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塑性变形对金属材料的组织和性能有哪些影响?

2016-03-01 16:28:00

  塑性变形对金属材料组织和性能的影响是十分明显的,主要反应在强度与硬度的提高和塑性的下降。这种性能的变化,主要是金属材料在塑性变形时内部组织结构的变也所引起的。
 

  1.性能的影咱-加工硬化
 

  塑性变形对金属材料性能的主要影响,是造成材料的如工硬化。即随着变形量的增加,强度与硬度显著提高,而塑性明显下降。如纯铜和低碳钢在不同程度变形状态下,其强度和韧性的变化情况,如图1:20所示。同时,由于塑性变形的产生,使金属材料的其它物理化学性能也发生变化,如塑性变形使电阻増加,抗腐蚀性能降低等。

  2.组织和结构的影响

  冷加工的塑性变形,使金属材料的晶粒内部首先产生滑移带,随着变形量的增大,滑移带逐渐增多。X射线分析表明,此时晶粒逐渐被“碎化”形成许多位向略有不同(位向差不大于1度)的小晶块,好象在原晶粒内又出现许多小晶粒,这种组织称为亚晶粒或亚结构。
 

  亚结构的形成,在亚晶界中集聚大量的位错,给位错时进一步移动造成较大障碍。因而使滑移变形较难继续进行,即造成加工硬化。

  当塑性变形置很大时,由于变形时晶体的移动,使晶粒的某一晶向不同程度的转到与外力相近的方向。这就使原来位向各不相同的晶粒,取得接近一致的位向,即所谓择优取向。这种组织称为形变织构。

  同一金属材料随着加工方式的不同,可以出现不同的织构。如拉伸时形成的织构,称丝织构;压延形成的织构,称板织构。在丝织构中,只是各晶粒的某一晶向平行于拉拔方向。而在板织构中,不仅是某一晶向平行于压延方向,而且使某一晶面平行于扭延平面。因此,金属材料中织构的形成,使其性能产生了方向性,这给金属材料的加工工艺造成较大的影响。如有织构的铜板,在冲制钚形或筒形工件时,会使工件上有挤压不齐和薄厚不均的缺陷产生。有织构的镁板,儿乎所有晶粒的滑移面都与板面平行,故垂直或平行板面方向的塑性趋于零,这将使其无法加工。因而,织构在很多情况下是不希望存在的。

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