第14讲 塑性影响因素
13.4影响塑性和变形抗力的因素
7,其它元素:主要是降低钢的塑性,提高变形抗力
合金元素对铁素体伸长率和韧性的影响
(二)组织状态对金属塑性的影响
晶格类型的影响 面心立方——12个滑移系,同一滑移面上3个滑移方向, 塑性最好,如铝,铜和镍等. 体心立方——12个滑移系,同一滑移面上2个滑移方向, 塑性较好,如钒,钨,钼等. 密排六方——3个滑移系,塑性最差,如镁,锌,钙等. 晶粒度的影响 晶粒度越小,越均匀,塑性越高.
第四节影响塑性和变形抗力的因素
一,塑性,塑性指标和塑性图 塑性:金属在外力作用下发生永久变形而不破坏其完整性的 能力. 1,塑性反映了材料产生塑性变形的能力; 2,塑性不是固定不变的,同一种材料,在不同的变形条件 下,会表现出不同的塑性. 3,影响金属塑性的因素主要有两方面: 1)内因:金属本身的晶格类型,化学成分和金相组织等; 2)外因:变形时外部条件,如变形温度和受力状况等.
A0 ,Ak
塑性指标还可以用镦粗实验和扭转试验测定. 镦粗试验(试样的高度为直径的1.5倍)中,以出现 第一条裂纹时的变形程度为塑性指标:
εc
,
H0 Hk = H0
×
100%
试样原始高度和表面出现第一条裂纹 时的高度
注:只有相同的指标才能相互比较
原始样
出现裂纹后的试样
镦粗试验
塑性图: 在不同的变形速度下,以不同温度下的各 种塑性指标( , , , ,ak等)为纵坐标, 以温度为横坐标绘制成的函数曲线.
碳钢的塑性随温度的变化曲线
(四)应变速率对塑性的影响
一方面,随变形速率的增大,金属的塑性降低:没有足 够的时间进行回复或再结晶,软化过程进行得不充分. 另一方面,随着变形速率的增加,在一定程度上使金属 的温度升高,温度效应显著,从而提高金属的塑性.但 对于有脆性转变的金属,则应变速率的增加可能引起塑 性的下降.
影响金属塑性成形的因素及条件
《材料成形技术基础》—影响金属塑性成形的因素及条件一、影响金属塑性变形的内在因素（一）化学成分纯金属的塑性成形性较合金的好。
钢的含碳量对钢的塑性成形性影响很大，对于碳质量分数小于0.15%的低碳钢，主要以铁素体为主（含珠光体量很少），其塑性较好。
随着碳质量分数的增加，钢中的珠光体量也逐渐增多，甚至出现硬而脆的网状渗碳体，使钢的塑性下降，塑性成形性也越来越差。
合金元素会形成合金碳化物，形成硬化相，使钢的塑性变形抗力增大，塑性下降，通常合金元素含量越高，钢的塑性成形性能也越差。
杂质元素磷会使钢出现冷脆性，硫使钢出现热脆性，降低钢的塑性成形性能。
（二）金属组织纯金属及单相固溶体的合金塑性成形性能较好；钢中有碳化物和多相组织时，塑性成形性能变差；具有均匀细小等轴晶粒的金属，其塑性成形性能比晶粒粗大的柱状晶粒好；网状二次渗碳体，钢的塑性将大大下降。
二、影响金属塑性变形的加工条件（一）变形温度温度升高，塑性提高，塑性成形性能得到改善。
变形温度升高到再结晶温度以上时，加工硬化不断被再结晶软化消除，金属的塑性成形性能进一步提高。
过热：加热温度过高，会使晶粒急剧长大，导致金属塑性减小，塑性成形性能下降，这种现象称为“过热”。
过烧：如果加热温度接近熔点，会使晶界氧化甚至熔化，导致金属的塑性变形能力完全消失，这种现象称为“过烧”，坯料如果过烧将报废。
（二）变形速度变形速度：单位时间内变形程度的大小。
变形速度的增大，金属在冷变形时的冷变形强化趋于严重；当变形速度很大时，热能来不及散发，会使变形金属的温度升高，这种现象称为“热效应”，它有利于金属的塑性提高，变形抗力下降，塑性变形能力变好。
图2-5所示是变形速度与塑性的关系。
问题：在锻压加工塑性较差的合金钢或大截面锻件时，都应采用较小的变形速度，若变形速度过快会出现变形不均匀，造成局部变形过大而产生裂纹。
