金属塑性变形与热塑性加工
2-2 金属热态下的塑性变形
图2-25冷变形金属加热时组织和性能的变化
金属塑性成形原理
3．静态回复机理
原子只在晶内作短程扩散，使点缺陷和位错发生运动，改变了晶体缺陷的 数量和分布状态。
金属的强度、硬度有所下降，塑性、韧性有所提高；但显微组织没有发生 明显的变化。
低温回复（0.1～0.3Tm）时，回复的主要机理是点缺陷运动和互相结合，使 点缺陷的浓度下降。
金属塑性成形原理
一、热塑性变形时金属的软化过程
热塑性变形时金属的软化过程比较复杂，它与变形温度、应变速率、变形 程度和金属本身的性质有关，主要有静态回复、静态再结晶、动态回复、动态 再结晶和亚动态再结晶等。
动态回复与动态再结晶：一般将热变形过程中，在应力状态作用下所发生 的回复与再结晶过程称为动态回复与动态再结晶。
金属塑性成形原理
综合上述可知，在整个回复阶段： ✓点缺陷减少，位错密度有所下降，位错分布形态经过重新调整和组合而处 于低能态； ✓位错发团变薄、网络更清晰，亚晶增大；但晶粒形状没有发生变化； ✓整个金属的晶格畸变程度和内应力大为减小，其性能也发生相应的变化。 ✓金属的物理性能有较大恢复，如密度增加、电阻率下降，而力学性能没有 明显变化。
金属塑性成形原理
2）性能变化
回复阶段：强度、硬度略有下降，塑性略 有提高。内应力明显下降。
再结晶阶段：强度、硬度明显下降，塑性 明显提高。内应力可完全消除。
晶粒长大阶段：强度、硬度继续下降，塑 性继续提高，粗化严重时下降。
电阻在回复阶段可明显下降， 密度在回复阶段可明显增加。
根本原因：缺陷密度降低
中温回复（0.3～0.5Tm）时，除了点缺陷的运动，还出现位错发团（晶体位 错的高密度区出现的位错线纷乱纠缠的现象）内部位错重新组合和调整、位错运 动和异号位错互毁，导致位错发团厚度变薄，位错网络清晰，晶界位错密度下降， 亚晶缓慢长大。
第三篇 金属的塑性加工概论
§1-3 金属的可锻性
概念：
金属材料通过塑性加工获得优质零件的难易程度。
衡量指标 塑性
变形抗力
目标 塑性大 变形抗力小
影响可锻性的因素
金属本身 加工条件
1 金属本身
化学成分
纯金属可锻性好 合金差
钢的可锻性随碳和合金元素的质量分数的增加 而变差。
组织状态
纯金属和固溶体可锻性好 金属碳化物差 细晶粒好
2）预锻：使坯料接近锻件的形状、尺寸。
使锻坯最终成形前获得接近终锻 形状的模膛。 预锻模膛无飞边槽，斜度、圆角大。
第一章 金属的塑性变形
金属塑性变形的实质 塑性变形对金属组织和性能的影响
金属的可锻性
金属材料经塑性加工之后： 内部组织发生很大变化； 性能也得到改善与提高。
知识点： 1、塑性变形及其实质。 2、“弹复”现象的应用。 3、加工硬化现象（冷、热）及热效应现象。 4、再结晶。 5、纤维组织。 6、可锻性。
模锻
使加热后的金属在模膛内受压变形 以获得所需锻件的方法。
应用： 大批量生产中小锻件。
＜150Kg， 如曲轴、连杆、齿轮。 原因：受吨位限制、成本高。
设备：锤上模锻、 曲柄压力机上
模锻、摩擦螺旋压力机上模锻、胎 模锻。
第二章 锻造
§2-1 锻造方法 模锻特点
● 锻件的尺寸精度和表面质量高； ● 可锻造形状较复杂的零件； ● 生产率高； ● 材料利用率高； ● 模具成本高、设备昂贵； ● 锻件重量小。
自由锻
第二章 锻造
§2-1 锻造方法
自由锻工序
基本工序
使金属产生一定程 度的塑性变形，以 达到所需形状及尺 寸的工艺过程，完 成锻件的基本工艺 过程。
辅助工序 精整工序
金属的塑性变形、纤维组织及其对金属性能的影响
金属的塑性变形、纤维组织及其对金属性能的影响一、金属的塑性变形金属受力时，其原子的相对位置发生改变，宏观上表现为形状、尺寸的变化，此种现象称为变形。
