性 變 形 對 金 屬 組 織 和 性 能 的 影 響 塑 性 變 形 對 金 屬 組 織 結 構 的 影 響 金 屬 發(fā) 生 塑 性 變 形 時 ， 不 僅 外 形 發(fā) 生 變 化 ， 而 且 其內 部 的 晶 粒 也 相 應 地 被 拉 長 或 壓 扁 。 當 變 形 量 很 大 時 ， 晶 粒 將 被 拉 長 為 纖 維 狀 ， 晶 界 變得 模 糊 不 清 。 塑 性 變 形 還 使 晶 粒 破 碎 為 亞 晶 粒 。 Figure Schematic o

15、f rolling 變 形 10% 100 變 形 40% 100 變 形 80% 纖 維 組 織 100 工 業(yè) 純 鐵 不同 變 形 度 下的 顯 微 組 織 晶 粒 拉 長 ， 出現(xiàn) 纖 維 組 織 ，導 致 金 屬 各 向異 性 ， 沿 纖 維方 向 的 強 度 、塑 性 最 大 。 由 于 晶 粒 轉 動 ， 當 塑 性變 形 達 到 一 定 程 度 時 ，會 使 金 屬 絕 大 部 分 晶 粒的 某 一 位 向 與 變 形 方 向趨 于 一 致 ， 這 種 現(xiàn) 象 稱為 織 構 或 擇 優(yōu) 取 向 。 織 構 使 金 屬 呈 現(xiàn) 各 向異 性 ， 深 沖 零 件 時 ， 易產 生

16、“ 制 耳 ” 現(xiàn) 象 ， 使零 件 不 齊 ， 厚 薄 不 勻 。 織 構 應 用 ： 如 提 高 硅鋼 片 的 導 磁 率 。 板 織 構絲 織 構 形 變 織 構 示 意 圖各 向 異 性 導 致 的 銅 板 “ 制 耳 ”有無 織 構 ： 絕 大 部 分 晶 粒 的 某 一 位 向 與 外 力方 向 趨 于 一 致 ， 性 能 出 現(xiàn) 各 向 異 性 。晶 粒 被 拉 長 ， 還 未 出 現(xiàn) 織 構 。晶 粒 被 拉 長 ， 已 出 現(xiàn) 織 構 。 塑 性 變 形 對 金 屬 性 能 的 影 響1、 加 工 硬 化 2、 殘 余 內 應 力 隨 著 塑 性 變 形 量 的 增 加 ，

17、金 屬 強 度 、 硬 度 提 高 ， 塑性 、 韌 性 下 降 的 現(xiàn) 象 稱 為 加 工 硬 化 ， 也 叫 形 變 強 化 。 變 形 量 % 伸長率，% 40鋼變 形 量 % 屈服強度，MPa 40鋼 黃 銅銅 黃 銅 銅強 度 和 塑 性 與 變 形 量 的 關 系 產 生 加 工 硬 化 的 原 因 ： 隨 變 形 量 增 加 ， 位 錯 密 度增 加 ， 位 錯 之 間 的 交 互 作 用 （ 堆 積 、 纏 結 ） 增 強 ，位 錯 運 動 的 阻 力 增 大 ， 引 起 塑 性 變 形 抗 力 的 增 加 。 位 錯 密 度 與 強 度 關 系 殘 余 內 應 力 殘 余 內

18、 應 力 是 指 平 衡 于 金 屬 內 部 的 應 力 ， 是 由 于 金屬 受 力 時 , 內 部 變 形 不 均 勻 而 引 起 的 。 金 屬 發(fā) 生 塑 性 變 形 時 ， 外 力 所 做 的 功 ， 有 10%轉 化為 內 應 力 殘 留 于 金 屬 內 部 。l 內 應 力 的 存 在 ， 使 金 屬 耐 蝕 性 下 降 ， 引 起 零 件 加 工 、淬 火 過 程 中 的 變 形 和 開 裂 。 因 此 ， 金 屬 塑 性 變 形 后 ，通 常 需 要 進 行 退 火 處 理 ， 以 消 除 或 降 低 內 應 力 。 2.3.2 塑 性 變 形 后 的 金 屬 在 加 熱 時