图2-5 变形速度与塑性的关系（三）应力状态实践证明，在三向应力状态下，压应力的数目越多，则其塑性越好；拉应力的数目越多，则其塑性越差。
塑性成形原理重点问题解答
一、加工硬化加工硬化指经过塑性变形后，金属内部的组织结构和物理力学性能发生改变，其塑性、韧性下降，强度、硬度增加，继续变形的力提高的现象。
微观上，加工硬化与金属内部的位错滑移、位错交割、位错塞积、交滑移以及晶粒的破碎与变化等有关。
加工硬化的后果： 强度提高，增加设备吨位；塑性下降，降低变形程度，增加变形工序和中间退火工序；强化金属材料（不能热处理的），提高金属零件的强度，改善冷塑性加工的工艺性能。
附：金属的结构：单晶体结构（体心立方、面心立方、密排六方） 实际多晶体结构（点缺陷、线缺陷、面缺陷） 单晶体的塑性变形机构：滑移，挛生 位错理论的基本概念：位错、刃型位错、螺型位错、柏氏矢量、位错运动与增值 多晶体冷塑性变形的微观机理：晶界、晶粒位向、晶内变形、晶间变形、变形不均匀性、 变形后组织与性能的改变 有关基本内容参阅金属学及热处理 二、金属的塑性与塑性指标金属的塑性：指固体金属在外力的作用下产生永久变形而不破坏其完整性的能力。
注：塑性是一种状态、而不是一种性质 塑性的影响因素：（各因素具体的影响没详细） 内部因素：晶格类型、化学成分、晶相组织； 外部因素：变形温度、变形速度、受力状态 附：塑性指标三、金属受外力而变形，抵抗变形的力—变形抗力 变形的难易程度 单位流动应力 变形抗力的影响因素： 化学成分、组织结构、变形温度 变形速度、变形程度、应力状态四、金属的超塑性—金属材料在一定的内部条件（金属的组织状态）和外部条件（变形温度、变形速度）下变形体现出的极高的塑性，延伸率达δ＝100％～2000％。
, m ＝0.3~1.0超塑性结构超塑性（微细晶粒超塑性） 动态超塑性（相变超塑性）超塑性的影响因素：组织结构（晶粒度5 ~ 10μm ） 变形温度（0.5 ~ 0.7T m ）、变形速度（10-4 ~ 10-1 min-1） 五、塑性力学的基本假设：1.变形体连续2.变形体均质和各向同性3.变形体静力平衡4.体积力和体积变形不计 六、主应力、应力状态特征方程（在课本上） 1、应力特征方程的解是唯一的；2、对于给定的应力状态，应力不变量也具有唯一性；3、应力第一不变量J1反映变形体体积变形的大小，与塑性变形无关；J3也与塑性变形无关；J2与塑性变00100%h l l l δ-=⨯ 延伸率−00100%hA A A φ-−=⨯断缩面收率 00100%h C H H H ε-−=⨯压缩变形程度()()()()()()()()22222222222212322311616x y y z z x xy yz zx x y y z z x xy yz zx J σσσσσστττσσσσσστττσσσσσσ⎡⎤''''''=-++-++⎣⎦⎡⎤=-+-+-+++⎢⎥⎣⎦⎡⎤=-+-+-⎣'⎦10x y z J σσσ'''+'=+=形有关；4、应力不变量不随坐标而改变，是确定点的应力状态异同的判据。
塑性影响因素
金属塑性及其影响因素从生产工艺角度出发，总是希望变形金属具有高的塑性，随着科学技术的发展，有越来越多的低塑性、高强度材料需要进行塑性成型，以适应生产的需要。
塑性是材料力学性能中的一项重要指标，测定某一材料合不合格，对其塑性有严格的标准规定。
人们往往只认识到材料力学性能中强度这一项，而对塑性没有足够的重视。
然而在生产实际中，从各种机械零件到巨大的船舶、桥梁、容器等在使用过程中都有不少因塑性不够而发生脆断的例子。
因此研究如何提高金属塑性的问题无疑具有重要意义。
1金属塑性和塑性指标所谓塑性，是指固体材料在外力作用下发生永久变形，而不破坏其完整性的能力。
为了衡量金属塑性的高低，需要有一种数量上的指标，称为塑性指标。