金属变形按其性质分为弹性变形和塑性变形。
当受力不大时，去除外力后原子立即恢复到原来的平衡位置，变形立即消失，这种变形称为弹性变形。
当应力超过一定值时（≥бs），金属在弹性变形的同时还会产生塑性变形。
1、单晶体的塑性变形单晶体的塑性变形，主要是以滑移的方式进行的，即晶体的一部分沿着一定的晶面和晶向相对于另一部分发生滑动，滑动后原子处于新的稳定位置，不再回到原来位置。
研究表明，滑移总是优先沿晶体中一定的晶面和晶向发生，晶体中能够发生滑移的晶面和晶向称为滑移面和滑移方向。
滑移面和滑移方向越多，金属的塑性越好。
晶体的滑移是借助于位错的移动来实现的。
大量的位错移出晶体表面，就产生了宏观的塑性变形。
2、多晶体的塑性变形常用金属材料都是多晶体。
每个晶粒内的塑性变形主要仍以滑移方式进行。
但多晶体中各相邻晶粒的位向不同，各晶粒之间有一晶界相连接，因此，具有下列特点：（1）晶粒位向的影响由于多晶体中各个晶粒的位向不同，在外力作用下，有的晶粒处于有利于滑移的位置，有的晶粒处于不利位置。
产生滑移的晶粒必然会受到周围位向不同晶粒的阻碍，使滑移阻力增加，从而提高了塑性变形的抗力。
所以多晶体的塑性变形是逐步扩展和不均匀的，其结果之一便是产生内应力。
（2）晶界的作用晶界对塑性变形有较大的阻碍作用。
试样在晶界附近不易发生变形，出现所谓“竹节”现象。
这是因为晶界处原子排列比较紊乱，阻碍位错的移动，因而阻碍了滑移的缘故。
很显然，晶界越多，多晶体的塑性变形抗力越大。
（3）晶粒大小的影响在一定体积的晶体内晶粒数目越多，晶粒越细，晶界越多，不同位向的晶粒也越多。
因而塑性变形抗力也就越大，表现出较好的塑性和韧性。
故生产中都尽一切努力细化晶粒。
二、金属的冷塑性变形对性能的影响冷塑性变形对金属性能的主要影响是造成加工硬化，即随着变形度的增加，金属强度、硬度提高，而塑性、韧性下降的现象。
金属的塑性加工
金属的塑性加工2.1塑性变形和回复、再结晶对金属材料组织和性能的影响一、金属材料的塑性变形1、单晶体的塑性变形——滑移和孪生（1）滑移：在外加切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿一定晶面（滑移面）的一定方向（滑移方向）发生相对的滑动如拉伸时，滑移面上的外力P分解为正应力σ和切应力τ。
正应力作用使晶格发生弹性伸长；σ↓伸长量↓，σ→O，变形恢复；σ↑伸长量↑，σ＞原子间结合力时，拉断。
正应力σ只能使晶体产生弹性变形和断裂，不能使晶体产生塑性变形。
切应力作用使晶格发生弹性歪扭；τ＜τc（临界切应力），τ↓变形量↓，τ→O，变形恢复；τ＞τc，发生滑移，产生永久塑性变形。
a.滑移与位错·滑移的实现→借助于位错运动。
（刚性滑移模型计算出的临界切应力值＞＞实测值）位错密度→滑移→塑性变形·位错在外加切应力的作用下移动至晶体表面→一个原子间距的滑移台阶→塑性变形·滑移线（晶体表面的滑移台阶）→滑移带（大量滑移线）·滑移系（滑移面和该面上的一个滑移方向），滑移系数目↑，材料塑性↑；滑移方向↑，材料塑性↑。
如FCC和BCC的滑移系为12个，HCP为3个，FCC的滑移方向多于BCC，金属塑性如Cu（FCC）＞Fe（BCC）＞Zn（HCP）。
b.滑移时晶体的转动①外力错动→力偶使滑移面转动→滑移面∥拉伸轴。
②以滑移面的法线为转轴的转动→滑移方向∥最大切应力方向。
⑵孪生晶体的一切分相对于另一部分沿一定晶面（孪生面）和晶向（孪生方向）发生切变。
→金属晶体中变形部分与未变形部分在孪生面两侧形成镜面对称关系。
→发生孪生的部分（切变部分）称为孪生带或孪晶。
孪生带的晶格位向发生变化，发生孪生时各原子移动的距离是不相等的。