19、 組 織 和 性 能 的 變 化 金 屬 經 冷 變 形 后 , 組 織 處 于 不 穩(wěn) 定 狀 態(tài) ， 有自 發(fā) 恢 復 到 穩(wěn) 定 狀 態(tài) 的 傾 向 。 常 溫 下 ， 原 子 擴 散 能 力 小 ， 不 穩(wěn) 定 狀 態(tài) 可 維持 較 長 時 間 。 加 熱 使 原 子 的 擴 散 能 力 增 加 ， 金 屬 依 次 發(fā) 生回 復 、 再 結 晶 和 晶 粒 長 大 。 1 回 復2 再 結 晶3 晶 粒 長 大 回 復 是 指 在 加 熱 溫 度 較 低 時 ， 由 于 金屬 中 的 點 缺 陷 及 位 錯 近 距 離 遷 移 而 引起 的 晶 內 某 些 變 化 。 如 空 位 與

20、其 他 缺 陷 合 并 、 同 一 滑 移 面上 的 異 號 位 錯 相 遇 合 并 ， 從 而 使 缺 陷數(shù) 量 減 少 等 。1、 回 復 (Recovery) 回 復 階 段 ， 金 屬 組 織 不 發(fā) 生 明 顯 變 化 ， 強度 、 硬 度 略 有 下 降 ， 塑 性 略 有 提 高 ， 但 殘余 內 應 力 、 電 阻 率 等 顯 著 下 降 。 工 業(yè) 上 常 利 用 回 復 現(xiàn) 象 將 冷 變 形 金 屬 低 溫加 熱 ， 以 降 低 內 應 力 ， 保 留 加 工 硬 化 效 果 ，這 種 熱 處 理 方 法 稱 為 去 應 力 退 火 ?；?復 溫 度 ： T回 復 =（

21、0.25 0.30） T0T0金 屬 熔 點 ， 單 位 為 絕 對 溫 度 ( K )。 2、 再 結 晶(Recrystallization) 當 變 形 后 的 金 屬 被 加 熱 到較 高 溫 度 時 ， 由 于 原 子 擴散 能 力 增 大 ， 晶 粒 的 形 狀開 始 發(fā) 生 變 化 ， 被 拉 長 、壓 扁 的 晶 粒 ， 通 過 重 新 形核 、 長 大 ， 變 為 新 的 細 小的 均 勻 的 等 軸 晶 粒 。 670 加 熱鐵 素 體 變 形 80% 650 加 熱 再 結 晶 是 一 個 晶 核 形 成 和長 大 的 過 程 ， 再 結 晶 前 后 ，新 舊 晶 粒 的

22、 晶 格 類 型 完 全相 同 。 再 結 晶 不 是 相 變 過程 。 冷 變 形 奧 氏 體 不 銹 鋼加 熱 時 的 再 結 晶 形 核SEM-再 結 晶 晶 粒 在 原變 形 組 織 晶 界 上 形 核TEM-再 結 晶 晶 粒 形 核于 高 密 度 位 錯 基 體 上 由 于 再 結 晶 后 組 織 的 復原 ， 因 而 金 屬 的 強 度 和硬 度 明 顯 降 低 ， 塑 性 和韌 性 大 大 提 高 ， 即 加 工硬 化 現(xiàn) 象 被 消 除 。 冷 變 形 黃 銅 組 織 性 能 隨 溫 度 的 變 化冷 變 形 (變 形 量 為 38%)黃 銅 580C保 溫 15分 后 的

23、的 再 結 晶 組 織 3、 再 結 晶 后 的 晶 粒 長 大再 結 晶 完 成 后 ， 晶 粒 是 細 小 的 ， 若 繼 續(xù) 升高 加 熱 溫 度 或 延 長 保 溫 時 間 ， 將 發(fā) 生 晶 粒的 異 常 長 大 ， 得 到 晶 粒 異 常 粗 大 的 組 織 ，使 金 屬 的 強 度 、 硬 度 、 塑 性 、 韌 性 等 機 械性 能 顯 著 降 低 。 這 是 一 種 不 均 勻 、 不 連 續(xù)的 長 大 過 程 ， 又 稱 為 二 次 再 結 晶 。 黃 銅 再 結 晶 后 晶 粒 的 長 大580C保 溫 8秒 后 的 組 織 580C保 溫 15分 后 的 組 織 700

24、C保 溫 10分 后 的 組 織 晶 粒 的 異 常 長 大 是 通 過 晶 界 遷 移 進 行 的 ， 是 大 晶粒 迅 速 吞 食 周 圍 大 量 小 晶 粒 的 過 程 。 晶 粒 粗 大 會使 金 屬 機 械 性 能 降 低 ， 尤 其 是 塑 性 和 韌 性 。原 子 穿 過晶 界 擴 散 晶 界 遷移 方 向 冷 變 形 黃 銅 回 復 、 再 結 晶 和 晶 粒 長 大 的 金 相 照 片冷 變 形 量 為 38 的 組 織 580C保 溫 3秒 后 的 組 織 580C保 溫 4秒 后 的 組 織 580C保 溫 8秒 后 的 組 織 580C保 溫 15分 后 的 組 織 7

