金屬材料在塑性變形及其以後的加熱過程中組織和效能的變化如何

2021-04-17 21:53:39 字數 5387 閱讀 1061

1樓:《草原的風

建議你看看《金屬學與熱處理》書的「金屬材料的塑性變形與再結晶」的全章的內容。題目太大,這裡寫不下。

2樓:小浣熊愛小笨豬

《金屬工藝學》中也有詳細說明!

塑性變形對金屬組織和效能有那些影響?謝謝了……

3樓:匿名使用者

金屬塑性變形理論應用於兩個領域:①解決金屬的強度問題,包括基礎性的研究和使用設計等;②**塑性加工,解決施加的力和變形條件間的關係,以及塑性變形後材料的性質變化等(見形變和斷裂)。

塑性變形對組織和結構的影響

1)形成纖維組織 晶粒延變形方向被拉長或壓扁; 雜質呈細帶狀或鏈狀分佈。

2) 形成形變織構 (1) 形變織構: 多晶體材料由塑性變形導致的各晶粒呈

擇優取向的組織。

(2) 線(絲)織構: 某一晶向趨於與變形方向平行。

(如拉拔時形成)

面(板)織構: 某晶面趨於平行於軋製面,某晶向趨於平

行於主變形方向。(軋製或擠壓時形成)

3) 形成位錯胞(亞結構)

金屬在大量變形之後,由於位錯的運動和互動作用,位錯不均勻分佈,使晶粒碎化成許多位向略有差異的亞晶粒。亞晶粒邊界上聚集大量位錯,而內部的位錯密度相對低得多。隨著變形量的增大,產生的亞結構也越細。

整個晶粒內部的位錯密度的提高將降低材料的耐腐蝕性。

對力學效能影響

材料在變形後,產生加工硬化,強度、硬度顯著提高,而塑性、韌性明顯下降。加工硬化的工程意義:

1加工硬化是強化材料的重要手段,尤其是對於那些不能用熱處理方法強化的金屬材料。

2加工硬化有利於金屬進行均勻變形。因為金屬已變形部分產生硬化,將使繼續的變形主要在未變形或變形較少的部分發展。

3加工硬化給金屬的繼續變形造成了困難,加速了模具的損耗,在對材料要進行較大變形量的加工中將是不希望的,在金屬的變形和加工過程中常常要進行「中間退火」以消除這種不利影響,因而增加了能耗和成本。

4樓:匿名使用者

冷塑性變形對金屬組織和效能影響

(1)組織的變化

1)晶粒

形狀的變化

金屬經冷加工變形後,其晶粒形狀發生變化,變化趨勢大體與金屬巨集觀變形一致。

2)晶粒內產生亞結構

3)晶粒位向改變(變形織構)

多晶體中原為任意取向的各個晶粒,會逐漸調整其取向而彼此趨於一致。這種由於塑性變形的結果而使晶粒具有擇優取向的組織,稱為 「 變形織構 」 。

(2)效能的變化

其中變化最顯著的是金屬的力學效能,即隨著變形程度的增加,金屬的強度、硬度增加,而塑性韌性降低,這種現象稱為加工硬化。

對於不能用熱處理方法強化的材料,藉助冷塑性變形來提高其力學效能就顯得更為重要。最後還要指出,加工硬化對金屬塑性成形也有不利的一面。它使金屬的塑性下降,變形抗力升高,繼續變形越來越困難,特別是對於高硬化速率金屬的多道次成形更是如此。

以上資訊由鍛件加工、鍛造加工廠家——大冶華威蒐集整理

熱變形:再結晶溫度以上的塑性變形。熱變形時加工硬化與再結晶過程同時存在,而加工硬化又幾乎同時被再結晶消除。

由於熱變形是在高溫下進行的,金屬在加熱過程中表面易產生氧化皮,使精度和表面質量較低。自由鍛、熱模鍛、熱軋、熱擠壓等工藝都屬於熱變形加工。金屬塑性變形對組織和效能的影響 (一)變形程度的影響 塑性變形程度的大小對金屬組織和效能有較大的影響。

變形程度過小,不能起到細化晶粒提高金屬力學效能的目的;變形程度過大,不僅不會使力學效能再增高,還會出現纖維組織,增加金屬的各向異性,當超過金屬允許的變形極限時,將會出現開裂等缺陷。 對不同的塑性成形加工工藝,可用不同的參數列示其變形程度。 鍛造比y鍛:

鍛造加工工藝中,用鍛造比y鍛來表示變形程度的大小。 拔長:y鍛=s0/s(s0、s分別表示拔長前後金屬坯料的橫截面積); 鐓粗:

y鍛=h0/h(h0、h分別表示鐓粗前後金屬坯料的高度)。 碳素結構鋼的鍛造比在2~3範圍選取,合金結構鋼的鍛造比在3~4範圍選取,高合金工具鋼(例如高速鋼)組織中有大塊碳化物,需要較大鍛造比(y鍛=5~12),採用交叉鍛,才能使鋼中的碳化物分散細化。以鋼材為坯料鍛造時,因材料軋製時組織和力學效能已經得到改善,鍛造比一般取1.

