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1、3 31 1 金属的塑性变形与再结晶金属的塑性变形与再结晶 3 31 11 1 金属的塑性变形金属的塑性变形 3 31 12 2 冷塑性变形对金属性能与组织的影响冷塑性变形对金属性能与组织的影响 3 31 13 3 回复与再结晶回复与再结晶 3 31 14 4 金属的热塑性变形金属的热塑性变形3 32 2 高分子资料的变形特点高分子资料的变形特点 3 32 21 1 高聚物的弹性变形高聚物的弹性变形 3 32 22 2 高聚物的粘弹性变形高聚物的粘弹性变形 3 32 23 3 线型高聚物的变形特点线型高聚物的变形特点 3 32 24 4 体型高聚物的变形特点体型高聚物的变形特点3 33 3 陶
2、瓷资料的变形陶瓷资料的变形 3 33 31 1 陶瓷资料的弹性变形陶瓷资料的弹性变形 3 33 32 2 陶瓷资料的塑性变形及蠕变陶瓷资料的塑性变形及蠕变 3 33 33 3 陶瓷资料的强度、硬度和断裂陶瓷资料的强度、硬度和断裂目录第第3 3章章 资料的变形资料的变形3.1 3.1 金属的塑性变形与再结晶金属的塑性变形与再结晶 3.1.1 金属的塑性变形 1.单晶体的塑性变形 滑移带，如图3-1所示。 图3-1 纯锌单晶体滑移变形表示图 滑移变形具有以下特点: 滑移在切应力作用下产生(图3-2)。 滑移沿原子密度最大的晶面和晶向发生。 滑移时两部分晶体的相对位移是原子间距的整数倍。 滑移的同时
3、伴随着晶体的转动。如图3-1(b)右图所示。 图 3-2 晶体在切应力作用下的变形滑移的机理滑移的机理图3-3 位错的运动图3-4 经过位错运动产生滑移的表示图 2.2.多晶体的塑性变形多晶体的塑性变形 (1)晶粒取向的影响 (2)晶界的影响 (3)晶粒大小的影响 图3-5 两个晶粒试样在拉伸时的变形 因此，普通在室温运用的构造资料都希望获得细小而均匀的晶粒。由于细晶粒不仅使资料具有较高的强度、硬度，而且也使它具有良好的塑性和韧性，即具有良好的综合力学性 能。故消费中总是尽能够地细化晶粒。 3.1.2 3.1.2 冷塑性变形对金属性能与组织的影响冷塑性变形对金属性能与组织的影响 1.1.冷塑性
4、冷塑性变形形对金属金属显微微组织的影响的影响 2.2.亚构造的构造的变化化 3.3.形形变织构的构的产生生 形形变织构有两种构有两种类型型: : 拔拔丝时构构成成的的形形变织构构称称为丝织构构，其其主主要要特特征征为各晶粒的某一晶向各晶粒的某一晶向趋于平行于拉于平行于拉 拔方向。拔方向。 轧板板时构构成成的的形形变织构构称称为板板织构构，其其主主要要特特征征为各各晶晶粒粒的的某某一一晶晶面面和和晶晶向向分分别趋 于于平平行行于于轧制面和制面和轧制方向。制方向。 4.4.塑性变形对金属性能的影响塑性变形对金属性能的影响 塑性变形后金属性能变化最显著的是力学性能。随着塑性变形的添加，金属的强度、硬
5、度提高，而塑性、韧性下降的景象称为加工硬化或形变强化。 图3-6 冷冲压表示图5.5.剩余应力剩余应力 内应力分为三类: 宏观剩余应力:是由工件不同部分的宏观变形不均引起的。 微观剩余应力:是由晶粒或亚晶粒之间的变形不均产生的。 点阵畸变:是由工件在塑性变形中构成的大量点阵缺陷(如空位、间隙原子、位错等)引起的。内应力的产生使资料变脆，耐蚀性降低。 3.1.3 回复与再结晶 1. 1.回复回复 2. 2.再再结晶晶 对于于工工业用用纯金金属属( (纯度度大大于于99.9%)99.9%)，其其再再结晶晶温温度度与熔点与熔点间的关系可按以下的关系可按以下经 验公式公式计算算: : T T再再= =
