【文章內(nèi)容簡介】 在塑性相中，如 球狀 P。球狀 P比片狀 P的塑性、韌性高，強(qiáng)度、硬度稍低。 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 167。 變形金屬的組織與性能 一、 金屬冷變形后的組織與性能 (一 ) 加工硬化 (形變強(qiáng)化 ) 隨著變形量增大，金屬的強(qiáng)度和硬度顯著提高而塑性和韌性明顯下降的現(xiàn)象 。 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 ◆ 實(shí)際意義 ： 。 2. 有利于金屬的均勻變形。由于已變形部分得到強(qiáng)化，繼續(xù)的變形將主要在未變形部分中進(jìn)行 3. 可保證金屬零件和構(gòu)件的工作安全性，能防止短時(shí)超載引起的突然斷裂。 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 (二 )顯微組織的變化 晶粒沿最大變形方向被壓扁或拉長。當(dāng)變形量很大時(shí)，晶粒成為細(xì)條狀， 金屬中的夾雜物也被拉長 —— CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 ◇ 纖維組織 形成 ◇ 各向異性 ：平行纖維方向 (縱向 )的拉伸強(qiáng)度和塑性明顯高于垂直纖維方向 (橫向 )；剪切強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度反之。 2. 亞結(jié)構(gòu)形成 金屬經(jīng)大量塑性變形后，位錯(cuò)的不均勻分布使晶粒分化成許多位向略有不同亞晶粒 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 3. 織構(gòu)現(xiàn)象 ◆ 形變織構(gòu)： 金屬塑性變形量很大 (70%以上 )時(shí)，各 晶粒的位向 將大體趨于一致，形成特殊的“擇優(yōu)取向” ◇絲織構(gòu) —— 各晶粒的一定晶向平行于拉拔方向。如低碳鋼經(jīng)高度冷拔后， 110平行于拔絲方向 ◇板織構(gòu) —— 各晶粒的一定晶面平行于軋制面、各晶粒的一定晶向平行于軋制方向。如低碳鋼的板織構(gòu)為 {001}〈 110〉 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 (三 )回復(fù)與再結(jié)晶 ： T回 ＝ (~)T熔 (K) ◆ 作用： 強(qiáng)度、硬度略有下降，塑性略有提高；內(nèi)應(yīng)力和電阻明顯下降；組織無明顯變化 ◆目的 ：保持硬化，消除應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，提高耐蝕性。 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 ： 最低 T再 ＝ ()T熔 (K)； 實(shí)際 再結(jié)晶退火溫度 :T再 +(100~200)K ◆ 作用： 硬化消除，性能恢復(fù)；變形晶粒成為細(xì)等軸晶 ◆目的： 恢復(fù)變形能力；改善顯微組織；消除各向異性；提高組織穩(wěn)定性。 常用于冷變形過程中間退火 —— 再結(jié)晶退火 ◆ 加熱溫度 T和保溫時(shí)間 t： T↑， t↑， →晶粒 ↑ ◆預(yù)變形程度： 臨界變形度 :由于變形不均勻，使再結(jié)晶組織異 常粗大的變形度。 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 二、 金屬熱加工、冷加工 (變形 )： T再 以下的塑性變形；硬化 (變形 )： 在 T再 以上的塑變過程。硬化、回復(fù)、再結(jié)晶同時(shí)發(fā)生。 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 (1)改善鑄錠組織 。 消除空洞 、 破碎碳化物 、 細(xì)化晶粒 、 降低偏析；提高強(qiáng)度 、 塑性 、 韌性 。 (2) 形成纖維組織 (流線 )。 第二相或夾雜物沿變形方向呈纖維狀分布 , 沿流線方向塑性和韌性提高 (3)控制好終軋溫度和變形量 ， 金屬獲得良好的 再結(jié)晶組織 。 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 4. 