25、00C保 溫 10分 后 的 組 織 4、 再 結 晶 溫 度 變 形 后 的 金 屬 再 結 晶 不 是 一 個 恒 溫 過 程 ， 它 是 自某 一 溫 度 開 始 ， 在 一 個 溫 度 范 圍 內 連 續(xù) 進 行 的 。 一 般 所 說 的 再 結 晶 溫 度 指 的 是 最 低 再 結 晶 溫 度 。 生 產 上 通 常 用 經 大 變 形 量 （ 70%以 上 ） 冷 塑 性變 形 的 金 屬 ， 經 1小 時 加 熱 能 完 全 再 結 晶 的 最 低溫 度 ， 稱 為 最 低 再 結 晶 溫 度 。 純 金 屬 的 最 低 再 結 晶 溫 度 與 其 熔 點 之 間 的 近似

26、關 系 : T再 =（ 0.35-0.40） T熔 其 中 T再 、 T熔 為 絕 對 溫 度 。 該 公 式 只 適 用 于 純 金 屬 。純 金 屬 最 低 再 結 晶 溫 度 常 用 的 計 算 公 式 ：T再 = (T熔 +273) 0.4 273，例 ： Fe的 T 再=(1538+273) 0.4 273=451 。 T再 與 變 形度 的 關 系最 低 再 結 晶 溫 度 的 影 響 因 素 ： 預 先 變 形 度 金 屬 預 先 變 形 程 度 越 大 , 金 屬 組 織 越 不 穩(wěn) 定 ， 再 結 晶溫 度 越 低 。 當 預 先 變 形 程度 達 到 一 定 大 小 后 ，

27、 金 屬的 最 低 再 結 晶 溫 度 趨 于 某一 穩(wěn) 定 值 。 金 屬 熔 點l 金 屬 熔 點 越 高 , T再 也 越 高 。 金 屬 的 純 度 金 屬 中 的 微 量 雜 質 或 合 金 元 素 ， 特 別 是 高 熔 點 元素 阻 礙 原 子 擴 散 和 晶 界 遷 移 作 用 ， 使 最 低 再 結晶 溫 度 顯 著 提 高 。 再 結 晶 加 熱 速 度 和 保 溫 時 間 再 結 晶 是 擴 散 過 程 。 提 高 加 熱 速 度 會 使 再 結 晶 推 遲到 較 高 溫 度 下 發(fā) 生 ； 延 長 保 溫 時 間 ， 使 原 子 擴 散 充分 進 行 ， 再 結 晶 溫

28、 度 降 低 。l 生 產 中 把 消 除 加 工 硬 化 現(xiàn) 象 、 恢 復 金 屬 塑 性 變 形 能力 的 熱 處 理 工 藝 稱 為 再 結 晶 退 火 。l 為 縮 短 熱 處 理 時 間 ， 再 結 晶 退 火 溫 度 通 常 比 該 金 屬的 最 低 再 結 晶 溫 度 高 100-200 。 再 結 晶 后 晶 粒 度 的 影 響 因 素主 要 有 ： 加 熱 溫 度 和 保 溫 時 間 加 熱 溫 度 越 高 ， 保 溫 時 間 越長 ， 金 屬 的 晶 粒 越 粗 大 ， 加熱 溫 度 的 影 響 尤 為 顯 著 。 再 結 晶 退 火 溫 度 對 晶 粒 度 的 影 響

29、預 先 變 形 度 的 影 響 ， 實 質上 是 變 形 均 勻 程 度 的 影 響 。 當 變 形 度 很 小 時 ， 晶 格 畸變 小 ， 不 足 以 引 起 再 結 晶 。 當 變 形 達 到 210%時 ， 只有 部 分 晶 粒 變 形 ， 變 形 極不 均 勻 ， 再 結 晶 晶 粒 大 小相 差 懸 殊 ， 易 互 相 吞 并 和長 大 ， 使 再 結 晶 后 晶 粒 特別 粗 大 ， 這 個 變 形 度 稱 臨界 變 形 度 。 預 先 變 形 度 對 再 結 晶 晶 粒 度 的 影 響 預 先 變 形 度 當 超 過 臨 界 變 形 度 后 ， 隨 變 形 程 度 增 加 ，