6、0.350.350.40.4T T熔熔 式中式中 T T再再金属的再金属的再结晶温度，晶温度，K; K; T T熔熔金属的熔点，金属的熔点，K K。 实践践消消费中中，为了了消消除除加加工工硬硬化化，必必需需进展展中中间退退火火。经冷冷变形形后后的的金金属属加加热到到再再结晶晶温温度度以以上上100100200200，保保温温适适当当时间，使使变形形晶晶粒粒重重新新结晶晶为均均匀匀的的等等轴晶晶粒粒，以以消消除除加加工工硬硬化化和和剩剩余余应力力的的退退火火，称称为再再结晶退火。晶退火。 3. 3.晶粒晶粒长大大 3.1.4 3.1.4 金属的热塑性变形金属的热塑性变形 1. 1.热加工与冷加
7、工的本质区别热加工与冷加工的本质区别 金金属属的的冷冷塑塑性性变变形形加加工工和和热热塑塑性性变变形形加加工工是是以以再再结结晶温度来划分的。晶温度来划分的。 凡凡在在金金属属的的再再结结晶晶温温度度以以上上进进展展的的加加工工，称称为为热热加加工，如锻造热轧等工，如锻造热轧等; ; 在在再再结结晶晶温温度度以以下下进进展展的的加加工工称称为为冷冷加加工工，如如冷冷轧轧冷拉等。冷拉等。 2. 2.热加工对金属组织和性能的影响热加工对金属组织和性能的影响 (1) (1)消除铸态金属的组织缺陷消除铸态金属的组织缺陷 (2) (2)细化晶粒细化晶粒 (3) (3)构成纤维组织构成纤维组织 (4) (
8、4)构成带状组织构成带状组织 3.2 3.2 高分子资料的变形特点高分子资料的变形特点 图3-7 橡胶的拉伸曲线3.2.1 3.2.1 高聚物的弹性变形高聚物的弹性变形 图图3-73-7是橡胶的拉伸曲线。是橡胶的拉伸曲线。 3.2.2 3.2.2 高聚物的黏弹性变形高聚物的黏弹性变形 3.2.3 3.2.3 线型高聚物的变形特点线型高聚物的变形特点 如图如图3-8(a)3-8(a)所示。所示。 图3-8 线型高聚物的应力-应变曲线 3.2.4 3.2.4 体型高聚物的变形特点体型高聚物的变形特点 图3-9 环氧树脂在室温下 单向拉伸和紧缩时的应力-应变曲线3.3 3.3 陶瓷资料的变形陶瓷资料
9、的变形 3.3.1 3.3.1 陶瓷陶瓷资料的料的弹性性变形形 资料料在在静静拉拉伸伸载荷荷下下，普普通通都都要要经过弹性性变形形、塑塑性性变形及断裂三个形及断裂三个阶段。段。 3.3.2 3.3.2 陶瓷陶瓷资料的塑性料的塑性变形及蠕形及蠕变 3.3.3 3.3.3 陶瓷陶瓷资料的料的强度、硬度和断裂度、硬度和断裂 目目前前主主要要采采用用以以下下几几种种方方法法提提高高陶陶瓷瓷资料料的的实践践强度度及改善其脆性及改善其脆性: : 制制造造颗粒粒细的的、致致密密度度高高的的、均均匀匀的的、较纯真真的的陶陶瓷瓷，以尽量减少以尽量减少组织中的各种中的各种杂质和缺陷。和缺陷。 将将陶陶瓷瓷制制成成
10、纤维，甚甚至至晶晶须，可可以以大大大大减减小小各各种种缺缺陷陷产生的几率，能使生的几率，能使强度提高度提高1 12 2个数量个数量级。 在陶瓷外表造出一个剩余在陶瓷外表造出一个剩余应力力层。思索题思索题 3-1 什么是滑移? 3-2 单晶体塑性变形的最根本方式是什么?在实践晶体中，它是经过什么来实现的? 3-3 多晶体的塑性变形比单晶体复杂，它的不同点主要表如今哪几个方面? 3-4 塑性变形对金属性能的影响有哪些? 3-5 什么是加工硬化?它在消费中有何利弊?如何消除加工硬化? 3-6 简述加热温度对冷塑性变形金属的组织和性能的影响。 3-7 实践消费中，金属的再结晶温度是如何确定的? 3-8 热加工与冷加工的本质区别是什么?它对金属的组织和性能有何影响? 3-9 简述高聚物的变形特点。 3-10简述陶瓷的变形特点。目录
