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1、.,热加工对组织性能的影响,.,一.热加工的概念,凡在金属再结晶温度以上进行的塑性变形加工,统称为热塑性变形加工或简称热塑性变形,在生产上称为热加工。冷塑性变形加工产生加工硬化的同时没有再结晶发生,而热塑性变形加工是在产生加工硬化的同时进行动态的再结晶。,.,二.热加工的特点,与其它加工方法相比,热加工所具有优点是: 1.能量消耗少,热变形时的金属变形抗力低。 2.热加工变形时,加工硬化的同时,也存在回复或再结晶的软化过程,塑性变形容易进行。塑性、韧性好,断裂的倾向性减少。金属原子活动性提高,空洞、气泡、裂纹等缺陷易于焊合。不需要像冷加工的中间退火,简化生产工序。 3.生产率提高,成本降低。
2、4.控制热加工,可改变材料的组织结构以满足一定性能要求。,.,不足之处:,1.过薄或过细的工件,散热较快,保持热加工 温度困难。一般仍采用冷加工的方法。 2.工件的表面不如冷加工的光洁,尺寸也不如 冷加工生产的精确。 3.热加工结束时,温度难于均匀一致,温度偏 高处晶粒尺寸要大一些,特别是大断面更为突 出。热加工后产品的组织、性能常常不如冷加 工的均匀。 4.热加工金属材料的强度比冷加工的低。 5.某些金属材料不宜热加工。,.,三、热加工材料的组织性能特征,金属材料经过热变形后,将引起组织、性能的变化。热加工不仅改变了材料的形状,而且于其对材料组织和微观结构的影响,也使材料性能发生改变,主要体
3、现在以下几方面:,.,1.改善铸造状态的组织缺陷 铸造态材料的某些缺陷如气孔、疏松等在热变形中焊合,部分消除偏析,将粗大的铸态柱状晶和树枝晶改造成细小、均匀的等轴晶粒,改善夹杂物或脆性相的形态与分布。其结果使材料的致密性和机械性能,特别是塑性、韧性比铸态有显著提高。,.,2热变形形成流线,出现各向异性 在热变形中,某些枝晶偏析、夹杂物、第二 相等将随组织变形而伸长,沿变形方向分布,晶粒 发生再结晶,形成新的等轴晶粒,而夹杂物等仍沿 变形方向呈纤维状分布,叫做流线。形成流线使金 属机械性能出现各向异性,沿纵向变形方向和横向 变形方向性能不同,纵向具有较高的机械性能,特 别是塑性和韧性。,.,3形
4、成带状组织 热变形后亚共析钢中的铁素体和珠光体成条带状 分布,称为带状组织。其形成有两种可能: 一种是在两相区温度范围变形,铁素体沿奥氏体 晶界析出后变形伸长,再结晶后奥氏体与铁素体变成等 轴晶粒,但其分布仍呈条带状; 另一种是热变形中枝晶偏析或夹杂物被拉长,当奥 氏体冷却时,偏析区域(如富磷贫碳区域)首先析出铁素 体且成条带状分布,随后铁素体两侧的奥氏体区再转变 成珠光体,最终呈条带状的铁素体加珠光体的混合物。 带状组织也使材料产生各向异性,其影响与流线类似。 为防止和消除带状组织,一是不在两相区变形,二 是减少夹杂元素含量,三是采用高温扩散退火,消除元 素偏析。对已出现带状组织的材料,可在单相区加热 正火处理,予以消除或改善。,.,钩中的纤维组织,.,4热变形后的组织控制 热变形材料的机械性能,在相当程度上决 定于材料的晶粒大小,细小晶粒的材料具有高的 强韧性,因此要求热变形工艺最终获得细小的晶 粒。在热变形中应控制其终止温度、最终变形量 和热变形后的冷却速度。采用低的变形终止温度、 大的最终变形量和快的冷却速度,可得到细小晶 粒,加入微量合金元素,阻碍热变形后的静态再 结晶和晶粒长大,也是细化晶粒的有效措施。,.,谢谢大家!,