30、變 形 越 來越 均 勻 ， 再 結 晶 時 的 形 核 量 大 而 且 均 勻 ， 使 再 結 晶后 的 晶 粒 細 而 均 勻 ， 達 到 一 定 變 形 量 后 ， 晶 粒 度 基本 不 變 化 。 l 當 變 形 量 相 當 大時 (90%)， 再 結晶 后 晶 粒 可 能 再次 出 現(xiàn) 異 常 長 大現(xiàn) 象 。 一 般 認 為這 種 現(xiàn) 象 與 形 變織 構 有 關 。 預 先 變 形 度 對 再 結 晶 晶 粒 度 的 影 響 2.3.3 金 屬 的 熱 加 工 與 冷 加 工 冷 加 工 與 熱 加 工 的 區(qū) 別 金 屬 學 中 冷 、 熱 加 工 的 界 限 是 以 再 結

31、晶溫 度 來 劃 分 ， 不 是 以 是 否 加 熱 來 劃 分 。 低 于 再 結 晶 溫 度 的 加 工 稱 為 冷 加 工 。 高 于 再 結 晶 溫 度 的 加 工 稱 為 熱 加 工 。 如 Fe的 再 結 晶 溫 度 為 451 ， 其 在 400 以 下 的 加 工仍 為 冷 加 工 。 Sn的 再 結 晶 溫 度 為 -71 ， Sn在 室 溫下 的 加 工 為 熱 加 工 。 巨 型 自 由 鍛 件Rolling 熱 加 工 對 金 屬 組 織 和 性 能 的 影 響 熱 加 工 使 鑄 態(tài) 金 屬 中的 非 金 屬 夾 雜 沿 變 形方 向 拉 長 ， 形 成 彼 此平 行

32、 的 宏 觀 條 紋 ， 稱為 流 線 ， 由 這 種 流 線體 現(xiàn) 的 組 織 稱 為 纖 維組 織 。 它 使 鋼 產 生 各向 異 性 ， 在 制 定 加 工工 藝 時 ， 應 使 流 線 分布 合 理 ， 盡 量 與 拉 應力 方 向 一 致 。 吊 鉤 中 的 纖 維 組 織 1、 熱 加 工 可 使 鑄 態(tài) 金 屬 與 合 金 中 的 氣 孔 、 疏 松等 焊 合 ， 使 粗 大 的 樹 枝 晶 或 柱 狀 晶 破 碎 ， 減 輕 偏析 ， 使 組 織 致 密 、 成 分 均 勻 、 晶 粒 細 化 ， 從 而 明顯 。 冷 加 工 對 組 織 和 性 能 的 影 響 冷 加 工

33、在 TR 溫 度 以 下 進 行 的 變 形 加 工 ， 如 低 碳 鋼 的 冷 拔 、 冷 沖 。 冷 加 工 時 沒 有 再 結 晶 過 程 ， 冷 加 工 對 組 織 和 性 能 的影 響 與 前 述 塑 性 變 形 對 組 織 和 性 能 的 影 響 相 同 。 組 織 晶 粒 被 拉 長 壓 扁 ， 產 生 纖 維 組 織 和 織 構 等 。 性 能 加 工 硬 化 、 各 向 異 性 、 殘 余 內 應 力 等 。 加 工 硬 化 的 意 義 ： 1、 加 工 硬 化 是 強 化 金 屬 的重 要 手 段 之 一 ， 對 于 不 能 熱處 理 強 化 的 金 屬 和 合 金 ， 加

34、工 硬 化 尤 為 重 要 。 2、 有 利 于 金 屬 進 行 均 勻 的變 形 。 由 于 加 工 硬 化 , 已 變形 部 分 發(fā) 生 硬 化 而 停 止 變 形 , 未 變 形 部 分 開 始 變 形 。 沒 有加 工 硬 化 現(xiàn) 象 , 金 屬 就 不 會發(fā) 生 均 勻 的 塑 性 變 形 。 變 形 20%純 鐵 中 的 位 錯未 變 形 純 鐵 小 結 重 點 要 求 1、 金 屬 單 晶 體 塑 性 變 形 的 基 本 方 式 有 哪 兩 種 ？2、 塑 性 變 形 滑 移 的 本 質 和 滑 移 機 理 。 3、 細 晶 強 化 、 加 工 硬 化 、 最 低 再 結 晶 溫 度 。4、 金 屬 再 結 晶 時 組 織 和 性 能 的 變 化 。5、 冷 加 工 、 熱 加 工 的 概 念 和 判 斷 。 6、 冷 、 熱 加 工 對 金 屬 組 織 和 性 能 的 影 響 。 of 2.3