1~1.3即可。 表示變形程度的技術引數:

相對彎曲半徑(r/t)、拉深係數(m)、翻邊係數(k)等。擠壓成形時則用擠壓斷面縮減率(εp)等參數列示變形程度。 (二)纖維組織的利用 纖維組織:

在金屬鑄錠組織中的不溶於金屬基體的夾雜物(如fes等),隨金屬晶粒的變形方向被拉長或壓扁呈纖維狀。當金屬再結晶時,被壓碎的晶粒恢復為等軸細晶粒,而夾雜物無再結晶能力,仍然以纖維狀保留下來,形成纖維組織。纖維組織形成後,不能用熱處理方法消除,只能通過鍛造方法使金屬在不同方向變形,才能改變纖維的方向和分佈。

纖維組織的存在對金屬的力學效能,特別是衝擊韌度有一定影響,在設計和製造零件時,應注意以下兩點: (1)零件工作時的正應力方向與纖維方向應一致,切應力方向與纖維方向垂直。 (2)纖維的分佈與零件的外形輪廓應相符合,而不被切斷。

例如,鍛造齒輪毛坯,應對棒料鐓粗加工,使其纖維呈放射狀,有利於齒輪的受力;曲軸毛坯的鍛造,應採用拔長後彎曲工序,使纖維組織沿曲軸輪廓分佈,這樣曲軸工作時不易斷裂

塑性變形對金屬的組織和效能有什麼影響

5樓:湖人總冠軍

塑性變形對組織和結構的影響:

一、形成纖維結構:晶粒在變形方向上拉長或扁平;雜質呈薄帶狀或鏈狀分佈。

二、形成變形紋理:

1、變形織構:由塑性變形引起的每一晶粒擇優取向的多晶材料的結構。

2、線(絲)織構:晶向傾向於與變形方向平行(如拉絲時形成)。

3、平面(板)織構:晶面傾向於與軋製面平行,晶向傾向於與主變形方向平行。

4、形成位錯細胞(亞結構)。

6樓:答疑老度

塑性變形對組織和結構的影響:

1,形成纖維組織:晶粒延變形方向被拉長或壓扁;雜質呈細帶狀或鏈狀分佈。

2,形成形變織構:

(1)形變織構:  多晶體材料由塑性變形導致的各晶粒呈擇優取向的組織。

(2)線(絲)織構: 某一晶向趨於與變形方向平行 (如拉拔時形成)。

(3)面(板)織構: 某晶面趨於平行於軋製面,某晶向趨於平行於主變形方向。

(4)形成位錯胞(亞結構)。

7樓:拉蘇

1、塑性變形程度的大小對金屬組織和效能有較大的影響。變形程度過小,不能起到細化晶粒提高金屬力學效能的目的;變形程度過大,不僅不會使力學效能再增高,還會出現纖維組織,增加金屬的各向異性,當超過金屬允許的變形極限時,將會出現開裂等缺陷。

2、冷加工的塑性變形,使金屬材料的晶粒內部首先產生滑移帶,隨著變形量的增大,滑移帶逐漸增多。x射線分析表明,此時晶粒逐漸被「碎化」形成許多位向略有不同(位向差不大於1度)的小晶塊,好象在原晶粒內又出現許多小晶粒,這種組織稱為亞晶粒或亞結構。

8樓:艾荔艾金屬材料

(一)變形程度的影響

塑性變形程度的大小對金屬組織和效能有較大的影響。變形程度過小,不能起到細化晶粒提高金屬力學效能的目的;變形程度過大,不僅不會使力學效能再增高,還會出現纖維組織,增加金屬的各向異性,當超過金屬允許的變形極限時,將會出現開裂等缺陷。

對不同的塑性成形加工工藝,可用不同的參數列示其變形程度。

鍛造比y鍛:鍛造加工工藝中,用鍛造比y鍛來表示變形程度的大小。

拔長:y鍛=s0/s(s0、s分別表示拔長前後金屬坯料的橫截面積);

鐓粗:y鍛=h0/h(h0、h分別表示鐓粗前後金屬坯料的高度)。

碳素結構鋼的鍛造比在2~3範圍選取,合金結構鋼的鍛造比在3~4範圍選取,高合金工具鋼(例如高速鋼)組織中有大塊碳化物,需要較大鍛造比(y鍛=5~12),採用交叉鍛,才能使鋼中的碳化物分散細化。以鋼材為坯料鍛造時,因材料軋製時組織和力學效能已經得到改善,鍛造比一般取1.1~1.