⑶滑移和孪生：1.滑移和孪生均在切应力作用下，沿一定晶面的一定晶向进行，产生塑性变形。
2.孪生借助于切变进行，所需切应力大，速度快，在滑移较难进行时发生FCC金属一般不发生孪生，少数在极低温度下发生。
第5章 金属的塑性变形
塑性变形及随后的加热，对金属材料组织和性能有 显著的影响。了解塑性变形的本质、塑性变形及加 热时组织的变化，有助于发挥金属的性能潜力，正 确确定加工工艺
单晶体的塑性变形 多晶体的塑性变形 变形后金属的回复与再结晶 金属的热塑性变形
1
第一节 单晶体的塑性变形 一、单晶体纯金属的塑性变形
T再与ε的关系
如Fe：T再=(1538+273)×0.4–273=451℃
39
2）、金属的纯度 金属中的微量杂质或合金元素，尤其高熔点元素， 起阻碍扩散和晶界迁移作用，使再结晶温度显著 提高。
40
3）、再结晶加热速度和加热时间 提高加热速度会使再结晶推迟到较高温度发生；
延长加热时间，使原子扩散充分，再结晶温度降低。
3、产生织构：金属中的晶粒的取向一般是无规则的随机排列，尽管每个 晶粒是各向异性的，宏观性能表现出各向同性。当金属经受大量(70% 以上)的一定方向的变形之后,由于晶粒的转动造成晶粒取向趋于一致， 形成了“择优取向”，即某一晶面 （晶向）在某个方向出现的几率明 显高于其他方向。金属大变形后形成的这种有序化结构叫做变形织构， 它使金属材料表现出明显的各向异性。 24
在应力低于弹性极限σ e时， 材料发生的变形为弹性变形； 应力在σ e到σ b之间将发生的变 形为均匀塑性变形；在σ b之后 将发生颈缩；在K点发生断裂。
s e
弹性变形的实质是：在应力的作用下，材料内部的原子偏离了平衡位 置，但未超过其原子间的结合力。晶格发生了伸长(缩短)或歪扭。 原子的相邻关系未发生改变，故外力去除后，原子间结合力便可 2 以使变形的塑性：fcc＞bcc＞chp
8
哪个滑移系先滑移？
当作用于滑移面上滑移方向的切应力分量c（分切应力）大于等于一定的 临界值（临界切应力，决定于原子间结合力），才可进行。
第六章 金属和合金的塑性变形
第六章 金属和合金的塑性变形和再结晶金属材料（包括纯金属和合金）在外力的作用下引起的形状和尺寸的改变称为变形。
去除外力，能够消失的变形，称弹性变形；永远残留的变形，称塑性变形。
工业生产上正是利用塑性变形对金属材料进行加工成型的，如锻造、轧制、拉拔、挤压、冲压等。
塑性变形不仅能改变工件的形状和尺寸，还会引起材料内部组织和结构的变化，从而使其性能发生变化。
以再结晶温度为界，金属材料的塑性变形大致可分为两类：冷塑性变形和热塑性变形，在生产上，通常称为冷加工和热加工。
经冷塑性变形的金属材料有储存能，自由能高，组织不稳定。
若升高温度，使原子获得足够的扩散能力，则变形组织会恢复到变形前的状态，这个恢复过程包括：回复、再结晶和晶粒长大三个阶段。
从金属材料的生产流程来看，一般是先进行热加工，然后才进行冷加工和再结晶退火。
但为了学习的方便，本章先讨论冷加工，再讨论再结晶和热加工。
§6.1 金属材料的变形特性一、 应力—应变曲线金属在外力作用下，一般可分为弹性变形、塑性变形、断裂三个阶段。
图6.1是低碳钢拉伸时的应力—应变曲线，这里的应力和应变可表示为：000,L L L L L A F ∆=-==εσ 公式中F 是拉力，00,L A 分别是试样的原始横截面积和原始长度。
从图中可以得到三个强度指标：弹性极限e σ，屈服强度s σ，抗拉强度b σ。
当拉应力小于弹性极限e σ时，金属只发生弹性变形，当拉应力大于弹性极限e σ，而小于屈服强度s σ时，金属除发生弹性变形外，还发生塑性变形，当拉应力大于抗拉强度b σ时，金属断裂。
