金屬塑性變形的專業物理性基礎思考1、什么是單晶體、多晶體？2、什么是晶界？3、滑移定義4、怎樣確定滑移面和滑移方向金屬塑性變形的專業物理性基礎幾個基本概念1、單晶體：單個的晶粒2、多晶體：有兩個以上的晶粒組成。3、晶界：晶粒與晶粒之間的接觸界面叫做晶界。晶界是結構相同而取向不同晶體之間的界面。在晶界面上，原子排列從一個取向過渡到另一個取向，故晶界處原子排列處于過渡狀態。4、晶界不同于晶內性質：金屬塑性變形的專業物理性基礎一、變形機理晶內變形1、滑移2、孿生晶間變形晶粒之間的相互轉動和滑動注意：晶間變形的情況受溫度的影響金屬塑性變形的專業物理性基礎1、滑移面和滑移方向的確定確定滑移面：原子排列密度最大的晶面確定滑移方向：原子排列密度最大的方向金屬塑性變形的專業物理性基礎金屬的主要滑移方向、滑移面、滑移系

金屬塑性變形的專業物理性基礎滑移的規律和實質規律：1、滑移系多塑性好（滑移方向比滑移面更重要）2、滑移面有溫度敏感性3、切應力達到臨界值實質：位錯的運動和增殖金屬塑性變形的專業物理性基礎2、孿生孿生的定義晶體在切應力的作用下，沿一定的晶面和一定的晶向均勻切變孿生的實質：

位錯的運動和增殖金屬塑性變形的專業物理性基礎總結金屬以何種方式發生塑性變形的決定因素

哪種方式所需的切應力更低規律：1、面心立方和體心立方的金屬，一般情況下滑移所需切應力更小，以滑移方式塑性變形。

只有當溫度較低時（100K以下），或受高速沖擊載荷，金屬滑移劇烈進行并受阻時，應力高度集中地地方會發生孿生變形2、密排六方金屬，滑移系少，難以滑移，一般一孿生方式變形金屬塑性變形的專業物理性基礎（二）晶間變形晶間變形晶粒之間的相互轉動和滑動注意：晶間變形的情況受溫度的影響

冷態下，晶界的強度高于晶內，塑變主要是晶內變形溫度適當升高時，晶間變形才更易于發生。金屬塑性變形的專業物理性基礎二、塑性變形的特點不同時性各晶粒變形的相互協調性變形不均勻性

晶粒之間、晶粒內部金屬塑性變形的專業物理性基礎金屬塑性變形的專業物理性基礎思考：晶粒大小對金屬變形抗力和塑性的影響？金屬塑性變形的專業物理性基礎三、合金的塑性變形幾個概念合金合金的種類合金的相結構合金的組織金屬塑性變形的專業物理性基礎（一）單相固溶體合金的塑性變形變形機理

位錯的運動和增殖關鍵

異類原子的存在→阻礙位錯運動相關概念固溶強化溶質氣團屈服效應應變時效呂德斯帶金屬塑性變形的專業物理性基礎應變時效示意圖金屬塑性變形的專業物理性基礎（二）多相合金的塑性變形變形機理

位錯的運動和增殖關鍵

第二相的存在→多相合金塑變更加復雜分類討論1、聚合型多相合金：第二相為較強相時，合金才能得到強化。2、彌散型多相合金：細小彌散分布的微粒可以產生顯著的強化作用。不可變形的第二相粒子總可以阻礙位錯的運動，強化合金。可變形的第二相粒子只有尺寸恰當的時候才會起到最好的強化效果。金屬塑性變形的專業物理性基礎3、彌散型兩相合金相關概念沉淀強化（時效強化）彌散強化金屬塑性變形的專業物理性基礎總結合金成分的加入會阻礙位錯的運動，使金屬的變形抗力增加，加工硬化率有所提高，塑性有一定的下降。合金組織的變化（單相或多相）也會影響金屬的塑性。

聚合型多相合金：第二相為較強相時，合金才能得到強化。彌散型多相合金：細小彌散分布的微粒可以產生顯著的強化作用。不可變形的第二相粒子總可以阻礙位錯的運動，強化合金。可變形的第二相粒子只有尺寸恰當的時候才會起到最好的強化效果。金屬塑性變形的專業物理性基礎四、冷塑性變形對金屬組織和性能的影響一、組織的變化晶粒形狀的變化：趨勢與金屬的宏觀變形一致→纖維組織晶粒內部結構的變化：層錯能高的金屬會產生胞狀亞結構晶粒位向的改變：變形后的晶粒取向趨于一致→各向異性（變形織構、“制耳”

織構板材沿軋制方向和垂直軋制方向變形率40%，與軋制方向成±45°方向變形率可達75%）金屬塑性變形的專業物理性基礎金屬塑性變形的專業物理性基礎二、性能的變化（力學性能）