塑性指标是以材料开始破坏时的塑性变形量来表示，它可借助于各种实验方法来测定，如拉伸、墩粗和扭转实验等。
通常情况我们用拉伸实验测定金属的塑性指标，对应于拉伸实验的塑性指标，用延伸率a表示。
a的数值由下式确定:一Lo)/Lo x100%δ=(Lk一拉伸试样原始标距间长度式中:Lk一拉伸试样破断后标距间的长度Lk对应于不同材料，对其塑性有不同的标准规定，如标准铃轧扭钢筋》(JG3046一1998)中规定冷轧扭钢筋的延伸率8应符合吕I。
)4.5%;标准伽筋混凝土用热轧光圆钢脚(GB13013一91)中规定钢筋的延伸率吕应符合吕5)25%。
因此严格测定材料的塑性对判定材料是否符合标准要求起着重要的作用，并且塑性指标对于正确拟定产品加工工艺具有重要的参考价值。
那么，什么影响着金属塑性的高低呢?影响金属塑性高低的主要因素有两方面，一方面是内因，即金属本身的化学成分、组织等;另一方面是外因，即变形时的外部条件，如变形温度、变形速度等。
下面将对这两方面因素是如何影响金属塑性的高低做具体分析。
2化学成分和组织对金属塑性的影响金属本身的化学成分和组织对塑性的影响非常明显，但也很复杂。
现以钢(碳钢和合金钢)为主要对象，分析其化学成分和组织对金属塑性的影响。
塑性力学知识点
《塑性力学及成形原理》知识点汇总第一章绪论1.塑性的基本概念2.了解塑性成形的特点第二章金属塑性变形的物理基础1.塑性和柔软性的区别和联系2.塑性指标的表示方法和测量方法3.磷、硫、氮、氢、氧等杂质元素对金属塑性的影响4.变形温度对塑性的影响；超低温脆区、蓝脆区、热脆区、高温脆区的温度范围补充扩展：1.随着变形程度的增加，金属的强度硬度增加，而塑性韧性降低的现象称为:加工硬化2.塑性指标是以材料开始破坏时的塑性变形量来表示，通过拉伸试验可以的两个塑性指标为:伸长率和断面收缩率3.影响金属塑性的因素主要有:化学成分和组织、变形温度、应变速率、应力状态（变形力学条件）4.晶粒度对于塑性的影响为:晶粒越细小，金属的塑性越好5.应力状态对于塑性的影响可描述为（静水压力越大）：主应力状态下压应力个数越多，数值越大时，金属的塑性越好6.通过试验方法绘制的塑性一一温度曲线，成为塑性图第三章金属塑性变形的力学基础第一节应力分析1.塑性力学的基本假设2.应力的概念和点的应力状态表示方法3.张量的基本性质4.应力张量的分解；应力球张量和应力偏张量的物理意义；应力偏张量与应变的关系5.主应力的概念和计算；主应力简图的画法J =O +O +O公式（3-14）应力张量不变量的计算J =-9 O +o o +O O ）+T 2 +T 2 +T 2 ...................................................... 2兀y y z z兀冲yz小J =OOO + 2T T T - （OT 2 +o T 2 +O T 2 ） 3 兀 y z xy yz zx x yz y zx z xy公式(3-15)应力状态特征方程o 3 - J o 2 - J a -J = 01 2 3(当已知一个面上的应力为主应力时，另外两个主应力可以采用简便计算公式(3-35)・・・・・・・・ 的形式计算)6 .主切应力和最大切应力的概念计算公式(3-25)最大切应力T = 1(o -o ) max 2 max min7 .等效应力的概念、特点和计算主轴坐标系中公式(3-31) o =上T 1 =上 J(o -o )2 + (o -o )2 + (o -o )2 = J3J' ：2 8弋 2 1 2 ............................. 2 3 3 1 ， 2任意坐标系中公式(3-31a) o =工《(o -o )2 + (o -o )2 + (o -o )2 + 6(T 2 +T 2 +T 2) ............................................... 