理论上，弹性变形的终结就是塑性变形的开始，弹性极限和屈服强度应重合为一点，但由于它们不容易精确测定，所以在工程上规定：将残余应变量为0.005%时的应力值作为弹性极限，记为005.0σ，而将残余应变量为0.2%时的应力值作为条件屈服极限，记为2.0σ。
s σ和2.0σ都表示金属产生明显塑性变形时的应力。
金属工艺学热加工工艺基础
金属工艺学热加工工艺基础引言热加工是指将金属材料在高温条件下进行加工和塑性变形的工艺。
它是金属工艺学中最常用的一种加工方法。
本文将介绍金属工艺学热加工的基础知识和常见工艺，包括热加工的定义、分类、应用领域以及热加工工艺的基本原理和过程。
热加工的定义和分类热加工是指将金属材料在高温条件下进行加工和塑性变形的工艺，通过加热金属材料，使其达到高温状态下的可塑性，从而改变其形状和性能。
热加工可以分为以下几个分类：1.锻造：将金属材料加热至塑性变形温度，在模具的作用下施加压力，使金属材料发生塑性变形，得到所需形状的工艺方法。
2.热轧：将金属坯料加热至塑性变形温度，通过连续轧制的工艺，将金属坯料压制成所需的薄板、条材等形状的工艺方法。
3.热挤压：将金属材料加热至塑性变形温度，在模具作用下施加压力，使金属材料发生塑性变形，得到所需形状的工艺方法。
4.热拉伸：将金属材料加热至塑性变形温度，在拉伸力作用下使其发生塑性变形的工艺方法。
热加工的应用领域热加工在许多领域都有广泛的应用，包括以下几个方面：1.金属制造业：热加工是制造金属制品的主要方法之一，应用于汽车、船舶、机械设备等各个领域。
2.建筑业：热加工在建筑业中主要应用于金属结构件的制造和加工，如桥梁、厂房等。
3.能源行业：热加工在能源行业中用于制造燃烧设备、锅炉等。
4.航空航天业：热加工在航天航空行业中用于制造航空发动机、航天器件等。
热加工工艺的基本原理和过程热加工工艺的基本原理是将金属材料加热至塑性变形温度，使其处于可塑性状态，通过施加力或形变方式，使金属材料发生塑性变形，从而获得所需形状和性能的工艺方法。
热加工工艺的基本过程包括以下几个步骤：1.加热：将金属材料加热至塑性变形温度，通常使用火焰加热、电阻加热等方法。
2.塑性变形：在加热状态下，施加力或形变方式使金属材料发生塑性变形，通常使用压力、拉伸等方法。
3.冷却：经过塑性变形后，将金属材料冷却至室温，使其保持所需形状和性能。
金属材料与热处理 模块三 课题三金属材料的热加工和冷加工
金属的塑性变形与再结晶
（2）热加工能打碎铸态金属中的粗大树枝晶和柱状晶，并通过再结晶获得等轴细晶粒， 而使金属的机械性能全面提高。图3-14所示为金属在热轧时变形和再结晶的示意图。但这 与热加工的变形量和加工终了温度关系很大，一般来说，变形量应大些，加工终了温度不 能太高。
金属的塑性变形与再结晶
料的强度和硬度升高，塑性和韧性下降，即产生加工硬化的现象。加工硬化具有极重要的
延 伸率 % 冲击韧度/J cm -2
HB 强度极 限/MPa
实际意义。
360 320 280 240 200 160 120
80 40
0
强度极 限 布 氏硬度
220
700 600 500
冲击韧度
延 伸率 %
180 160 140 120
金属的塑性变形与再结晶
3 金属材料的热加工和冷加工
金属的塑性变形与再结晶
案例导入
在生产和生活中，铁匠师傅常常要“趁热打铁”，如图3-13所示。锻打过程中，如果 温度下降需要重新加热后才能继续。用圆钢棒制作齿轮时，将圆钢棒热镦成齿坯再加工 成齿轮比用圆钢棒作齿坯再加工成齿轮更合理。请问这是为什么呢？
金属的塑性变形与再结晶
案例分析
“趁热打铁”是铁匠师傅在打铁时，要趁热将钢材进行变形加工，当温度下降后要继续 加热后才能继续加工。只有达到一定温度后才能进行后续的“打铁”，否则继续锻打可能 使工件断裂，而且变形阻力增大难以进行后续加工，这一过程属于金属的热塑性变形加工。