熱加工的特點(diǎn) (1)可持續(xù)大變形量加工 。 (2)提高材料內(nèi)部質(zhì)量和性能 。 (3)耗能 、 表面氧化 ： （ 請總結(jié) ） CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 本章小結(jié) 、影響其性能的重要因素 －加工硬化－再結(jié)晶理論與工藝的結(jié)合 本章重點(diǎn)內(nèi)容 ： a. 鑄造、塑性成形、焊接等金屬成形方法的原理與常用工藝 b. 塑性變形和加工硬化的機(jī)理及其應(yīng)用 CHAPTER 4 金屬材料強(qiáng)韌化 第 4章 金屬材料的強(qiáng)韌化 ◆基本途徑： 調(diào)整成分 (合金化 )、優(yōu)化工藝 167。 鋼的熱處理原理 ◆熱處理 —— 對工件加熱 (保溫 )、冷卻，改善組織從而提高其性能的工藝 CHAPTER 4 金屬材料強(qiáng)韌化 一、鋼的加熱轉(zhuǎn)變 ◆ 相圖中平衡溫度線： A1, A3, Acm ◆ 加熱 (冷卻 )臨界點(diǎn)： Ac1(Ar1), Ac3 (Ar3), Accm (Arcm) CHAPTER 4 金屬材料強(qiáng)韌化 (一 )鋼的 A化過程 A化 ： A形核 →A長大 →殘余 Fe3C溶解→A均勻化 CHAPTER 4 金屬材料強(qiáng)韌化 (1)A優(yōu)先在相界處形核，并不斷產(chǎn)生新晶核 (2)A長大取決于 C原子的擴(kuò)散： ◇ A向 F方面的長大速度高于向滲碳體方面的長大速度 ◇ 長大后期 A要溶解殘余滲碳體。 CHAPTER 4 金屬材料強(qiáng)韌化 A化 (1)首先完成 P的 A化； (2)先共析相 A化： ◇ 亞共析鋼 中先共析 F逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)?A； ◇ 過共析鋼 中 Fe3CⅡ 完全溶入 A中 注意： 溫度高，使 A粗化－ 熱處理時(shí)過共析鋼常常不完全 A化 CHAPTER 4 金屬材料強(qiáng)韌化 (二 )A晶粒度及其控制 1. A起始晶粒度 ： A轉(zhuǎn)變剛完成時(shí)的晶粒度 2. A實(shí)際晶粒度 ：具體加熱條件下的 A晶粒度 3. A本質(zhì)晶粒度 ： 930177。 10℃ ，保溫 3～ 8h的 A晶粒度 . 1~4級為本質(zhì)粗晶粒鋼， 5~8級為本質(zhì)細(xì)晶粒鋼。 表征 A晶粒長大傾向性 CHAPTER 4 金屬材料強(qiáng)韌化 4. A晶粒度控制： ⑴成分影響 ： Mn、 P等促使 A↑；形成晶界第二相的元素阻礙 A↑ ⑵ 加熱溫度和保溫時(shí)間： T↑， t↑， →A↑ 二、鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變 方式：等溫冷卻轉(zhuǎn)變 (TTT) 連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變 (CCT) CHAPTER 4 金屬材料強(qiáng)韌化 CHAPTER 4 金屬材料強(qiáng)韌化 (一 ) 共析鋼過冷 A轉(zhuǎn)變 A等溫轉(zhuǎn)變曲線 (TTT圖或 C曲線 ) ⑴ C曲線 含義：過冷 A等溫轉(zhuǎn)變 開始時(shí)間 和轉(zhuǎn)變 終了時(shí)間 以及轉(zhuǎn)變 產(chǎn)物 的關(guān)系圖 CHAPTER 4 金屬材料強(qiáng)韌化 ◆ 孕育期： 從等溫開始到 轉(zhuǎn)變開始的時(shí)間 間隔。 ◆ 4條線 ： 左實(shí)線 轉(zhuǎn)變開始線 右實(shí)線 轉(zhuǎn)變終了線 MsM轉(zhuǎn)變開始線 MfM轉(zhuǎn)變終了線 Mf Ms M(50%) M(90%) 共析鋼等溫冷卻轉(zhuǎn)變曲線 CHAPTER 4 金屬材料強(qiáng)韌化 A等溫轉(zhuǎn)變 ⑴ P型轉(zhuǎn)變 (A1~550℃ ) 高溫～、擴(kuò)散型 ◇ A1～ 650℃ ， A→P ◇ 650～ 600℃ A→S(索氏體 ,細(xì)片 P) ◇ 600～ 550℃ A→T (托氏體 ,極細(xì) P ) Mf Ms M(50%) M(90%) CHAPTER 4 金屬材料強(qiáng)韌化 組織 珠光體（ P） 索氏體（ S） 托氏體（ T） HBS 170～ 250 250～ 300 300～ 450 片距 (μm) ＞ ～ ＜ 觀察方法 X500