2 2 * 兀 ' ' z z x xy yz. zx8 .单元体应力的标注；应力莫尔圆的基本概念、画法和微分面的标注 9 .应力平衡微分方程 第二节应变分析1 .塑性变形时的应变张量和应变偏张量的关系及其原因2 .应变张量的分解，应变球张量和应变偏张量的物理意义3 .对数应变的定义、计算和特点，对数应变与相对线应变的关系4 .主应变简图的画法5 .体积不变条件公式(3-55)用线应变0=8 +8 +8 = 0 ；用对数应变(主轴坐标系中)e +G +e = 0 xy z ..........................1 (2)36 .小应变几何方程S u1 ,S u S v.8 =—；丫 二Y =-(——+ x S x xy yx2 S y S x 公式(3-66) 8 S v =—；Y 二Y 1 ,S v S 叭 =-(—+ ——)• ••••••• yS y yz zy2 S z S yS w1 ,S w S 8 =-；Y 二Y =一(——z S z zx xz2 S x S z第三节 平面问题和轴对称问题1.平面应变状态的应力特点；纯切应力状态的应力特点、单元体及莫尔圆公式（3-86） o =o =十（o +o ） =o..................... z2213 m第四节屈服准则 1 .四种材料的真实应力应变曲线 2 .屈雷斯加屈服准则 公式（3-96） T =乙=K ・・・・・・・・ - max 2 3.米塞斯屈服准则 公式(3-101) (o —o )2 + (o —o )2 + (o —o )2 + 6(T 2 +T 2 +T 2) = 2o 2 = 6K 2.................................................. 无 y y z z 无盯 yz zxs(o —o )2 + (o —o )2 + (o —o )2 = 2o 2 = 6K 24 .两个屈服准则的相同点和差别点5 . o 1-orBo s ,表达式中的系数p 的取值范围 第五节塑性变形时应力应变关系 1 .塑性变形时应力应变关系特点 2 .应变增量的概念，增量理论 公式（3-125） d £ =o 、d 九• • •••••••IJ IJ公式（3-129） d £ =丝［o - 1（o +o ）］ ； d y =3竺T ........................ x o x 2y zxy2 o xy d £ = =[o - -(o +o)]； y o y 2 x z d yyz 人 d £「1 /d £ = =[o --(o z o z 2x+o y )l ；,3 d £dy = 一 =T zx 2o zx 3.比例加载的定义及比例加载须满足的条件 第六节塑性变形时应力应变关系 1.真实应力应变曲线的类型第四章金属塑性成形中的摩擦1.塑性成形时摩擦的特点和分类；摩擦机理有哪些？影响摩擦系数的主要因素2.两个摩擦条件的表达式3.塑性成形中对润滑剂的要求；塑性成形时常用的润滑方法第五章塑性成形件质量的定性分析1.塑性成形件中的产生裂纹的两个方面2.晶粒度的概念；影响晶粒大小的主要因素及细化晶粒的主要途径3.塑性成形件中折叠的特征第六章滑移线场理论简介1.滑移线与滑移线场的基本概念；滑移线的方向角和正、负号的确定2.平面应变应力莫尔圆中应力的计算；o = o —K sin 23公式（7-1） o =o + K sin23................ y mT = K cos 233.滑移线的主要特性；亨盖应力方程公式（7-5） o —o = ±2K3................ ma mb ab4.塑性区的应力边界条件；滑移线场的建立练习题一、应力-2 0 0 -1、绘制o ij= 0 4 -1的单元体和应力莫尔圆，并标注微分面。