金属塑性变形的加工方法有热加工和冷加工两种。热加工和冷加工不是根据变形时是否 加热来区分，而是根据变形时的温度处于再结晶温度以上还是以下来划分的。
金属的塑性变形与再结晶
必备知识 一、
热加工的名词解释
热加工的名词解释热加工是指利用高温或热能对材料进行塑性变形、熔化、焊接等处理的工艺过程。
在工业生产中，热加工是非常重要的一种加工方式，它广泛应用于金属、非金属和纤维材料的加工与制造过程中。
本文将对热加工的几个关键名词进行解释。
1. 热塑性变形热塑性变形是在高温下对金属或合金进行塑性变形的一种加工方法。
在此过程中，金属或合金的强度和硬度降低，从而使其易于塑性变形。
通过热塑性变形，可以改变金属的形状、尺寸和结构，从而得到所需的产品。
常见的热塑性变形方法包括热轧、热挤压和热拉伸等。
2. 热熔化热熔化是将材料加热至熔点以上的温度，使其由固态转变为液态的过程。
热熔化广泛应用于金属和塑料等材料的加工中。
通过熔化，材料的流动性得到提高，使其可以被注塑、浇铸、挤出等方式加工成各种形状的制品。
热熔化还广泛应用于熔融焊接等工艺中，使得材料可以在高温下实现牢固的连接。
3. 热处理热处理是通过加热和冷却的方式改变材料的结构和性能的一种工艺。
通过热处理，可以改善材料的强度、硬度和耐热性等性能。
常见的热处理方法包括退火、正火、淬火、回火等。
退火可以消除内部应力，提高材料的塑性和韧性；淬火可以提高材料的硬度和强度，但也会增加脆性；回火可以减轻淬火产生的脆性，并保留一定的强度。
4. 热烧结热烧结是一种将粉末通过高温加热至接近熔点，使其颗粒之间结合成块状形成制品的工艺。
热烧结适用于金属、陶瓷和复合材料等材料的制备。
通过热烧结，粉末中的颗粒在高温下发生扩散，相互结合形成致密的结构，从而获得高强度和高密度的制品。
热烧结还可以使材料的孔隙率降低，提高其耐磨性和耐腐蚀性。
5. 热喷涂热喷涂是一种将材料以粉末或线材的形式喷射到基体表面上的加工方法。
热喷涂适用于金属、陶瓷、聚合物和复合材料等材料的涂覆。
通过加热喷涂材料，使其熔化或半熔化，并迅速冷却在基体表面形成涂层。
通过热喷涂，可以改善基体材料的抗磨损、耐高温、耐腐蚀等性能，也可修复和增强材料的表面。
在金属学中冷变形加工和热变形加工的界线_概述及解释说明
在金属学中冷变形加工和热变形加工的界线概述及解释说明1. 引言1.1 概述在金属学中，冷变形加工和热变形加工是两种常用的金属加工方法。
它们通过不同的温度条件来实现材料的塑性变形，从而改善材料的力学性能和工艺性能。
冷变形加工通常在低温状态下进行，具有高强度、高硬度和较低韧性的特点；而热变形加工则在高温状态下进行，可以提高材料的延展性和韧性。
1.2 文章结构本文将首先概述冷变形加工和热变形加工的界线问题，包括它们各自的定义、特点以及区别与联系。
随后，将详细介绍冷变形加工和热变形加工的要点：原理和机制、常见试验方法及其应用以及在金属学中的具体应用领域。
最后，总结文章并指出冷变形与热变形之间存在模糊性以及影响其界限划分的要素，并提出进一步研究方向。
1.3 目的本文旨在深入探讨冷变形加工和热变形加工在金属学中的界线问题，并阐明两种加工方法的原理、特点以及应用领域。
通过对冷变形和热变形的比较与分析，希望能够增加读者对这两种加工方式的理解，为金属学领域的相关研究和应用提供一定的参考依据。
2. 冷变形加工和热变形加工的界线概述2.1 冷变形加工的定义和特点冷变形加工是指在室温下对金属材料进行塑性变形的一种加工方法。
其特点主要包括以下几个方面：首先，冷变形加工不需要进行热处理，可以直接从室温状态开始操作，因此能够节约能源和成本。
其次，冷变形加工过程中，由于材料的高冷硬性，使得其塑性减小。
