第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 1
Ch3 金属的塑性变形与再结晶
§ 1 金属的塑性变形
§ 2 塑性变形对金属组织和性能的影响
§ 3 变形金属在加热时的组织和性能的变化
§ 4 金属的热加工
§ 5 超塑性第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 2
一、塑性变形的基本形式
滑移
孪晶
§ 1 金属的塑性变形第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 3
§ 1 金属的塑性变形第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 4
§ 1 金属的塑性变形第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 5
二、单晶体的滑移变形
任何应力都可以分解为：
一个正应力 (? )
一个切应力 (?)
正应力 ___伸长、断裂
切应力 ___滑移变形
§ 1 金属的塑性变形第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 6
§ 1 金属的塑性变形第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 7
滑 移 面,原子间距小
滑移方向,原子排列密度最大
滑 移 系,一个面 ＋ 一个方向
§ 1 金属的塑性变形第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 8
体心立方,6个面× 2个方向＝ 12
面心立方,4个面× 3个方向＝ 12
密排六方,1个面× 3个方向＝ 3
滑移系越多材料的塑性愈好，尤其是滑移方向的作用更明显！
§ 1 金属的塑性变形第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 9
理论滑移力与实际滑移力（ Cu）
理 ＝ 6400N/mm2
实 ＝ 1.0N/mm2
§ 1 金属的塑性变形第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 10
三、多晶体的塑性变形
晶界
晶粒位向
晶粒大小竹节现象
§ 1 金属的塑性变形第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 11
多晶体的塑性变形过程
§ 1 金属的塑性变形第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 12
变形结果：
晶粒破碎：位错增加、产生加工硬化（利、弊）
晶粒伸长：各向异性、产生“织构”（择优取向）
夹杂物伸长：形成“纤维组织”
残余内应力：硬、脆、塑性下降
§ 2 塑性变形 对金属组织和性能的影响第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 13
回复 T回 ≈(0.2-0.3)T熔
再结晶
（ T再 ≈0.4T熔,影响再结晶晶粒度的因素 ）
晶粒长大
§ 3 变形金属在加热时的组织和性能的变化金属 T熔 (℃ ) T再 (℃ )
Fe 1538 450
Cu 1083 269
Al 660 100
第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 14
§ 3 变形金属在加热时的组织和性能的变化
r
r
R
由于表面能的降低小晶粒向大晶粒聚集是一个自发的过程第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 15
影响再结晶晶粒度的因素
加热温度
变形程度（临界变形度）
§ 3 变形金属在加热时的组织和性能的变化第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 16
§ 3 变形金属在加热时的组织和性能的变化第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 17
一、热加工的概念
冷热加工的判断标准：再结晶温度
冷热加工的比较：容易性、表面质量
§ 4 金属的热加工第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 18
二、热加工对金属组织和性能的影响
成为等轴晶：力学性能提高
组织致密：性能提高 （使气孔、裂纹等被压合或焊合）
“纤维组织”形成和利用状态?b(N/mm2)?s(N/mm2)?(%)?(%) αK (J/cm2)
铸态 500 280 15 27 35
锻态 530 310 20 45 70
§ 4 金属的热加工第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 19
测定方向?b(N/mm2)?s(N/mm2)?(%)?(%) αK (J/cm2)
纵向 715 470 17.5 62.8 62
横向 672 440 10.4 31.0 30
§ 4 金属的热加工第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 20
§ 4 金属的热加工
A B
第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 21
超塑性,100％
细晶超塑性,d?10?m,0.5T熔、极小变形速率
相变超塑性,在相变温度范围反复加热、冷却时变形
§ 5 超塑性部分微细晶粒超塑性伸长率
（％）
第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 22
超塑性变形
§ 5 超塑性第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 23
课后作业：
P3 (Ch2) 第 4题（ 1）、第 8题课内作业：
P4 (Ch2) 第 14题、第 18题第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 24
1,如果将一软焊料反复弯曲数次,会发现它仍旧很软 。 而对一退火铜也作同样弯曲就会明显变硬,以至经过几次之后就不能用手弯曲了 。
这是为什么？
2,钨在 1000℃ 变形加工,锡在室温下变形加工
,请说明它们是热加工还是冷加工？ （ 钨熔点是 3410℃,锡熔点是 232℃ )。
3,在室温下对铅板进行弯折,愈弯愈硬,而稍隔一段时间再行弯折,铅板又象最初一样柔软
,这是什么原因？
习 题
2009年 7月 19日星期日 1
Ch3 金属的塑性变形与再结晶
§ 1 金属的塑性变形
§ 2 塑性变形对金属组织和性能的影响
§ 3 变形金属在加热时的组织和性能的变化
§ 4 金属的热加工
§ 5 超塑性第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 2
一、塑性变形的基本形式
滑移
孪晶
§ 1 金属的塑性变形第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 3
§ 1 金属的塑性变形第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 4
§ 1 金属的塑性变形第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 5
二、单晶体的滑移变形
任何应力都可以分解为：
一个正应力 (? )
一个切应力 (?)