塑性变形产生的影响因素
式中Y为金属的静载变形抗力,它与化学成分、温度、变形过程等有关。低碳钢的变形抗力低，高合金钢的变形抗力高；低温时变形抗力高，高温时变形抗力低； 塑性变形
再结晶和回复
经过冷变形的金属，如加热到一定温度并保持一定的时间，原子的激活能增加到足够的活动力时，便会出现新的晶核，并成长为新的晶粒，这种现象称为再结晶。经过再结晶处理后，冷变形引起的晶粒畸变以及由此引起的加工硬化、残余应力等都会完全消除。 再结晶温度 通常以经一小时保温完成再结晶的温度为金属的再结晶温度。各种金属的再结晶温度，按绝对温度(K)计大约相当于该金属熔点的40～50％。 低碳钢的再结晶温度约460℃。当变形程度较小时,在再结晶过程中，尤其是当温度偏高时，再结晶的晶粒特别粗大。因此如要晶粒细小，金属材料在再结晶处理前会有较大的变形量。 再结晶温度对金属材料的塑性加工非常重要。在再结晶温度以上进行的塑性加工和变形称为热加工和热变形；在再结晶温度以下进行的塑性加工和变形称为冷加工和冷变形。热变形时，金属材料在变形过程中不断地发生再结晶，不引起加工硬化，假如缓慢地冷却，也不出现内应力。 回复 冷变形后的金属，当加热到稍低于再结晶温度时，通过原子的扩散会减少晶体的缺陷，降低晶体的畸变能，从而减小内应力；但是不出现新的晶粒，金属仍保留加工硬化和各向异性，这就是金属的回复。这样的热处理称为去应力退火。
内应力
塑性变形在金属体内的分布是不均匀的，所以外力去除后，各部分的弹性恢复也不会完全一样，这就使金属体内各部分之间产生相互平衡的内应力，即残余应力。残余应力降低零件的尺寸稳定性，增大应力腐蚀的倾向。
塑性变形产生的影响因素
塑性变形的影响因数金属在室温下的塑性变形，对金属的组织和性能影响很大，常会出现加工硬化、内应力和各向异性等现象。
加工硬化塑性变形引起位错增殖，位错密度增加，不同方向的位错发塑性变形力学原理生交割，位错的运动受到阻碍，使金属产生加工硬化。
加工硬化能提高金属的硬度、强度和变形抗力，同时降低塑性，使以后的冷态变形困难。
内应力塑性变形在金属体内的分布是不均匀的，所以外力去除后，各部分的弹性恢复也不会完全一样，这就使金属体内各部分之间产生相互平衡的内应力，即残余应力。
残余应力降低零件的尺寸稳定性，增大应力腐蚀的倾向。
各向异性金属经冷态塑性变形后，晶粒内部出现滑移带或孪晶带。
各晶粒还沿变形方向伸长和扭曲。
当变形量很大(如70％或更大)而且是沿着一个方向时，晶粒内原子排列的位向趋向一致，同时金属内部存在的夹杂物也被沿变形方向拉长形成纤维组织，使金属产生各向异性。
沿变形方向的强度、塑性和韧性都比横向的高。
当金属在热态下变形，由于发生了再结晶，晶粒的取向会不同程度地偏离变形方向，但夹杂物拉长形成的纤维方向不变，金属仍有各向异性。
再结晶和回复经过冷变形的金属，如加热到一定温度并保持一定的时间，原子的激活能增加到足够的活动力时，便会出现新的晶核，并成长为新的晶粒，这种现象称为再结晶。
经过再结晶处理后，冷变形引起的晶粒畸变以及由此引起的加工硬化、残余应力等都会完全消除。
再结晶温度通常以经一小时保温完成再结晶的温度为金属的再结晶温度。
各种金属的再结晶温度，按绝对温度(K)计大约相当于该金属熔点的40～50％。
低碳钢的再结晶温度约460℃。
当变形程度较小时,在再结晶过程中，尤其是当温度偏高时，再结晶的晶粒特别粗大。
塑性成型原理 塑性影响因素-外部因素
影响金属塑性的外部因素通过改变应力状态提高源自属塑性包覆钢板后的塑性成型
塑性成型示意图
影响金属塑性的外部因素
静水压力对提高金属塑性的良好影响