这使得冷变形加工更适用于需要提高材料强度、改善材料表面质量以及精确尺寸控制的应用领域。
另外，在冷变形加工中，所需设备相对简单，并且生产效率高、安全可靠。
2.2 热变形加工的定义和特点热变形加工是将金属材料在高温条件下进行塑性变形的一种方法。
其特点主要包括以下几个方面：首先，在热变形过程中，由于高温作用下材料内部晶粒与晶格发生重新排列和扩散运动，导致材料塑性增大。
因此，在热变形加工中，材料具有较好的塑性和可变形性。
其次，热变形加工能够降低材料的硬度和强度，并改善材料的韧性和延展性。
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金属的塑性变形
压力加工方法示意图
第一节
金属的塑性变形
一.单晶体的塑性变形
单晶体的塑性变形的基本方式有两种：滑移和孪生。
1.滑移
滑移是晶体在切应力的作用下,晶体的一部分沿一定的晶面上的一定
方向相对于另一部分发生滑动。
第一节
滑移特点：
金属的塑性变形
一.单晶体的塑性变形
①滑移只能在切应力作用下才会发生,不同金属产生滑移的最小切应力(称 滑移临界切应力)大小不同。
变形金属加热时组织和性能变化示意图
第二节 变形金属在加热时组织和性能的变化
一.回复
变形后的金属在较低温度进行加热，会发生回复过程。
T回复=(0.25～0.3)T熔点 工业上常利用回复过程对变形金属进行去应力退火、以降低残余内应 力，保留加工硬化效果。
第二节 变形金属在加热时组织和性能的变化
二.再结晶
热变形
自由锻、模锻、热 轧、热挤压
1.再结晶过程及其对金属组织、性能的影响
变形后的金属在较高温度加热时，由于原子扩散能力增大，被拉长 （或压扁）、破碎的晶粒通过重新生核、长大变成新的均匀、细小的等 轴晶。这个过程称为再结晶。 ①变形金属进行再结晶后，金属的强度和硬度明显降低，而塑性和韧性 大大提高，加工硬化现象被消除。 ②内应力全部消失，物理、化学性能基本上恢复到变形以前的水平。 ③再结晶生成的新的晶粒的晶格类型与变形前、变形后的晶格类型均一
变形前后晶粒形状变化示意图
第一节
金属的塑性变形
三.塑性变形对金属组织和性能的影响
1.塑性变形对金属组织结构的影响
①金属发生塑性变形后,晶粒发生变
形,沿形变方向被拉长或压扁。当变
形量很大时,晶粒变成细条状(拉伸时), 金属中的夹杂物也被拉长,形成纤维
组织。
②亚结构形成 ③形变织构产生
金属经变形后的亚结构
求工件流线分布合理。
第三节
பைடு நூலகம்
金属的热加工
二.金属的冷加工及其对组织、性能的影响
冷加工—在金属的再结晶温度以下的塑性变形加工。 塑性变形对金属组织和性能的影响
变形类型 工艺方法 组织变化 性能变化
冷变形
晶粒沿变形方向伸长，形成冷加工 趋于各向异性；强度 冷轧、拉拔、冷挤 纤维组织；晶粒破碎，形成亚结构； 提高，塑性下降，造 压、冷冲压、冷镦 位错密度增加 ；晶粒位向趋于一致， 成加工硬化。 形成形变织构。 焊合铸造组织中存在的气孔，缩松 等缺陷 ；击碎铸造柱状晶粒、粗大 枝晶及碳化物，偏析减少，晶粒细 化 夹杂物沿变形方向伸长，形成流 线组织，缓慢冷却可形成带状组织 力学性能提高；密度 提高；趋于各向异性， 沿流线方向力学性能 提高
工程上使用的金属绝大部分是多晶体。
1.多晶体中,由于晶界上原子排列不很规则,阻碍位错的运动,使变形抗 力增大。金属晶粒越细，晶界越多，变形抗力越大，金属的强度就越大。
2.多晶体中每个晶粒位向不一致。
多晶体的塑性变形
第一节
金属的塑性变形
三.塑性变形对金属组织和性能的影响
1.塑性变形对金属组织结构的影响
增多，金属内部会产生残余内应力。
第一节
金属的塑性变形
三.塑性变形对金属组织和性能的影响
