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1、第二章 金属塑性变形的物理基础 思考思考（1 1）冷脆、红脆、氢脆？）冷脆、红脆、氢脆？）冷脆、红脆、氢脆？）冷脆、红脆、氢脆？（2 2）影响金属塑性的因素？）影响金属塑性的因素？）影响金属塑性的因素？）影响金属塑性的因素？（3 3）提高金属塑性的途径？）提高金属塑性的途径？）提高金属塑性的途径？）提高金属塑性的途径？（4 4）静水压力对提高金属塑性的良好影响）静水压力对提高金属塑性的良好影响）静水压力对提高金属塑性的良好影响）静水压力对提高金属塑性的良好影响 2.4 影响金属塑性及变形抗力的因素影响金属塑性及变形抗力的因素1 1影响塑性的内部因素影响塑性的内部因素 影响金属塑性的外部因素提高
2、金属塑性的主要途径 影响金属塑性和变形抗力的因素影响金属塑性和变形抗力的因素2 2影响塑性的内部因素影响塑性的内部因素影响塑性的内部因素影响塑性的内部因素 1 1 1 1化学成分化学成分化学成分化学成分 （1 1）碳钢中碳和杂质元素的影响）碳钢中碳和杂质元素的影响 碳含量对碳钢力学性能的影响碳含量对碳钢力学性能的影响（退火状态）（退火状态）铁碳合金相图铁碳合金相图 3 3影响塑性的内部因素影响塑性的内部因素影响塑性的内部因素影响塑性的内部因素 P P的影响的影响: : 强度强度/ /硬度硬度 塑性塑性/ /韧性韧性 冷变形冷变形0.3%, 0.03%0.03%红脆，红脆，FeFe4 4N N4
3、 4影响塑性的内部因素影响塑性的内部因素影响塑性的内部因素影响塑性的内部因素 网状渗碳体5 5影响塑性的内部因素影响塑性的内部因素影响塑性的内部因素影响塑性的内部因素 白点6 6影响塑性的内部因素影响塑性的内部因素影响塑性的内部因素影响塑性的内部因素 氢在钢中的溶解度与温度的关系镁/铝7 7影响塑性的内部因素影响塑性的内部因素影响塑性的内部因素影响塑性的内部因素 （2 2 2 2）合金元素对塑性的影响）合金元素对塑性的影响）合金元素对塑性的影响）合金元素对塑性的影响 合金元素合金元素塑性塑性变形抗力变形抗力晶格畸变晶格畸变硬脆化合物硬脆化合物多相多相硬化倾向增大硬化倾向增大8 8影响塑性的内部
4、因素影响塑性的内部因素影响塑性的内部因素影响塑性的内部因素 合金元素对铁素体强度极限的影响合金元素对铁素体强度极限的影响合金元素对铁素体延伸率的影响合金元素对铁素体延伸率的影响9 9影响塑性的内部因素影响塑性的内部因素影响塑性的内部因素影响塑性的内部因素 2 2 2 2组织结构组织结构组织结构组织结构 （1 1 1 1）晶粒度）晶粒度）晶粒度）晶粒度 大小和均匀性大小和均匀性大小和均匀性大小和均匀性（2 2 2 2）金相组织）金相组织）金相组织）金相组织（3 3 3 3）铸造组织）铸造组织）铸造组织）铸造组织（4 4 4 4）金属的晶格结构）金属的晶格结构）金属的晶格结构）金属的晶格结构101
5、0影响塑性的内部因素影响塑性的内部因素 影响金属塑性的外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 影响金属塑性和变形抗力的因素影响金属塑性和变形抗力的因素1111影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素 1 1 1 1 变形温度变形温度变形温度变形温度碳钢的塑性随温度变化图1212影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素 区区（超低温度区）（超低温度区）-原子热振动能力、晶界脆化物脆化原子热振动能力、晶界脆化物脆化 区区（200-400 ）-氧化物、氮化物沉淀在晶界、滑移面氧化物、氮化物沉
6、淀在晶界、滑移面区区（800-950 ）-铁素体和奥氏体共存、低熔点共晶铁素体和奥氏体共存、低熔点共晶区（区（1250 ）-过热、过烧，晶粒粗大、低熔点共晶过热、过烧，晶粒粗大、低熔点共晶金属塑性金属塑性降低区降低区金属塑性金属塑性增高区增高区1区区（100-200 ）-原子热振动能力原子热振动能力2区区（700-800 ）-回复和再结晶回复和再结晶3区区（950-1250 ）-均匀一致均匀一致奥氏体奥氏体1313纯铝无氧铜几种铝合金及铜合金的塑性图 影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素 超硬铝合金14142 2 2 2应变速率应变速率应变速
7、率应变速率 影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素 应变速率对塑性影响的示意图真实应力升高回复和再结晶困难温度效应增大1515影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素 不同变形温度下变形速率对塑性影响规律不同变形温度下变形速率对塑性影响规律接近熔化区接近熔化区-变形速率剧增，则塑性降低变形速率剧增，则塑性降低 热变形区热变形区（0.5-0.9TM ）-塑性好，热脆性降低塑性好，热脆性降低温变形区温变形区（0.2-0.5 TM ）-晶内变形为主晶内变形为主冷变形区（冷变形区（0-0.2 TM ）-与