均质流体作用于一个物体上的压力； 这是一种全方位的力，并均匀地施向物体表面的各个部位
1. 拉伸应力会促进晶间变形、加速晶界的破坏，三向压 应力使晶间变形困难
2. 三向压应力有利于愈合塑性变形中晶内、晶间的各种 损伤
无氧铜 Qsn6.5-0.4
超硬铝合金
晶粒粗大化 金属间化合物
析出物 第二相
影响金属塑性的外部因素
2.应变速率
塑性成形设 备工作速度
水压机 1-10cm/s 机械压力机 30-100cm/s 通用锻锤 500-900cm/s
✓a-b: 加工硬化>软化 热效应
应变速率对塑性影响的示意图
✓c-d: 加工硬化<软化 热效应
➢ 影响塑性的内部因素
➢影响金属塑性的外部因素
➢ 提高金属塑性的主要途径
影响金属塑性的外部因素 1．变形温度
碳钢的塑性随温度变化图
影响金属塑性的外部因素
金属塑性 增高区
1区（100-200℃ ）---原子热振动能力 2区（700-800℃ ）---回复和再结晶 3区（950-1250 ℃）---均匀一致奥氏体
3. 消除杂质、液态相或组织缺陷的不良影响 4. 减轻不均匀变形而引起的附加拉应力
有没有不足之处？
影响金属塑性的外部因素 4．应变状态（变形状态）
轧制和挤压那个更能发挥金属的塑性能力？
主应变图对金属中缺陷形态的影响
影响金属塑性的外部因素 5．不连续变形的影响（变形程度） 6．尺寸因素的影响 7．其他（介质、气氛等）
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Lesson Fourteen
Lesson Fourteen
红脆是各种化合物在晶界上的偏析所造成，如易熔 化合物(氧化物、硫化物)，易熔金属(铅、锡、锑)， 脆性化合物(碳化物、氮化物)等的偏析。 红脆断裂的性质是相同的，但机理不同。夹杂的偏 析属于扩散过程 有助于扩散的因素皆会促使红脆 析属于扩散过程，有助于扩散的因素皆会促使红脆 的产生。 易熔化合物的偏析会引起晶界熔化和使晶界的强度 下降，因此在断裂时形成光泽的熔化表面。 脆性化合物是引起难熔金属和合金红脆的原因，硬 的脆性化合物阻碍晶界滑移，使沿晶界的连续变形 遭到破坏，导致晶间断裂。
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在某些情况下，还要增加变形速度时，塑性又开始 提高。这是因为在很大的变形速度下，热效应开始 作用，使变形物体的温度升高和变形抗力下降。 当变形速度非常高时，热效应可能达到这样大的作 用，以致把金属加热到出现液相或大大降低其晶间 物质的强度。因此，在非常高的变形速度下，随着 变形速度的增加，金属的塑性急剧下降。
在冷变形温度区间 (0－ 0.2)Tm ，也出现类似温加工 时的现象。其区别是在高速变形中金属的热效应更 大些。在体心立方金属中，随着变形速度的升高， 由于滑移机构被孪生机构所代替，金属的塑性下降。 这一点与温加工变形类比只不过更强烈些。对面心 立方金属来讲，随着变形速度的升高，金属塑性下 降得稍差些。
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挤压系数 11 11~16 11~16 31
挤压速度 （毫米/秒） 150 150 150 65
金属温度 ℃ 158~195 294~315 340~350 308
Lesson Fourteen
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在脆性转变温度区间，应以低变形速度为佳。若变 形金属的冷脆点在室温附近时，低速变形可使冷脆 点向更低的方向移动。若冷脆点高于室温时，则增 加变形速度为宜。此时增加道次压下率能促使金属 的塑性升高 这是因为热效应使变形金属温度升高 的塑性升高，这是因为热效应使变形金属温度升高 的缘故。例如，在高速轧机上轧制变压器钢时，增 大压下量可使轧件温度升高到100－300℃，使钢超 越了冷脆点(在高速变形下低于100℃)。
