9.金属在塑性变形中的组织结构与性能变化

9．金属在塑性变形中的组织结构与性能变化

1． 冷变形使金属材料的组织结构和力学性能发生什么变化？在实际生产中采用冷变形有

何意义？物理化学性能有何变化

金属材料冷变形后，组织结构上的变化：晶粒被拉长，形成了纤维组织，夹杂和第二相质点成带状或点链状分布，也可能产生形变织构，产生各种裂纹，位错密度增加，产生胞状结构，点缺陷核层错等晶体缺陷增多，自由能增大。力学性能的变化体现在：冷加工后，金属材料的强度指标（比例极限，弹性极限，屈服极限，强度极限，硬度）增加，塑性指标（面缩率，延伸率等）降低，韧性也降低了，还可能随着变形程度的增加二产生力学性能的方向性。生产上经常利用冷加工能提高材料的强度，通过加工硬化来强化金属材料。物理、化学性能也发生明显变化：密度降低，导热、导电导磁性能降低，化学稳定性、耐腐蚀性降低，溶解性增加。

2．回复处理使冷变形后金属材料的组织结构和力学性能发生哪些变化？这种变化有何实际意义？

回复过程中，金属会释放出冷塑性变形过程中所贮能量的一部分，残余内应力会降低或消除，电阻率、硬度、强度会降低，密度、塑性、韧性等会提高，能够保持良好的形变强化的效果。回复温度较低时，由于塑性变形所产生的过量空位会消失，机械性能变化不大，电阻率有较大程度降低。回复温度稍高一些时同一个滑移面上的异号位错汇聚而合并消失，降低位错密度，回复温度较高时，不但同一个滑移面上的异号位错可以汇聚抵消，而且不同滑移面上的位错也易于攀移和交滑移从而互相抵消或重新排列成一种能量较低的结构，随着温度越高，形成多边形化组织或亚晶。回复退火在生产中的实际意义主要是用于去内应力退火，使冷加工的金属件在基本保持加工硬化的条件下降低其内应力，避免变形和开裂，改善耐蚀性。

3． 结晶和晶粒长大的组织性能变化和意义。 再结晶从形成无畸变的晶核开始，逐渐长大成位错密度很低的等轴晶粒，当变形基体全部消耗完即进入晶粒长大阶段。再结晶蚀消除加工硬化的重要软化手段，再结晶还是控制晶粒大小、形态、均匀程度获得或避免晶粒择优取向的重要手段。

4． 影响再结晶的主要因素：温度、变形程度、微量溶质原子、弥散相颗粒

5． 影响再结晶后晶粒大小的主要因素：变形量、退火温度。

6． 热变形的优缺点。 优点：（1）变形抗力低，能耗少；（2）热加工时在加工硬化的同时也存在回复和再结晶的软化过程，使塑性变形容易进行；（3）不易产生织构；（4）不需要中间退火，简化生产工序，降低成本；（5）通过控制热加工过程，改变金属材料的组织结构以满足性能需要。 不足：（1）对过薄或过细的工件由于散热快，保持热加工温度困难；（2）热加工后工件表面不如冷加工生产的光洁，尺寸也不如冷加工的精确；（3）热加工后产品组织、性能不如冷加工的均匀；（4）热加工金属材料的强度比冷加工低；（5）某些金属材料不适合热加工。

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