材料的變形與再結(jié)晶-文庫吧資料
2024-08-24 14:59本頁面
【正文】 粒。在此階段， 組織 ：首先在畸變度大的區(qū)域產(chǎn)生新的無畸變晶粒的核心，然后逐漸消耗周圍的變形基體而長大，直到變形組織完全改組為 新的、無畸變的細(xì)等軸晶粒 為止。 性能 ：強(qiáng)度與塑性變化很小，內(nèi)應(yīng)力、電阻明顯下降。 2022/9/7 48 冷變形金屬在加熱時的組織和性能變化 分為三個階段 : 回復(fù) ：指新的無畸變晶粒出現(xiàn)之前所產(chǎn)生的亞結(jié)構(gòu)和性能變化的階段。 內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生，使材料變脆，耐蝕性降低。 （ 2） 微觀 殘余應(yīng)力 （ 第二類內(nèi)應(yīng)力 ） ：是晶粒或亞晶粒之間的變形不均產(chǎn)生的 。 2022/9/7 46 5. 殘余應(yīng)力 殘余應(yīng)力是一種 內(nèi)應(yīng)力 ， 在工件中處于自相平衡狀態(tài) ， 其產(chǎn)生是由于工件內(nèi)部各區(qū)域變形不均勻及相互間的牽制作用所致 ?？棙?gòu)有 有利的一面，也有有害的一面 。 ? 軋板時形成的織構(gòu)稱為 板織構(gòu) ， 其主要特征為各晶粒的某一晶面和晶向分別趨于平行軋制面和軋制方向。 2022/9/7 44 由于變形而使晶粒具有擇優(yōu)取向的組織 ， 稱為 形變織構(gòu) 。 如 鋼板冷軋、鋼絲冷拔等過程中，需要安排中間退火工藝，消除加工硬化。 如 拖拉機(jī)的履帶，鐵路的道叉等都是利用加工硬化來提高硬度及耐磨性的。 產(chǎn)生原因 ： 變形量不大時，晶界附近產(chǎn)生位錯堆積；隨變形量增加，位錯之間產(chǎn)生交互作用，出現(xiàn)纏結(jié)現(xiàn)象，使晶粒破碎成為亞晶粒；變形越大，晶粒越碎，亞晶界增多，位錯密度增大，變形抗力增大，表現(xiàn)出：強(qiáng)度、硬度升高，塑性、韌性降低，即產(chǎn)生了加工硬化。 2022/9/7 42 經(jīng)一定量的塑性變形后 ,晶體中的位錯線通過運(yùn)動與交互作用 ,形成位錯纏結(jié)，進(jìn)一步增加變形量時 ,大量位錯發(fā)生聚集 ,并由纏結(jié)的位錯組態(tài)變成胞狀亞結(jié)構(gòu)， 隨著變形量的增加 ,變形胞的數(shù)量增多 ,尺寸減小 。 圖 位錯切過粒子的示意圖 強(qiáng)化作用如下： 1）位錯切過粒子時，出現(xiàn)新的表面，界面能升高； 2） 位錯切過粒子時，產(chǎn)生反相疇界，引起能量升高； 3）位錯切過粒子時，引起原子錯排，需要額外作功； 4）位錯切過粒子時，產(chǎn)生彈性應(yīng)力場，阻礙位錯運(yùn)動； 5）位錯切過粒子時 ，產(chǎn)生割階，阻礙位錯運(yùn)動。 圖 位錯繞過第二相粒子示意圖 粒子越多，間距越小，強(qiáng)化作用越明顯。 2022/9/7 39 第二相粒子分為 ： 不可變形粒子和可變形粒子 。 這是最有利的分布 ,這種 由于第二相呈點狀彌散分布在基體內(nèi) ,使其強(qiáng)度、硬度明顯升高的現(xiàn)象 叫 彌散強(qiáng)化 。 (2)第二相在晶粒內(nèi)部呈片層狀分布，使其強(qiáng)度、硬度比基體金屬要高得多，使塑韌性下降。 