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在温加工温度区间通常呈现形变时效现象，使金属 的变形抗力升高和塑性下降。在钢中形变时效出现 的温度为400℃左右(兰脆现象)，在难熔金属中，特 别是含过多的氧、氮和碳时，也出现形变时效现象。 金属的硬化和塑性的降低是与析出这些元素化合物 的高弥散质点有关。若因提高变形速度使弥散硬化 来不及形成时，将不出现金属塑性的下降。
中温塑性变形（温变形）
温变形温度区间的上限是开始再结晶温度。此时基 本的塑性变形机构为晶内滑移 对钢来讲 高温塑 本的塑性变形机构为晶内滑移。对钢来讲，高温塑 性变形机构如扩散机构、晶间滑动机构等特征现象， 一般出现在高于开始再结晶温度的100－200℃。增 加变形速度时会使高温变形机构的温度边界向更高 的温度方向移动。
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金属塑性变形理论
Theory of metal plastic deformation
第七章 金属的塑性
主要内容
Main Content 塑性的概念及塑性指标 影响塑性的主要因素 超塑性现象
第十四讲 Lesson Fourteen
塑性影响因素
对于某些合金，其中包括镍基的弥散强化合金，其 高塑性区 (0.7 － 0.9)Tm 的温度界限是很窄的。在此 温度区间大多数钢在各种变形速度下都有高塑性。 在红脆区(0.5－0.8) Tm，纯的细晶变态钢和合金具 有较高的塑性，并随变形速度的增加变化甚小。工 业纯的粗晶粒钢和合金呈现出红脆性，当变形速度 升高时，其塑性有所改善，并可阻止晶间裂纹的扩 展。
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虽然金属的塑性和变形温度、变形速度的关 系非常复杂，但在金属塑性加工的实际中， 当变形速度在 0.001 － 100 秒 -1 的区间时，仍 可找出 定的基本规律 如下图所示 可找出一定的基本规律。如下图所示。
变形温度分别为(a):T=(0.9～1.0)Tm、(b):T=(0.5～0.9)Tm、 (c):T=(0.2～0.5)Tm、(d):T=(0.0～0.2)Tm（Tm是金属的熔点温度）
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在＞ 0.9Tm 的温度区间，提高温度会使金属的塑性 急剧下降 (过热和过烧 ) 。对具有高变形抗力的钢和 合金来讲，提高变形速度会产生不好的效果。这是 因为由于热效应稍使变形金属的温度升高，就会促 使晶间的低熔点物质熔化，出现晶间断裂。从相应 的显微照片中可以看到沿晶界有低熔共晶体和内部 氧化(过烧)的痕迹。
(a)
(b)
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图(b)中的曲线也是某温度所特有的。 在此温度下，金属以非常小的变形速度进行变形时，在 其晶粒边界上可能有粘性流动出现，并通常会引起脆性 的晶间破坏。这就说明，在非常低的变形速度下，金属 的塑性是降低的 的塑性是降低的。 随着变形速度的升高，晶粒边界上的粘性流动消失，这 时变形抗力升高和另一种变形机理(滑移)开始作用，结 果使塑性升高。 当再继续提高变形速度时，塑性又开始下降。这是因为， 随着变形速度的增加，变形抗力升高，结果使变形抗力 达到了相应于更小的变形程度下的断裂抗力之值。
