文档介绍：实验名称： 金属的塑性变形与再结晶 实验类型：
一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填）
三、主要仪器设备（必填） 四、实验步骤与实验结果（必填）
五、讨论、心得（必填）
一、 实验目的
了解冷塑性变形对金属材料的内部组织与性能的影响；
了解变形度对金属再结晶退火后晶粒大小的影响。
二、 实验原理
金属塑性变形的基本方式有滑移和孪生两种。在切应力作用下，晶体的一部分沿某一晶面相对于另 一部分滑动，这种变形方式称为滑移；在切应力作用下，晶体的一部分沿某一晶面相对另一部分产生剪 切变形，且变形部分与未变形部分的位向形成了镜面对称关系，这种变形方式称为孪生。
（一） 冷塑性变形对金属组织与性能的影响
若金属在再结晶温度以下进行塑性变形，称为冷塑性变形。冷塑性变形不仅改变了金属材料的形状 与尺寸，而且还将引起金属组织与性能的变化。金属在发生塑性变形时，随着外形的变化，其内部晶粒 形状由原来的等轴晶粒逐渐变为沿变形方向伸长的晶粒，在晶粒内部也出现了滑移带或孪晶带。当变形 程度很大时，晶粒被显著地拉成纤维状，这种组织称为冷加工纤维组织。同时，随着变形程度的加剧， 原来位向不同的各个晶粒会逐渐取得近于一致的位向，而形成了形变织构，使金属材料的性能呈现出明 显的各向异性。金属经冷塑性变形后，会使其强度、硬度提高，而塑性、韧性下降，这种现象称为加工 硬化。
（二） 冷塑性变形后金属在加热时组织与性能的变化
金属经冷塑性变形后，由于其内部亚结构细化、晶格畸变等原因，处于不稳定状态，具有自发地恢 复到稳定状态的趋势。但在室温下，由于原子活动能力不足，恢复过程不易进行。若对其加热，因原子 活动能力增强，就会使组织与性能发生一系列的变化。
•回复 当加热温度较低时，原子活动能力尚低，故冷变形金属的显微组织无明显变化，仍保持着纤组 织的特征。此时，因晶格畸变已减轻，使残余应力显著下降。但造成加工硬化的主要原因未消除，故其 机械性能变化不大。
•再结晶 当加热温度较高时，将首先在变形晶粒的晶界或滑移带、孪晶带等晶格畸变严重的地带，通
过晶核与长大方式进行再结晶。冷变形金属在再结晶后获得了新的等轴晶粒，因而消除了冷加工纤维组 织、加工硬化和残余应力，使金属又重新恢复到冷塑性变形前的状态。
1h加热
金属的再结晶过程是在一定温度范围内进行的。通常把变形程度在 70%^上的冷变形金属经
能完全再结晶的最低温度，定为再结晶渡。实验证明，金属的熔点愈高，在其他条件相同时，其再结晶 温度也愈高。金属的再结晶温度 （T再）与其熔点（T熔）间的关系，大致可用下式表示：
T再~ T熔
•晶粒长大 冷变形金属再结晶后，一般都得到细小均匀的等轴晶粒。但继续升高加热温度或延长保温
时间，再结晶后的晶粒又会逐渐长大，使晶粒粗化。
（三） 变形程度对金属再结晶后晶粒度的影响
冷变形金属再结晶后晶粒度除与加热温度、保温时间有关外，还与金属的预先变形程度有关。金属 再结晶后的晶粒度与其预先变形程度间的关系如下图所示：
引起冷变形金属开始再结晶，并在再结晶后获得异常粗大晶粒的变形程度，称为临界变形程度。一 般钢铁的临界变形程度为 5~10%铜约为5%铝约为2~3%由于粗大晶粒将显著降低金属的机械性能， 故应避免金属材料在临界变形