安徽工程科技学院：《材料成型技术》课程教学资源（PPT课件）第3章 金属的塑性成形 3.1 金属塑性成形基础

3.1金属塑性成形基础 3.3.1金属塑性变形的机理 1.单晶体的塑性变形: 在外力作用下金属内部产生应力和应变 单晶体在切应力作用下产生应变,当切 应力达到材料的屈服强度时晶格内产生相对 滑移。外力去除后晶格的弹性变形消失,而 滑移造成的变形保留下来,故形成宏观塑性 变形

3.1 金属塑性成形基础 3.3.1金属塑性变形的机理 1.单晶体的塑性变形： 在外力作用下金属内部产生应力和应变。 单晶体在切应力作用下产生应变，当切 应力达到材料的屈服强度时晶格内产生相对 滑移。外力去除后晶格的弹性变形消失，而 滑移造成的变形保留下来，故形成宏观塑性 变形

(1)塑性变形形式: 1)滑移;2)双晶(孪晶)。 (2)滑移:晶体内一部分原子相对于另一部 分产生滑动。 位错:晶体中一列或若千列原子发生错排而 造成的晶格扭曲现象。“位错具有易动性” 滑移的位错理论:晶体内的滑移是借助滑移 面上的位错运动来实现的

（1）塑性变形形式： 1）滑移；2）双晶（孪晶）。 （2）滑移： 晶体内一部分原子相对于另一部 分产生滑动。 位错：晶体中一列或若干列原子发生错排而 造成的晶格扭曲现象。 “位错具有易动性” 滑移的位错理论：晶体内的滑移是借助滑移 面上的位错运动来实现的

安徽工程科技学院机械系 b-ob ●滑移 孪晶

安徽工程科技学院机械系 ●滑移 ●孪晶

安微工程科技学院机系 2多晶体的塑性变形: 由晶内变形 各晶粒内通过位错运动 发生的滑移或孪晶)和 晶间变形 (晶粒间的滑动和转动) 共同完成的

安徽工程科技学院机械系 2.多晶体的塑性变形： 由晶内变形 （各晶粒内通过位错运动 发生的滑移或孪晶）和 晶间变形 （晶粒间的滑动和转动） 共同完成的

3.12金属的加工硬化、回复和再结晶 1.金属的加工硬化: 即金属在低于再结晶温度加工时,由于塑性应变而产 生的强度、硬度增加,塑性、韧性下降的现象。 意义:强化金属。 纯金属及某些不能通过热处理方法强化的合金,如低碳 钢、纯铜、防锈铝、奧氏体不锈钢、高锰钢等,可通 过冷拔、冷轧、冷挤压等工艺来提高其强度和硬度。 但在冷轧薄钢板、冷拉细钢丝及多道拉深的过程中,也 会由于加工硬化造成后道加工的困难甚至开裂。 故应在工序间穿插热处理工艺来消除加工硬化

3.1.2 金属的加工硬化、回复和再结晶 1.金属的加工硬化： 即金属在低于再结晶温度加工时，由于塑性应变而产 生的强度、硬度增加，塑性、韧性下降的现象。 意义：强化金属。 纯金属及某些不能通过热处理方法强化的合金，如低碳 钢、纯铜、防锈铝、奥氏体不锈钢、高锰钢等，可通 过冷拔、冷轧、冷挤压等工艺来提高其强度和硬度。 但在冷轧薄钢板、冷拉细钢丝及多道拉深的过程中，也 会由于加工硬化造成后道加工的困难,甚至开裂。 故应在工序间穿插热处理工艺来消除加工硬化

2回复与再结晶: (1)回复: 即将冷成形后的金属加热至一定温度后 使原子恢复到平衡位置,晶内残余应力大大减 小的现象。 回=(0.25~0.3)T熔K 生产中常利用回复消除加工硬化后工件 的残余内应力

2.回复与再结晶： （1）回复： 即将冷成形后的金属加热至一定温度后， 使原子恢复到平衡位置，晶内残余应力大大减 小的现象。 T回 ＝（0.25～0.3）T熔 K 生产中常利用回复消除加工硬化后工件 的残余内应力

(2)再结晶:即塑性变形后金属被拉长的 晶粒重新生核、结晶,变为等轴晶粒的现象。 再=0.4T熔K 生产中,再结晶也有广泛的应用。 例如:在冷轧、冷挤、冷拉、冷冲的过程中穿 插再结晶退火,消除加工硬化,恢复金属材料 的良好塑性,以利于后续的冷变形加工

（2）再结晶： 即塑性变形后金属被拉长的 晶粒重新生核、结晶，变为等轴晶粒的现象。 T再 ＝0.4 T 熔K 生产中，再结晶也有广泛的应用。 例如：在冷轧、冷挤、冷拉、冷冲的过程中穿 插再结晶退火，消除加工硬化，恢复金属材料 的良好塑性，以利于后续的冷变形加工

团 (a)冷变形态 (b)回复 (c)再结晶 (d)晶粒长大

3.1.3金属的冷成形、热成形及温成形 1.冷成形:即坯料在回复温度以下进行的塑性 成形过程,变形过程中会出现加工硬化。 包括冷冲、冷挤、冷镦、冷轧、冷拔等,T变<T回。 优缺点:(1)成形后的金属表面光洁、尺寸 精确,具有较高强度和硬度。 (2)有加工硬化,变形量不宜过大

3.1.3 金属的冷成形、热成形及温成形 1.冷成形：即坯料在回复温度以下进行的塑性 成形过程，变形过程中会出现加工硬化。 包括冷冲、冷挤、冷镦、冷轧、冷拔等，T变＜T回。 优缺点：（1）成形后的金属表面光洁、尺寸 精确，具有较高强度和硬度。 （2）有加工硬化，变形量不宜过大

2热成形: 即金属在再结晶温度以上进行的塑性成形过程。 包括锻造、热挤压、热轧,T变>T再 优缺点:(1)产品力学性能高; (2)无加工硬化现象; (允许以较小的功达到较大的变形。 (3)产品尺寸精度有所下降

2.热成形： 即金属在再结晶温度以上进行的塑性成形过程。 包括锻造、热挤压、热轧，T变＞T再 优缺点：（1）产品力学性能高； （2）无加工硬化现象； （允许以较小的功达到较大的变形。） （3）产品尺寸精度有所下降