8、温变形相似与温变形相似金属塑性金属塑性变化变化1616表铝合金冷挤压时因热效应所增加的温度表铝合金冷挤压时因热效应所增加的温度合合 金金 号号挤压系数挤压系数挤压速度挤压速度（毫米（毫米/秒）秒）金属温度金属温度 L411150158195LD21116150294315LY111116150340350LY113165308影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素 17173 3 3 3应力状态应力状态应力状态应力状态 大理石和红砂石三向受压的试验结果大理石和红砂石三向受压的试验结果1 -轴向压力轴向压力；2-侧向压力侧向压力卡尔曼的试验装置卡
9、尔曼的试验装置1-压压力柱；力柱；2-试样；试样；3-试验试验腔室；腔室；4-液体注入处液体注入处影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素 1818影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的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金属塑性通过改变应力状态提高金属塑性1919影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的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金属塑性通过改变应力状态提高金属塑性2020影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素 通过改
10、变应力状态提高金属塑性通过改变应力状态提高金属塑性包覆钢板后的塑性成型包覆钢板后的塑性成型塑性成型示意图塑性成型示意图2121影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素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静水压力对提高金属塑性的良好影响静水压力对提高金属塑性的良好影响静水压力对提高金属塑性的良好影响 (1)拉伸应力会促进晶间变形、加速晶界的破坏，三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、晶间的三向压应力有利于愈合塑性变形中晶内、晶间的各种损伤各种损伤(3)消除杂质
11、、液态相或组织缺陷的不良影响消除杂质、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减轻不均匀变形而引起的附加拉应力22224 4 4 4应变状态应变状态应变状态应变状态 主应变图对金属中缺陷形态的影响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影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素 23236 6 6 6尺寸因素的影响尺寸因素的影响尺寸因素的影响尺寸因素的影响变形体体积对塑性的影响变形体体积对塑性的影响影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素影响金属塑性的外部因素 5 5 5 5不连续变形的影响不连续变形的影响不
12、连续变形的影响不连续变形的影响 7 7 7 7其他其他其他其他2424影响塑性的内部因素影响塑性的内部因素 影响金属塑性的外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提高金属塑性的主要途径 影响金属塑性和变形抗力的因素影响金属塑性和变形抗力的因素2525提高塑性的主要途径有以下几个方面：提高塑性的主要途径有以下几个方面：提高塑性的主要途径有以下几个方面：提高塑性的主要途径有以下几个方面：(1)(1)(1)(1)控制化学成分、改善组织结构，提高材料的控制化学成分、改善组织结构，提高材料的控制化学成分、改善组织结构，提高材料的控制化学成分、改善组织结构，提高材料的成分和组织的均匀性；成分
13、和组织的均匀性；成分和组织的均匀性；成分和组织的均匀性；(2)(2)(2)(2)采用合适的变形温度采用合适的变形温度采用合适的变形温度采用合适的变形温度速度制度；速度制度；速度制度；速度制度；(3)(3)(3)(3)选用三向压应力较强的变形过程；选用三向压应力较强的变形过程；选用三向压应力较强的变形过程；选用三向压应力较强的变形过程；(4)(4)(4)(4)减小变形的不均匀性，尽量造成均匀的变形减小变形的不均匀性，尽量造成均匀的变形减小变形的不均匀性，尽量造成均匀的变形减小变形的不均匀性，尽量造成均匀的变形状态；状态；状态；状态；(5)(5)(5)(5)避免加热和加工时周围介质的不良影响。避免加热和加工时周围介质的不良影响。避免加热和加工时周围介质的不良影响。避免加热和加工时周围介质的不良影响。 提高金属塑性的主要途径提高金属塑性的主要途径2626提高金属塑性的主要途径提高金属塑性的主要途径用摔子拔长示意图用摔子拔长示意图叠缎叠缎包套镦粗包套镦粗2727