加工硬化成因：位錯交互作用，難以運動應用：強化（奧氏體鋼）避免：多次塑性加工中加入退火工序金屬塑性變形的專業物理性基礎第二節金屬熱態下的塑性變形熱塑性變形：再結晶溫度以上進行的塑性變形一、塑性變形時的軟化過程1、動態回復、動態再結晶2、靜態回復、靜態再結晶、亞動態再結晶3、回復與再結晶的應用金屬塑性變形的專業物理性基礎二、熱塑性變形的機理晶內滑移晶內孿生晶界滑移擴散蠕變金屬塑性變形的專業物理性基礎三、雙相合金熱塑性變形的特點P275個要點1、彌散型雙相合金，影響基體塑性和再結晶情況。2、聚合型雙相合金，兩相形核幾率不同，熱變形時產生較大內應力和不均勻流動。3、變形程度較大時，脆性相會被打碎4、熱變形時，溫度高、變形速度低易于導致第二相粗大5、第二相熔點較低分布于晶界時，會發生熱脆金屬塑性變形的專業物理性基礎四、熱塑性變形對金屬組織和性能的影響1、改善晶粒變形溫度高、應變速率低、變形程度過小時，回復與再結晶后的晶粒容易粗大化合金元素的加入會增加形核幾率、阻礙晶界遷移，從而細化再結晶晶粒熱變形不均勻導致再結晶晶粒大小不均，易出現局部粗晶現象變形程度過大且溫度很高時，會出現再結晶晶粒的吞并長大（二次再結晶）金屬塑性變形的專業物理性基礎鍛造溫度區間的制定金屬塑性變形的專業物理性基礎2、鍛合內部缺陷3、打碎并改善碳化物和非金屬夾雜物在鋼中的分布4、形成纖維組織5、改善偏析金屬塑性變形的專業物理性基礎塑性變形過程中晶粒的變化金屬塑性變形的專業物理性基礎第三節金屬的超塑性變形一、超塑性的概念和種類概念：金屬和合金具有的超常的均勻變形能力。大伸長率、無頸縮、低流動應力、易成形、無加工硬化種類：細晶超塑性：在一定的恒溫下，在應變速率和晶粒度都滿足要求的條件下所呈現出的超塑性。相變超塑性：具有相變或同素異構轉變的金屬，在其轉變溫度附近以一定的頻率反復加熱、冷卻。在外力的作用下所呈現出的超塑性。金屬塑性變形的專業物理性基礎二、細晶超塑性變形的力學特征無加工硬化金屬塑性變形的專業物理性基礎三、影響細晶超塑性的主要因素應變速率應變速率遠遠低于常規應變速率，受晶粒大小和變形溫度的影響蠕變超塑性變形常規變形變形溫度

250~270℃組織的影響超細等軸、雙相及穩定的晶粒金屬塑性變形的專業物理性基礎四、超塑性變形時組織的變化和對力學性能的影響組織變化晶粒長大、等軸度不變，無明顯的位錯運動痕跡，有晶界滑移的痕跡力學性能的影響無織構，不產生各向異性，無殘余應力個別材料超塑變形（壓縮）時會出現加工軟化現象金屬塑性變形的專業物理性基礎相變超塑性關鍵具有相變或同素異構轉變應用鐵的同素異構轉變→彎曲鑄鐵金屬塑性變形的專業物理性基礎五、超塑性變形機理A-V機理晶界滑移+擴散蠕變金屬塑性變形的專業物理性基礎第四節金屬在塑性加工過程中的表現一、塑性基本概念和指標塑性：金屬在外力的作用下，能穩定的發生永久變形而不破壞其完整性的能力。塑性指標拉伸試驗墩粗試驗扭轉試驗模擬實際塑性加工過程的試驗方法（軋制、拉深、彎曲、脹形）金屬塑性變形的專業物理性基礎二、金屬化學成分和組織對塑性的影響（一）化學成分的影響1、碳鋼中的碳和雜質元素的影響碳磷硫氮氫氧金屬塑性變形的專業物理性基礎2、合金元素對鋼的塑性的影響合金元素的加入，會使鋼的塑性降低、變形抗力提高原因見課本p43金屬塑性變形的專業物理性基礎（二）組織的影響1、相組成的影響單相組織（純金屬或固溶體）比多相組織塑性好2、晶粒度的影響細晶粒比粗晶粒組織有更好的塑性3、鑄造組織的影響鑄造組織會使金屬的塑性下降金屬塑性變形的專業物理性基礎三、變形溫度對金屬塑性的影響

金屬塑性變形的專業物理性基礎金屬塑性變形的專業物理性基礎四、應變速率對金屬塑性的影響1、熱效應和溫度效應熱效應的影響因素2、應變速率對塑性的影響真實應力溫度效應回復再結晶3、基本結論見課本49頁

在極高的應變速率下，金屬的變形行為更為復雜，變形機理尚無明確結論。金屬塑性變形的專業物理性基礎五、變形力學條件對金屬塑性的影響應力狀態三向壓縮的受力狀態有利于金屬塑性的提高應變狀態壓縮應變有利于金屬塑性的發揮，拉伸應變對塑性不利兩向拉伸一向壓縮＜一拉一壓＜兩壓一拉金屬塑性變形的專業物理性基礎六、其他因素對金屬塑性的影響1、不連續變形的影響2、坯料尺