项目三-《模具材料与热处理》（第二版）课件.ppt

项目三金属塑性变形与再结晶,任务目录,任务一认知金属的塑性变形任务二金属塑性变形对金属组织和性能的影响任务三冷变形金属在加热时组织和性能的变化任务四金属材料的热变形加工,学习目标了解单晶体塑性变形的方式和机理。掌握多晶体塑性变形的机理和特点。了解金属材料的蠕变变形。具有利用金属塑性变形的规律解决实际问题的能力。实践项目制单晶体塑性变形原子模型，比较研究晶体一部分相对于另一部分发生整体滑移和位错滑移的区别。,任务一认知金属的塑性变形,以体心立方为例，找出晶面间距最小的晶面和原子间距最小的晶向。将同样尺寸的铜板和锌板沿长度方向的中线弯曲成150，比较其难易程度，并进行讨论。相关知识一、单晶体塑性变形金属塑性变形的方式滑移复习塑性变形的概念滑移的概念晶体的一部分沿着一定的晶面和晶向相对于另一部分发生滑动的现象。滑移面和滑移方向滑移所沿的晶面称为滑移面；滑移所沿的晶向称为滑移方向,理想单晶体塑性变形的机理,（a） b c d 图3-1 金属晶体变形前后其内部原子移动情况 a 变形前；b 弹性变形；c 弹-塑性变形；d 塑性变形,实际单晶体塑性变形的机理位错在切应力的作用下，沿着一定的晶面和晶向发生滑移而实现金属的塑性变形。,图3-2 通过刃型位错移动造成滑移示意图,二、多晶体塑性变形塑性变形的方式滑移塑性变形的特点多晶体晶粒位向不同，使滑移有先后，从而使变形抗力增大。由于晶界的存在，位错滑移的阻碍作用增大，是塑性变形抗力增大。三、为什么晶粒越细小，金属的力学性能越好（让学生思考后再回答，老师进行组织）,四、金属蠕变的概念金属在较高温度下，即使所受应力小于屈服强度，也会随时间延长而缓慢地发生塑性变形，这种现象称为蠕变。课外项目阅读拓展与提高，了解金属塑性变形的另一种方式及其特点。,任务二金属塑性变形对金属组织和性能的影响,学习目标了解金属塑性变形对金属组织的影响。掌握金属塑性变形对金属性能的影响。具有应用加工硬化现象解决实际问题的能力。实践项目分别测量拉深钢筒的毛坯材料和拉深好的钢筒的硬度，比较其硬度的高低，并解释之。将钢锭进行冷轧，然后直接进行筒形件的拉深，将会出现拉深件的边缘凹凸不齐，试试看，解释之。,相关知识一、冷塑性变形对金属的组织的影响形成纤维组织，使金属趋于各向异性形成形变织构，使金属的性能呈现各向异性（有利有弊）二、冷塑性变形对金属性能的影响产生形变强化形变强化的概念随着变形程度的增加，金属的强度硬度不断上升，塑性韧性不断下降的现象。,形变强化的原因（位错密度增加，嵌镶块碎化等）形变强化的意义消除形变强化的方法；再结晶退火产生残留应力应力的种类应力的影响去应力退火,任务三冷变形金属在加热时组织和性能的变化,学习目标了解冷变形金属在不同加热条件下组织和性能的变化。掌握再结晶退火的工艺参数确定和作用。掌握再结晶温度的确定方法和影响因素。具有应用再结晶退火解决实际问题的能力。实践项目取两个拉深成形的筒形件，将其中一个测试硬度后放置炉内加热到150后随炉冷却，冷却到室温后测试其硬度，比较此筒形件处理前后硬度的变化。,将另一个筒形件测试硬度后加热到400，随炉冷却，冷却到室温后测试其硬度，比较其硬度的变化。对两种加热温度下工件硬度的变化进行比较，讨论实践的结果。冷塑性变形金属在加热时，随温度的升高，将经历回复、再结晶和晶粒长大三个阶段回复阶段（0.25-0.3）T 熔组织仍为纤维状的组织，但晶格畸变减轻，残余内应力下降性能强度、硬度略有下降塑性略有上升（变化不明显）再结晶阶段（约0.4T熔）,组织形成等轴晶粒性能强度、硬度不断下降，塑性、韧性不断上升（恢复到冷塑性变形前的性能）再结晶退火（T再100200），消除形变强化再结晶后的晶粒大小，影响因素加热温度和保温时间变形程度（临界变形程度）晶粒长大通过晶界的迁移来实现组织由细小的等轴晶粒变成粗大的等轴晶粒性能强度、硬度、塑性、韧性全都下降。,课外实践项目阅读拓展与提高，了解再结晶温度的测定。,冷变形金属在加热时组织和性能的变化,任务四金属材料的热变形加工,学习目标了解金属冷加工和热加工的概念。了解金属热塑性变形的过程。了解进行热加工的金属组织和性能的变化。具有利用热加工对组织的影响解决实际问题的能力。实践项目在钳工实训时，我们制作一把小锤子，锤头的加工第一步就是对锤头的毛坯料进行锻造加工，然后才进行切削加工，对锻造好的毛坯（长方体）的表面进行侵蚀和磨面，观察其流线组织。,相关知识热加工和热加工的概念在再结晶温度以上进行的加工，称为热加工；在再结晶温度以下的加工，称为冷加工。热变形加工对金属的组织和性能的影响形成流线状的组织，使金属沿流线具有最大抗拉强度，垂直于流线方向具有最大抗剪强度。碎化铸态金属中的粗大晶粒，使晶粒细化，提高力学性能。消除铸态金属的组织缺陷，提高金属的致密度和性能。,课外实践阅读拓展与提高，了解金属材料的超塑性，查阅资料，了解超塑性的应用。,