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课程名称：《工程材料》 第 周，第 讲次
摘 要
授课题目
〔章、节〕
第三章 金属的塑性变形与再结晶
第一节 金属的塑性变形
第二节 塑性变形对金属组织和性能的影响
第三节 变形组织在加热时的组织和性能变化
金属的热加工
第五节 超塑性
本讲目的要求与重点难点：
【目的要求】；
；
；
。
【重 点】；
；
，在加热时的组织和性能的变化；
；
【难 点】加工硬化产生的原因与在生产中的利弊，回复和再结晶现象，细晶粒钢强度高、
塑性好的原因。
内 容
【本讲课程的引入】
在工业生产中，许多金属零件都要经过压力加工，如锻造、轧制、拉丝、挤压、冲压和切削成形，压力加工的一个根本特点就是金属或合金在外力作用下，都能或多或少地发生变形，去除外力后，永远残留的那局部变形叫塑性变形。
生产中常利用塑性变形对金属材料进展压力加工；了解金属的塑性变形过程中组织和性能的变化规律，不仅对改良金属材料的加工工艺，而且对发挥材料的性能潜力，提高产品质量都具有重要意义。
金属的塑性变形可分为冷塑性变形和热塑性变形两大章，在这章里我们主要讲金属的冷塑性变形。
【本课程的内容】
第一节 金属的塑性变形
大家都知道实际金属材料都为多晶体，为了解多晶体金属材料的塑性变形过程，不防先看一下单晶体是怎样发生塑性变形的。
一、单晶体的滑移变形
金属单晶体的塑性变形有“滑移〞与“孪生〞等不同方式，但一般大多数情况下都是以滑移方式进展的。下面我们具体看一下单晶体塑性变形的根本方式
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——滑移。
发生了滑移的金属试样从外表上看是什么样？
图3-1 滑移
如果将一个单晶体金属试样外表抛光后，经过伸长变形，再在光学显微镜下观察，可以看到试样外表出现许多条纹，这些条纹就是晶体在切应力的作用下，一局部相对于另一局部沿着一定的晶面〔滑移面〕和一定的晶向〔滑移方向〕滑移产生的台阶，这些条纹称为“滑移线〞，在更高倍的电子显微镜下观察，一个滑移台阶实际上是一束滑移线群的集合体，称为“滑移带〞。同时还能看到滑移带在晶体上的分布是不均匀的,如图3-1所示。
所以说，单晶体变形时，滑移只在晶体内有限的晶面上进展，是不均匀的。因此单晶体金属的塑性变形在外表上看出现了一系列的滑移带，其塑性变形就是众多大小不同的滑移带的综合效果在宏观上的表现。
前面分析已经知道，晶体的塑性变形是晶体内相邻局部滑移的综合表现。但晶体内相邻两局部之间的相对滑移，不是滑移面两侧晶体之间的整体刚性滑动，而是由于晶体内存在位错，因位错线两侧的原子偏离了平衡位置，这些原子有力求达到平衡的趋势。当晶体受外力作用时，位错〔刃型位错〕将垂直于受力方向，沿着一定的晶面和一定的晶向一格一格地逐步移动到晶体的外表，形成一个原子间距的滑移量，如图3-2所示。一个滑移带就是上百个或更多位错移动到晶体外表所形成的台阶。
图3-2 滑移机理示意图
、滑移方向与滑移系
前面的分析知道，晶体上的滑移带分布是不均匀的，即塑性变形时，位错只沿一定的晶面和一定的晶向移动，〔并不是沿所有的晶面和晶向都能移动的〕，这些一定的晶面和晶向分别称为滑移面和滑移方向，并且这些晶面和晶向都是晶体中的密排面和密排方向，因为密排面之间和密排方向之间的原子间距最大，其原子之间的结合力最弱，所以在外力作用下最易引起相对的滑动。不同金属的晶体结构不同，其滑移面和滑移方向的数目和位向不同，一个滑移面和在这个滑移面上的一个滑移方向组成一个
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“滑移系〞，所以不同晶体结构的金属，其滑移系的数目不同，如体心立方12个，面心立方12个，密排六方12，且滑移系的数目越多如此金属的塑性愈好，反之滑移系数愈少，塑性不好，且一样滑移系数目一样时，滑移方向数越多，越易滑移，塑性越好。
每种晶体中都有不止一个的滑移系，受力以后哪个滑移系先滑动呢？研究明确，只有与外力接近45°取向的滑移系，才具有较大的切应