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7.2.3 变形的力学条件
应力状态是影响金属塑性的重要因素。实践证明， 当金属由单向拉应力状态过渡到三向拉应力状态时 其塑性有显著下降，在某些情况下可能发生脆性断 裂。 金属在塑性变形中所承受的应力状态对其塑性的发 挥有显著的影响，静水压力值越大，金属的塑性发 挥得越好。
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通常随着轧制温度的升高， 金属的塑性增加
原子热运动的能量增加 出现新的滑移系统 变形温度升高 非晶机构、溶解机构的参与 有利于软化过程的发展 变形过程中所产生的破坏和缺陷得到恢复
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Ⅲ区： 800-950℃。此区域的出现与相变有关。在相变时由 于铁素体和奥氏体的共存，使金属产生不均匀的变形，塑性 降低。也有人认为，此区域的出现与硫的影响有关，并称此 区域为红脆(热脆)区。 Ⅳ区：因此区域的温度过高，使金属的温度接近熔化温度， 可能产生过热或过烧的现象，使晶间强度减弱，塑性大为降 低。
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铝合金冷挤压时因热效应所增加的温度
合 金 号 L4 LD2 LY11 LY11
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变形温度－变形速度的联合作用
低温塑性变形（冷变形）
金属于室温，甚至直至开始再结晶温度 (对纯金属为 0.3— 0.4TM，对合金为＞ 对合金为 0.5TM， TM为熔点的绝对温度 ) 条件下 变形，当变形速度为 10-3 － 10-4 秒 -1时，其塑性变形机制为 滑移。对许多体心立方金属来讲，在此温度区域内存在有 脆性转变温度。降低变形温度和提高变形速度时，滑移系 统的数目减少，使滑移的作用减小，孪生变形的作用增大， 结果导致金属的塑性大为下降。六方晶格金属也有类似的 现象，但对面心立方金属来讲，甚至在更低的温度下变形 金属也不会变脆。
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7.2 影响塑性的主要因素
金属的化学成分及组织 变形的温度—速度条件 变形的力学条件 其它因素
7.2.2 变形的温度—速度条件
变形温度和变形速度皆为决定金属塑性大小 的重要因素。 变形过程中金属的硬化和软化同时存在，所 以在研究对塑性的影响时应对变形温度和变 形速度进行综合考虑。但在分析此问题时， 为突出其各自的作用，往往将此二因素加以 分别讨论。
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当变形速度升高时，会抑制“红脆”的出现。这是 因为抑制了控制晶间破坏的热活化扩散过程和减少 了晶间变形对总变形的贡献。 在低变形速度和在红脆温度区间的具有最低塑性的 温度条件下，杂质原子在应力作用下的迁移加速。 杂质沿晶界产生偏析，促使晶间断裂。
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在温加工温度区间(0.2－0.5) Tm，晶内滑移占优势。 当变形温度接近上限时，金属的塑性有明显的升高。 在绝热过程中，在变形速度非常高的情况下，变形 速度的增加使金属的塑性升高(图c)；或者在带有弥 散强化的金属中，在低速情况下，随着变形速度的 升高，金属的塑性也增加，其对变形温升敏感。
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