3即可。

表示變形程度的技術引數:相對彎曲半徑(r/t)、拉深係數(m)、翻邊係數(k)等。擠壓成形時則用擠壓斷面縮減率(εp)等參數列示變形程度。

(二)纖維組織的利用

纖維組織:在金屬鑄錠組織中的不溶於金屬基體的夾雜物(如fes等),隨金屬晶粒的變形方向被拉長或壓扁呈纖維狀。當金屬再結晶時,被壓碎的晶粒恢復為等軸細晶粒,而夾雜物無再結晶能力,仍然以纖維狀保留下來,形成纖維組織。

纖維組織形成後,不能用熱處理方法消除,只能通過鍛造方法使金屬在不同方向變形,才能改變纖維的方向和分佈。

纖維組織的存在對金屬的力學效能,特別是衝擊韌度有一定影響,在設計和製造零件時,應注意以下兩點:

(1)零件工作時的正應力方向與纖維方向應一致,切應力方向與纖維方向垂直。

(2)纖維的分佈與零件的外形輪廓應相符合,而不被切斷。

例如,鍛造齒輪毛坯,應對棒料鐓粗加工,使其纖維呈放射狀,有利於齒輪的受力;曲軸毛坯的鍛造,應採用拔長後彎曲工序,使纖維組織沿曲軸輪廓分佈,這樣曲軸工作時不易斷裂

(三)冷變形與熱變形

通常將塑性變形分為冷變形和熱變形。

冷變形:再結晶溫度以下的塑性變形。冷變形有加工硬化現象產生,但工件表面***。

熱變形:再結晶溫度以上的塑性變形。熱變形時加工硬化與再結晶過程同時存在,而加工硬化又幾乎同時被再結晶消除。

由於熱變形是在高溫下進行的,金屬在加熱過程中表面易產生氧化皮,使精度和表面質量較低。自由鍛、熱模鍛、熱軋、熱擠壓等工藝都屬於熱變形加工。

9樓:匿名使用者

金屬塑性變形理論應用於兩個領域:①解決金屬的強度問題,包括基礎性的研究和使用設計等;②**塑性加工,解決施加的力和變形條件間的關係,以及塑性變形後材料的性質變化等(見形變和斷裂)。

塑性變形對組織和結構的影響

1)形成纖維組織 晶粒延變形方向被拉長或壓扁; 雜質呈細帶狀或鏈狀分佈。

2) 形成形變織構 (1) 形變織構: 多晶體材料由塑性變形導致的各晶粒呈

擇優取向的組織。

(2) 線(絲)織構: 某一晶向趨於與變形方向平行。

(如拉拔時形成)

面(板)織構: 某晶面趨於平行於軋製面,某晶向趨於平

行於主變形方向。(軋製或擠壓時形成)

3) 形成位錯胞(亞結構)

金屬在大量變形之後,由於位錯的運動和互動作用,位錯不均勻分佈,使晶粒碎化成許多位向略有差異的亞晶粒。亞晶粒邊界上聚集大量位錯,而內部的位錯密度相對低得多。隨著變形量的增大,產生的亞結構也越細。

整個晶粒內部的位錯密度的提高將降低材料的耐腐蝕性。

對力學效能影響

材料在變形後,產生加工硬化,強度、硬度顯著提高,而塑性、韌性明顯下降。加工硬化的工程意義:

1加工硬化是強化材料的重要手段,尤其是對於那些不能用熱處理方法強化的金屬材料。

2加工硬化有利於金屬進行均勻變形。因為金屬已變形部分產生硬化,將使繼續的變形主要在未變形或變形較少的部分發展。

3加工硬化給金屬的繼續變形造成了困難,加速了模具的損耗,在對材料要進行較大變形量的加工中將是不希望的,在金屬的變形和加工過程中常常要進行「中間退火」以消除這種不利影響,因而增加了能耗和成本。

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