2.塑性变形对金属性能的影响
因形变织构造成深冲制品的制耳示意图
第二节 变形金属在加热时组织和性能的变化
金属经塑性变形后，组织结
构和性能发生很大的变化。如
果对变形后的金属进行加热， 金属的组织结构和性能又会发 生变化。随着加热温度的提高， 变形金属将相继发生回复、再 结晶和晶粒长大过程。
热加工—在金属的再结晶温度以上的塑性变形加工
热加工对金属的组织和性能的影响: ①热加工能使铸态金属中的气孔、疏松、微裂纹焊合，提高金属的致密度；
减轻甚至消除树枝晶偏析和改善夹杂物、第二相的分布等；明显提高金属的
机械性能，特别是韧性和塑性。
第三节 金属的热加工
一.金属的热加工及其对组织、性能的影响
热加工对金属的组织和性能的影响:
②滑移是晶体内部位错在切应力作用下运动的结果。
位错运动实现滑移示意图
第一节
滑移特点：
金属的塑性变形
一.单晶体的塑性变形
③由于位错每移出晶体一次即造成一个原子间距的变形量,因此晶体发生
的总变形量一定是这个方向上的原子间距的整数倍。
④滑移总是沿着晶体中原子密度最大的晶面(密排面)和其上密度最大的晶 向(密排方向)进行, 滑移面为该晶体的密排面，滑移方向为该面上的密排
样。
第二节 变形金属在加热时组织和性能的变化
二.再结晶
2.再结晶温度
变形后的金属发生再结晶的温度是一个温度范围，并非某一恒定温度。一 般所说的再结晶温度指的是最低再结晶温度(T再),通常用经大变形量(70%以 上)的冷塑性变形的金属,经一小时加热后能完全再结晶的最低温度来表示。 最低再结晶温度与该金属的熔点有如下关系： T再=(0.35～0.4)T熔点 式中的温度单位为绝对温度(K)
方向。一个滑移面与其上的一个滑移方向组成一个滑移系。
第一节
金属的塑性变形
一.单晶体的塑性变形
单晶体的塑性变形的基本方式有两种： 滑移和孪生。
2.孪生
在切应力作用下晶体的一部分相对于另一 部分沿一定晶面(孪生面)和晶向(孪生方向) 发生切变的变形过程称孪生。
孪生过程示意图
第一节
金属的塑性变形
二.多晶体的塑性变形
热温度和预先变形度。 ①加热温度加热温度越高, 原子扩散能力越强, 则晶界越易迁移, 晶粒长大也 越快 ②预先变形度
第三节 金属的热加工
金属塑性变形的加工方法有热加工和冷加工两种。热加工和冷加工不是根
据变形时是否加热来区分，而是根据变形时的温度处于再结晶温度以上还是
以下来划分的。
一.金属的热加工及其对组织、性能的影响
②热加工能打碎铸态金属中的粗大树枝晶和柱状晶，并通过再结晶获得等轴 细晶粒，而使金属的机械性能全面提高。 ③热加工能使金属中残存的枝晶偏析、可变形夹杂物和第二相沿金属流动方 向被拉长，形成纤维组织(或称“流线”)，使金属的机械性能特别是塑性和
韧性具有显的方向性，纵向上的性能显著大于横向上的。因此热加工时应力
第一节
金属的塑性变形
三.塑性变形对金属组织和性能的影响
2.塑性变形对金属性能的影响
①金属发生塑性变形,随变形度的增大,金属的强度和硬度显著提高,塑性和韧
性明显下降。这种现象称为加工硬化,也叫形变强化。 ②由于纤维组织和形变织构的形成,使金属的性能产生各向异性。 ③塑性变形可影响金属的物理、化学性能。如使电阻增大,耐腐蚀性降低。 ④由于金属在发生塑性变形时,金属内部变形不均匀,位错、空位等晶体缺陷
最低再结晶温度与下列因素有关： ①预先变形度 ②金属的熔点③杂质和合金元素④加热速度和保温时间
第二节 变形金属在加热时组织和性能的变化
三.晶粒长大
再结晶完成后的晶粒是细小的,但如果继续加热,加热温度过高或保温时间 过长时,晶粒会明显长大,最后得到粗大晶粒的组织,使金属的强度、硬度、塑
性、韧性等机械性能都显著降低。影响再结晶退火后晶粒度的主要因素是加