金屬的塑性變形與再結(jié)晶(3)(參考版)
2025-05-03 12:27本頁(yè)面
【正文】 而垂直于流線方向上，情況則正好相反 45鋼的機(jī)械性能與熱加工方向的關(guān)系 熱加工方向 ?b MPa ?s MPa ? (%) ψ (%) ak (J/cm2) 縱向 715 470 62 橫向 672 440 30 ? 當(dāng)?shù)吞间撝蟹墙饘匐s質(zhì)比較多時(shí)，在熱加工后的緩慢冷卻過(guò)程中，先共析鐵素體可能依附于被拉長(zhǎng)的夾雜物析出鐵素體帶，并將碳排到附近的奧氏體中，使奧氏體中的碳含量逐漸提高，最后轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w。宏觀檢驗(yàn)時(shí)稱其為 “ 鍛造流線 ” 。變形量小，終止加工溫度過(guò)高，加工后得到的晶粒粗大；相反則得到細(xì)小晶粒。周而復(fù)之使晶核數(shù)目不斷增加，晶粒得到細(xì)化。 ? 通過(guò)熱加工可以把大部分的縮松、氣孔和微裂紋在加工過(guò)程中焊合，提高了金屬的致密度。 二、熱加工對(duì)金屬組織和性能的影響 ? ? 鑄錠的組織：在鑄造過(guò)程中，由于鑄錠的表面和中心的結(jié)晶條件不同，在鑄錠的截面上有三個(gè)不同特征的結(jié)晶區(qū)： 表層細(xì)晶粒區(qū)、柱狀晶區(qū)及中心等軸晶區(qū) （圖 319）。 ? 而冷加工則能保證工件有較高的尺寸精度和表面粗糙度，在冷加工過(guò)程中材料同時(shí)也得到強(qiáng)化處理。 ? 金屬在熱加工過(guò)程中表面發(fā)生氧化，使得工件表面比較粗糙，尺寸精度比較低。 ? 冷加工變形會(huì)引起加工硬化，增大金屬的變形抗力。 ? 熱加工的主要優(yōu)點(diǎn)是材料容易變形，加工耗能量少。 第四節(jié) 金屬的熱塑性加工 ? 一、熱加工與冷加工的區(qū)別 ? 金屬的冷加工和熱加工可以按其再結(jié)晶溫度來(lái)劃分。因?yàn)榫ЯＨ∠虼笾孪嗤瑫r(shí)，給晶粒沿一定方向迅速長(zhǎng)大提供了條件。這種現(xiàn)象稱為二次再結(jié)晶。 ? 當(dāng)變形度超過(guò)臨界變形度后，隨變形程度的增加，晶格畸變愈加嚴(yán)重，再結(jié)晶晶核數(shù)目越來(lái)越多，因此再結(jié)晶后的晶粒細(xì)而均勻 。使晶粒發(fā)生異常長(zhǎng)大的變形度稱為 臨界變形度。 ? 當(dāng)變形度很小時(shí)，由于金屬晶格畸變很小，不足以引起再結(jié)晶，因而晶粒仍保持原來(lái)的形狀。 ? 晶粒的長(zhǎng)大減少了晶界的面積，使晶界表面能降低，因而再結(jié)晶后的晶粒長(zhǎng)大是一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程。 3. 晶粒長(zhǎng)大 ? 冷變形金屬在再結(jié)晶剛結(jié)束時(shí)晶粒比較細(xì)，晶界面積比較大，系統(tǒng)界面能也比較高。 ? 而加熱保溫時(shí)間越長(zhǎng)，原子的擴(kuò)散移動(dòng)越能充分進(jìn)行，再結(jié)晶溫度就越低。 ? （ 2） 預(yù)先的變形度 變形程度越大，金屬畸變能越高，再結(jié)晶時(shí)的驅(qū)動(dòng)力就越大，故再結(jié)晶溫度就越低。 影響再結(jié)晶溫度的主要因素 ? （ 1）金屬的純度 當(dāng)金屬中含有少量合金元素或微量雜質(zhì)時(shí)，會(huì)阻礙原子的擴(kuò)散和晶界的遷移，顯著提高再結(jié)晶溫度。 ? 變形金屬開始產(chǎn)生再結(jié)晶現(xiàn)象的最低溫度稱為 再結(jié)晶溫度（ T再 ）。 ? 變形的金屬發(fā)生再結(jié)晶后，位錯(cuò)密度降低，金屬中的內(nèi)能下降，使冷變形造成的 加工硬化消失 ，金屬的性能又恢復(fù)到金屬變形前的性能。 ? 當(dāng)冷變形金屬加熱溫度高于回復(fù)階段溫度后，原子的擴(kuò)散能力進(jìn)一步增強(qiáng)，塑性變形時(shí)被破碎、拉長(zhǎng)的晶粒全部被轉(zhuǎn)變成均勻而細(xì)小的等軸晶粒。 ? 內(nèi)部的 “ 多邊化 ” 過(guò)程 ? 由于回復(fù)過(guò)程溫度比較低，金屬的晶粒大小和形狀不會(huì)發(fā)生明顯變化，所以 金屬加工硬化 后的強(qiáng)度、硬度和塑性等力學(xué)性能基本不變 ，但殘余內(nèi)應(yīng)力和電阻顯著下降，應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象也基本消除。 一、回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大 ? 1. 回 復(fù) ? 當(dāng)冷變形金屬的加熱溫度不太高時(shí)，內(nèi)部原子活動(dòng)能力尚不大，只能作短距離擴(kuò)散，這一過(guò)程稱為 回復(fù) 。 ? 在常溫下，這種轉(zhuǎn)變一般不易進(jìn)行。為了減少淬火變形量并防止產(chǎn)
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