塑性加工過(guò)程的組織性能變化(編輯修改稿)
2025-05-26 05:58 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 故熱變形多作為鑄態(tài)組織 初次加工 的方法 。 熱變形 能最有效地改變金屬和合金的 鑄錠組織 ， 可以使鑄態(tài)組織發(fā)生下述有利變化 。 多道次的反復(fù)變形 來(lái)完成 。 靜水壓力分量 的作用 ， 可使錠中存在的氣泡焊合 ， 縮孔壓實(shí) ， 疏松壓密 ， 變?yōu)檩^致密的結(jié)構(gòu) 。 原子熱運(yùn)動(dòng) 能力加強(qiáng) ， 在應(yīng)力作用下 ， 借助原子的 自擴(kuò)散和互擴(kuò)散 ， 可使鑄錠中化學(xué)成分的不 均勻性相對(duì)減少 。 上述三方面綜合作用的結(jié)果 ， 可使鑄態(tài)組織改造成 變形組織 （ 或加工組織 ） ， 它比鑄錠有較高的 密度 、 均勻細(xì)小的等軸晶粒 及 比較均勻的化學(xué)成分 ， 因而 塑性和抗力 的指標(biāo)都明顯提高 。 （ 2）熱變形制品 晶粒度 的控制 在熱變形過(guò)程中，為了保證產(chǎn)品性能及使用條件對(duì)熱加工制品晶粒尺寸的要求，控制熱變形產(chǎn)品的晶粒度是很重要的。 熱變形后制品晶粒度的大小，取決于 變形程度 和變形溫度 （主要是加工 終了溫度 ）。第二類再結(jié)晶全圖，是描述 晶粒大小 與 變形程度 及 變形溫度 之間關(guān)系的。如圖 614所示。根據(jù)這種圖即可確定為了獲得均勻的組織和一定尺寸晶粒時(shí)，所需要保持的 加工終了溫度 及應(yīng)施加的 變形程度 。 0 10 20 90 80 70 60 50 40 200 300 350 400 450 500 0 20 30 90 80 70 50 40 10 60 200 250 350 400 450 500 300 300 200 100 300 200 100 0 晶粒直徑，微米 晶粒直徑，微米 變形程度， % 變形程度， % 變 形溫度，℃ 變形溫度，℃ 30 250 0 （ a ） （ b ） 圖 614 第二類再結(jié)晶全圖（ LY2） （ a）在壓力機(jī)上壓縮 （ b）在鍛錘下壓縮 （ 3）熱變形時(shí)的 纖維組織 金屬內(nèi)部所含有的 雜質(zhì) 、 第二相 和各種 缺陷 ， 在熱變形過(guò)程中 ， 將沿著最大主變形方向 被拉長(zhǎng) 、 拉細(xì) 而形成 纖維組織 或帶狀結(jié)構(gòu) 。 這些帶狀結(jié)構(gòu)是一系列平行的條紋 ， 也稱為 流線 。 纖維組織一般只能在變形時(shí)通過(guò) 不斷地改變變形的方向 來(lái)避免 ， 很難用退火的方法去消除 。 當(dāng)夾雜物 （ 或晶間夾雜層 ）數(shù)量不多時(shí) ， 可用長(zhǎng)時(shí)高溫退火的方法 ， 依靠成分的均勻化 ，和組織不均勻處的消失以去除 。 在個(gè)別情況下 ， 當(dāng)這些晶間夾雜物能溶解或凝聚時(shí) ， 纖維組織也可以被消除 。 一般將熱變形過(guò)程中 ， 在應(yīng)力狀態(tài)作用下所發(fā)生的回復(fù)與再結(jié)晶過(guò)程稱為 動(dòng)態(tài)的 ， 以區(qū)別冷變形后退火過(guò)程中 、 熱變形的各道次之間以及熱變形后在空氣中冷卻時(shí)所發(fā)生的 、 屬于 靜態(tài)的 回復(fù)與再結(jié)晶過(guò)程 。 （ a） 圖為 高層錯(cuò)能 金屬在熱軋 加工率比較小時(shí) （ 50%） ，只發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)； （ b） 圖表示 低層錯(cuò)能金屬 ， 由于熱軋變形程度小 （ 50%） ，熱軋時(shí) ， 只發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù) ， 隨后發(fā)生靜態(tài)回復(fù)和靜態(tài)再結(jié)晶； （ c） 圖表示 高層錯(cuò)能金屬 在擠壓 變形程度大 （ 99%） 時(shí) ，在擠壓中發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù) ， 出模孔后 ， 發(fā)生靜態(tài)回復(fù)和靜態(tài)再結(jié)晶； （ d） 圖表示 低層錯(cuò)能金屬 ， 在擠壓變形程度大 （ 99%） 時(shí) ，在擠壓中發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)與動(dòng)態(tài)再結(jié)晶 。 出?？缀?， 發(fā)生靜態(tài)回復(fù) 、 靜態(tài)再結(jié)晶和亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶 。 靜態(tài)再結(jié)晶 （ 1） 動(dòng)態(tài)回復(fù) 金屬在熱變形時(shí) ， 若只發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)的軟化過(guò)程 ， 其應(yīng)力 應(yīng)變曲線 ， 如圖 617a所示 。 曲線明顯地分為 三個(gè)階段 。 第一階段為 微變形階段 。 此時(shí) ， 試樣中的應(yīng)變速率從零增加到試驗(yàn)所要求的應(yīng)變速率 ， 其應(yīng)力 應(yīng)變曲線呈直線 ， 當(dāng)達(dá)到屈服應(yīng)力以后 ， 變形進(jìn)入了 第二階段 ， 加工硬化率逐漸降低 。 最后進(jìn)入第三階段 ， 為 穩(wěn)定變形階段 。 此時(shí) ， 加工硬化 被動(dòng)態(tài)回復(fù)所引起的軟化 過(guò)程所抵消 。 即由變形所引起的位錯(cuò)增加的速率與動(dòng)態(tài)回復(fù)所引起的位錯(cuò)消失的速率幾乎相等 。 達(dá)到了 動(dòng)態(tài)平衡 。 σ σS εS ε
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