文档介绍：课题六 金属的塑性变形与再结晶
本讲稿第一页，共四十三页
课题六 金属的塑性变形与再结晶
§1 金属的塑性变形
§2 冷塑性变形对金属组织和性能
的变化
§3 冷塑性变形后的金属在加热时
金属的塑性变形
多晶体金属的变形过程
多晶体金属在外力的作用下，处于软取向的晶粒优先产生滑移变形，处于硬取向的相邻晶粒尚不能滑移变形，只能以弹性变形相平衡。
由于晶界附近点阵畸变和相邻晶粒位向的差异，使变形晶粒中位错移动难以穿过晶界传到相邻晶粒，致使位错在晶界处塞积。
只有进一步增大外力变形才能继续进行。随着变形加大，晶界处塞积的位错数目不断增多，应力集中也逐渐提高。
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§1 金属的塑性变形
当应力集中达到一定程度后，相邻晶粒中的位错源开始滑移，变形就从一批晶粒扩展到另一批晶粒。同时，一批晶粒在变形过程中逐步由软取向转动到硬取向，其变形愈来愈困难，另一批晶粒又从硬取向转动到软取向，参加滑移变形。
多晶体的塑性变形，是在各晶粒互相影响，互相制约的条件下，从少量晶粒开始，分批进行，逐步扩大到其它晶粒，从不均匀的变形逐步发展到均匀的变形。
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§1 金属的塑性变形
多晶体的拉伸实验示意图
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§2 冷塑性变形对金属组织和性能的影响
经过塑性变形，可使金属的组织和性能发生一系列重大的变化，这些变化大致可以分为四个方面:
形成纤维组织,性能趋于各向异性
产生冷变形强化(加工硬化)
形成形变织构(或择优取向)
产生残余应力
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§2 冷塑性变形对金属组织和性能的影响
形成纤维组织,性能趋于各向异性晶粒
变形前后晶粒形状变化示意图
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§2 冷塑性变形对金属组织和性能的影响
产生冷变形强化(加工硬化)
晶粒破碎,位错密度增加,产生加工硬化.
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2 冷塑性变形对金属组织和性能的影响
形成形变织构(或择优取向)
形变织构示意图
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2 冷塑性变形对金属组织和性能的影响
产生残余内应力
本讲稿第二十五页，共四十三页
§3 回复与再结晶
冷变形金属在加热时的组织和性能的变化
影响再结晶粒大小的因素
热加工对金属组织和性能的影响
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§3 回复与再结晶
冷变形金属在加热时的组织和性能的变化
回复阶段
再结晶
晶粒长大
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§3 回复与再结晶
图4-9
变形金属加热时组织和性能变化示意图
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§3 回复与再结晶
回复阶段
加热温度较低时，原子的活动能力不大，这时金属的晶粒大小和形状没有明显的变化，只是在晶内发生点缺陷的消失以及位错的迁移等变化，因此，这时金属的强度、硬度和塑性等机械性能变化不大，而只是使内应力及电阻率等性能显著降低。
因此,对冷变形金属进行的这种低温加热退火只能用在保留加工硬化而降低内应力改善其它的物理性能的场合。
比如冷拔高强度钢丝，利用加工硬化现象产生的高强度，此外，由于残余内应力对其使用有不利的影响，所以采用低温退火以消除残余应力。
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§3 回复与再结晶
再结晶
通过回复，虽然金属中的点缺陷大为减少，晶格畸变有所降低，但整个变形金属的晶粒破碎拉长的状态仍未改变，组织仍处于不稳定的状态。
当它被加热到较高的温度时，原子也具有较大的活动能力，使晶粒的外形开始变化。从破碎拉长的晶粒变成新的等轴晶粒。和变形前的晶粒形状相似，晶格类型相同，把这一阶段称为“再结晶”。
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§3 回复与再结晶
再结晶过程同样是通过形核和长大两个过程进行的。
再结晶结束后，金属中内应力全部消除，显微组织恢复到变形前的状态，其所有性能也恢复到变形前的数值，消除了加工硬化。
所以再结晶退火主要用于金属在变形之后或在变形的过程中，使其硬度降低，塑性长高，便于进一步加工。
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§3 回复与再结晶
晶粒长大
为了保证变形金属的再结晶退火质量，获得细晶粒，有必要了解影响再结晶晶粒大小的因素。再结晶结束后，若在继续升高温度或延长加热时间，便会出现大晶粒吞并小晶粒的现象，即晶粒长大，晶粒长大对材料的机械性能极不利，强度、塑性、韧性下降。且塑性与韧性下降的更明显。
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§3 回复与再结晶
影响再结晶粒大小的因素
变形度影响