2022/9/7 37 多相合金與單相固溶體合金的不同之處是除基體相外，還 有第二相存在 ，第二相的數(shù)量、尺寸、形狀和分布不同，使多相合金的塑性變形更加復(fù)雜。 固溶強(qiáng)化 ：溶質(zhì)原子的存在及其固溶度的增加，使基體金屬的變形抗力提高。 特點： ①各晶粒變形具有不同時性； ②各晶粒變形具有相互協(xié)調(diào)性。 2022/9/7 33 多晶體是由單晶體組成的 ， 在同樣的外力作用下 ， 不同晶?；葡瞪系那袘?yīng)力不一樣 ， 處于 軟位向 的首先開始滑移 ， 如： A晶粒 ， 它周圍的晶粒 B、C處于硬位向 ， 未發(fā)生塑性變形 ， 只能以彈性變形來協(xié)調(diào)已變形晶粒 A， 因而限制了 A晶粒的繼續(xù)發(fā)展； 2022/9/7 34 當(dāng)外力進(jìn)一步增加時 ， 位錯在 A晶粒晶界附近堆積 ， 這樣就產(chǎn)生了應(yīng)力集中 ， 達(dá)到一定程度時 ， 變形就會越過晶界 ， 傳到它附近的晶粒 B、 C中 ， A晶粒也可能發(fā)生轉(zhuǎn)動 ， 轉(zhuǎn)到硬位向 ， 不再繼續(xù)變形 ，另一批 B、 C晶粒開始發(fā)生變形 。 強(qiáng)度高，是因為晶粒細(xì)，單位面積上的晶粒數(shù)多，晶界的總面積大，每個晶粒周圍不同取向的晶粒數(shù)多，對塑性變形的抗力大；塑韌性好，是因為晶粒細(xì)，單位體積中的晶粒數(shù)越多，變形可在更多的晶粒中發(fā)生，且比較均勻，減少了應(yīng)力集中，使金屬發(fā)生很大的塑性變形也不斷裂。見圖 多晶體的塑性變形 2022/9/7 31 ? 由此可知 ： σS∝ d1/2 即 d↓， σS↑， 細(xì)晶強(qiáng)化 。 2022/9/7 30 2. 晶粒在變形中的作用 多晶體的屈服強(qiáng)度 σS與晶粒平均直徑 d的關(guān)系可用著名的霍爾－佩奇 （ HallPetch） 公式表示： σs＝ σo＋ Kd1/2 式中 : σo反映晶內(nèi)對變形的阻力，相當(dāng)于單晶體的屈服強(qiáng)度；K反映晶界對變形的影響系數(shù)，與晶界結(jié)構(gòu)有關(guān)。 扭折是一種 協(xié)調(diào)性變形 ，它能引起 應(yīng)力松弛 ，使晶體 不致斷裂 。 2022/9/7 25 滑移的位錯機(jī)制 2022/9/7 26 τ αα τ τ τ 完整晶體 2. 孿生 在切應(yīng)力作用下 ,晶體的一部分以一定的晶面 (孿生面 )為對稱面和一定的晶向 (孿生方向)與另一部分發(fā)生 相對切變 的現(xiàn)象 . 孿生 2022/9/7 27 1) 點陣類型不變但晶體位向發(fā)生變化 ， 呈鏡面對稱； 2) 孿生是一種均勻切變 ， 每層原子面的位移量與該原子面到孿生面的距離成正比 ， 其相鄰原子面的相對位移量相等 ，且小于一個原子間距 ， 即孿生時切變量是原子間距的分?jǐn)?shù)倍； 3) 孿生變形速度很快 ， 接近聲速 。 2022/9/7 24 滑移的位錯機(jī)制 晶體滑移并 不是 晶體的一部分相對于另一部分沿著滑移面作 剛性整體位移 ，而是借助 位錯在滑移面上的運(yùn)動 來逐步進(jìn)行的。 滑移時晶面的轉(zhuǎn)動： 單晶體滑移時，除滑移面發(fā)生相對位移外，還 伴隨著晶面的轉(zhuǎn)動，見 圖 、 圖 。 20
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