正应力 ___伸长、断裂
切应力 ___滑移变形
§ 1 金属的塑性变形第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 6
§ 1 金属的塑性变形第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 7
滑 移 面,原子间距小
滑移方向,原子排列密度最大
滑 移 系,一个面 ＋ 一个方向
§ 1 金属的塑性变形第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 8
体心立方,6个面× 2个方向＝ 12
面心立方,4个面× 3个方向＝ 12
密排六方,1个面× 3个方向＝ 3
滑移系越多材料的塑性愈好，尤其是滑移方向的作用更明显！
§ 1 金属的塑性变形第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 9
理论滑移力与实际滑移力（ Cu）
理 ＝ 6400N/mm2
实 ＝ 1.0N/mm2
§ 1 金属的塑性变形第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 10
三、多晶体的塑性变形
晶界
晶粒位向
晶粒大小竹节现象
§ 1 金属的塑性变形第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 11
多晶体的塑性变形过程
§ 1 金属的塑性变形第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 12
变形结果：
晶粒破碎：位错增加、产生加工硬化（利、弊）
晶粒伸长：各向异性、产生“织构”（择优取向）
夹杂物伸长：形成“纤维组织”
残余内应力：硬、脆、塑性下降
§ 2 塑性变形 对金属组织和性能的影响第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 13
回复 T回 ≈(0.2-0.3)T熔
再结晶
（ T再 ≈0.4T熔,影响再结晶晶粒度的因素 ）
晶粒长大
§ 3 变形金属在加热时的组织和性能的变化金属 T熔 (℃ ) T再 (℃ )
Fe 1538 450
Cu 1083 269
Al 660 100
第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 14
§ 3 变形金属在加热时的组织和性能的变化
r
r
R
由于表面能的降低小晶粒向大晶粒聚集是一个自发的过程第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 15
影响再结晶晶粒度的因素
加热温度
变形程度（临界变形度）
§ 3 变形金属在加热时的组织和性能的变化第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 16
§ 3 变形金属在加热时的组织和性能的变化第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 17
一、热加工的概念
冷热加工的判断标准：再结晶温度
冷热加工的比较：容易性、表面质量
§ 4 金属的热加工第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 18
二、热加工对金属组织和性能的影响
成为等轴晶：力学性能提高
组织致密：性能提高 （使气孔、裂纹等被压合或焊合）
“纤维组织”形成和利用状态?b(N/mm2)?s(N/mm2)?(%)?(%) αK (J/cm2)
铸态 500 280 15 27 35
锻态 530 310 20 45 70
§ 4 金属的热加工第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 19
测定方向?b(N/mm2)?s(N/mm2)?(%)?(%) αK (J/cm2)
纵向 715 470 17.5 62.8 62
横向 672 440 10.4 31.0 30
§ 4 金属的热加工第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 20
§ 4 金属的热加工
A B
第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 21
超塑性,100％
细晶超塑性,d?10?m,0.5T熔、极小变形速率
相变超塑性,在相变温度范围反复加热、冷却时变形
§ 5 超塑性部分微细晶粒超塑性伸长率
（％）
第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 22
超塑性变形
§ 5 超塑性第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 23
课后作业：
P3 (Ch2) 第 4题（ 1）、第 8题课内作业：
P4 (Ch2) 第 14题、第 18题第三章 金属的塑性变形与再结晶
2009年 7月 19日星期日 24
1,如果将一软焊料反复弯曲数次,会发现它仍旧很软 。 而对一退火铜也作同样弯曲就会明显变硬,以至经过几次之后就不能用手弯曲了 。
这是为什么？
2,钨在 1000℃ 变形加工,锡在室温下变形加工
,请说明它们是热加工还是冷加工？ （ 钨熔点是 3410℃,锡熔点是 232℃ )。
3,在室温下对铅板进行弯折,愈弯愈硬,而稍隔一段时间再行弯折,铅板又象最初一样柔软
,这是什么原因？
习 题
