金屬材料ch3制備與成形(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 在塑性相中，如 球狀 P。球狀 P比片狀 P的塑性、韌性高，強度、硬度稍低。 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 167。 變形金屬的組織與性能 一、 金屬冷變形后的組織與性能 (一 ) 加工硬化 (形變強化 ) 隨著變形量增大，金屬的強度和硬度顯著提高而塑性和韌性明顯下降的現象 。 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 ◆ 實際意義 ： 。 2. 有利于金屬的均勻變形。由于已變形部分得到強化，繼續的變形將主要在未變形部分中進行 3. 可保證金屬零件和構件的工作安全性，能防止短時超載引起的突然斷裂。 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 (二 )顯微組織的變化 晶粒沿最大變形方向被壓扁或拉長。當變形量很大時，晶粒成為細條狀， 金屬中的夾雜物也被拉長 —— CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 ◇ 纖維組織 形成 ◇ 各向異性 ：平行纖維方向 (縱向 )的拉伸強度和塑性明顯高于垂直纖維方向 (橫向 )；剪切強度和彎曲強度反之。 2. 亞結構形成 金屬經大量塑性變形后，位錯的不均勻分布使晶粒分化成許多位向略有不同亞晶粒 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 3. 織構現象 ◆ 形變織構： 金屬塑性變形量很大 (70%以上 )時，各 晶粒的位向 將大體趨于一致，形成特殊的“擇優取向” ◇絲織構 —— 各晶粒的一定晶向平行于拉拔方向。如低碳鋼經高度冷拔后， 110平行于拔絲方向 ◇板織構 —— 各晶粒的一定晶面平行于軋制面、各晶粒的一定晶向平行于軋制方向。如低碳鋼的板織構為 {001}〈 110〉 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 (三 )回復與再結晶 ： T回 ＝ (~)T熔 (K) ◆ 作用： 強度、硬度略有下降，塑性略有提高；內應力和電阻明顯下降；組織無明顯變化 ◆目的 ：保持硬化，消除應力，穩定尺寸，提高耐蝕性。 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 ： 最低 T再 ＝ ()T熔 (K)； 實際 再結晶退火溫度 :T再 +(100~200)K ◆ 作用： 硬化消除，性能恢復；變形晶粒成為細等軸晶 ◆目的： 恢復變形能力；改善顯微組織；消除各向異性；提高組織穩定性。 常用于冷變形過程中間退火 —— 再結晶退火 ◆ 加熱溫度 T和保溫時間 t： T↑， t↑， →晶粒 ↑ ◆預變形程度： 臨界變形度 :由于變形不均勻，使再結晶組織異 常粗大的變形度。 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 二、 金屬熱加工、冷加工 (變形 )： T再 以下的塑性變形；硬化 (變形 )： 在 T再 以上的塑變過程。硬化、回復、再結晶同時發生。 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 (1)改善鑄錠組織 。 消除空洞 、 破碎碳化物 、 細化晶粒 、 降低偏析；提高強度 、 塑性 、 韌性 。 (2) 形成纖維組織 (流線 )。 第二相或夾雜物沿變形方向呈纖維狀分布 , 沿流線方向塑性和韌性提高 (3)控制好終軋溫度和變形量 ， 金屬獲得良好的 再結晶組織 。 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 4. 熱加工的特點 (1)可持續大變形量加工 。 (2)提高材料內部質量和性能 。 (3)耗能 、 表面氧化 ： （ 請總結 ） CHAPTER 3 金屬制備成形與塑性變形 本章小結 、影響其性能的重要因素 －加工硬化－再結晶理論與工藝的結合 本章重點內容 ： a. 鑄造、塑性成形、焊接等金屬成形方法的原理與常用工藝 b. 塑性變形和加工硬化的機理及其應用 CHAPTER 4 金屬材料強韌化 第 4章 金屬材料的強韌化 ◆基本途徑： 調整成分 (合金化 )、優化工藝 167。 鋼的熱處理原理 ◆熱處理 —— 對工件加熱 (保溫 )、冷卻，改善組織從而提高其性能的工藝 CHAPTER 4 金屬材料強韌化 一、鋼的加熱轉變 ◆ 相圖中平衡溫度線： A1, A3, Acm ◆ 加熱 (冷卻 )臨界點： Ac1(Ar1), Ac3 (Ar3), Accm (Arcm) CHAPTER 4 金屬材料強韌化 (一 )鋼的 A化過程 A化 ： A形核 →A長大 →殘余 Fe3C溶解→A均勻化 CHAPTER 4 金屬材料強韌化 (1)A優先在相界處形核，并不斷產生新晶核 (2)A長大取決于 C原子的擴散： ◇ A向 F方面的長大速度高于向滲碳體方面的長大速度 ◇ 長大后期 A要溶解殘余滲碳體。 CHAPTER 4 金屬材料強韌化 A化 (1)首先完成 P的 A化； (2)先共析相 A化： ◇ 亞共析鋼 中先共析 F逐漸轉變為 A； ◇ 過共析鋼 中 Fe3CⅡ 完全溶入 A中 注意： 溫度高，使 A粗化－ 熱處理時過共析鋼常常不完全 A化 CHAPTER 4 金屬材料強韌化 (二 )A晶粒度及其控制 1. A起始晶粒度 ： A轉變剛完成時的晶粒度 2. A實際晶粒度 ：具體加熱條件下的 A晶粒度 3. A本質晶粒度 ： 930177。 10℃ ，保溫 3～ 8h的 A晶粒度 . 1~4級為本質粗晶粒鋼， 5~8級為本質細晶粒鋼。 表征 A晶粒長大傾向性 CHAPTER 4 金屬材料強韌化 4. A晶粒度控制： ⑴成分影響 ： Mn、 P等促使 A↑；形成晶界第二相的元素阻礙 A↑ ⑵ 加熱溫度和保溫時間： T↑， t↑， →A↑ 二、鋼在冷卻時的轉變 方式：等溫冷卻轉變 (TTT) 連續冷卻轉變 (CCT) CHAPTER 4 金屬材料強韌化 CHAPTER 4 金屬材料強韌化 (一 ) 共析鋼過冷 A轉變 A等溫轉變曲線 (TTT圖或 C曲線 ) ⑴ C曲線 含義：過冷 A等溫轉變 開始時間 和轉變 終了時間 以及轉變 產物 的關系圖 CHAPTER 4 金屬材料強韌化 ◆ 孕育期： 從等溫開始到 轉變開始的時間 間隔。 ◆ 4條線 ： 左實線 轉變開始線 右實線 轉變終了線 MsM轉變開始線 MfM轉變終了線 Mf Ms M(50%) M(90%) 共析鋼等溫冷卻轉變曲線 CHAPTER 4 金屬材料強韌化 A等溫轉變 ⑴ P型轉變 (A1~550℃ ) 高溫～、擴散型 ◇ A1～ 650℃ ， A→P ◇ 650～ 600℃ A→S(索氏體 ,細片 P) ◇ 600～ 550℃ A→T (托氏體 ,極細 P ) Mf Ms M(50%) M(90%) CHAPTER 4 金屬材料強韌化 組織 珠光體（ P） 索氏體（ S） 托氏體（ T） HBS 170～ 250 250～ 300 300～ 450 片距 (μm) ＞ ～ ＜ 觀察方法 X500