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第二章 金属的塑性变形和再结晶PPT课件

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塑性变形与再结晶PPT课件

塑性变形与再结晶PPT课件

纯铁滑移线
纯锌机械孪晶
纯铁机械孪晶
形变孪晶的产生与金属的点阵类型和层 错能高低等因素有关，如密排六方金属 (Zn，Mg等)，易以孪生方式变形而产生 孪晶，层错能低的奥氏体不锈钢亦产生 形变孪晶。
工业纯铁为体心立方金属，它只有在 0℃以下受冲击载荷时，才易产生孪晶。
晶粒形貌的变化
随着变形度的增加，等轴晶将逐渐沿变形 方向伸长。
影响再结晶的因素
变形度：变形度越大，储能增加，再结晶驱 动力越大，再结晶温度越低，同时等温退火 时的再结晶速度越快，但当变形量大到一定 程度后，再结晶温度基本稳定。在给定温度 下，发生再结晶需要一个最小变形量（临界 变形度）低于此变形度，不发生再结晶。同 时，变形度越大，得到的再结晶晶粒越细。
当变形程度和退火保温时间一定时，退 火温度越高，再结晶速度越快，产生一
定体积分数的再结晶所需要的时间越短， 再结晶后的晶粒越粗大。
变形度70%+400℃ 退火小时
变形度70%+450℃ 退火小时
变形度70%+500℃ 退火小时
变形度70%+600℃ 退火小时
变形度70%+850℃ 退火小时
层错能低的晶体容易形成退火孪晶。
实验步骤
观察并描绘纯铁冷变形的滑移线。 观察低碳钢经5％，10％，20％，50％，70％
变形度变形后的显微组织，并描绘其组织特 征。 观察低碳钢经5％，10％，20％，30％，70％ 六种变形度变形后在850 ℃退火半小时后组织， 并用割线法测得其晶粒度。 观察低碳钢经70％变形度在400 ℃ ，450 ℃， 500 ℃，600 ℃，850 ℃退火半小时后的试样， 从中找出再结晶后晶粒大小与退火温度之间 的定性关系。 观察并描绘黄铜的退火孪晶。

第二章 金属材料的塑性变形与性能

第二章 金属材料的塑性变形与性能

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根据载荷作用性质不同：
a）拉深载荷 --拉力 b）压缩载荷 —压力 c）弯曲载荷 --弯力 d）剪切载荷--剪切力 e）扭转载荷--扭转力
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2.内力 （1）定义 工件或材料在受到外部载荷作用时，为使其不变形，在 材料内部产生的一种与外力相对抗的力。 （2）大小 内力大小与外力相等。 （3）注意 内力和外力不同于作用力和反作用力。
2
§1.金属材料的损坏与塑性变形
1.常见损坏形式
a）变形
零件在外力作用下形状和尺寸所发生的变化。 （包括：弹性变形和塑性的现象。
c）磨损
因摩擦使得零件形状、尺寸和表面质量发生变化的现象。
3
2.常见塑性变形形式 1）轧制 （板材、线材、棒材、型材、管材）
28
2）应用范围 主要用于：测定铸铁、有色金属及退火、正火、 调质处理后的各种软钢或硬度较低的 材料。 3）优、缺点 优点：压痕直径较大，能比较正确反映材料的平均 性能；适合对毛坯及半成品测定。 缺点：操作时间比较长，不适宜测定硬度高的材料； 压痕较大不适合对成品及薄壁零件的测定。
29
2.洛氏硬度（HR）——生产上应用较广泛 1）定义 采用金刚石压头直接测量压痕深度来表示材料的硬度值。 2）表示方法
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3.应力 （1）定义 单位面积上所受到的力。 （2）计算公式 σ= F/ S（ MPa/mm2 ） 式中： σ——应力； F ——外力； S ——横截面面积。
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二、金属的变形 金属在外力作用下的变形三阶段： 弹性变形 弹-塑性变形 断裂。 1.特点 弹性变形： 金属弹性变形后其组织和性能不发生变化。 塑性变形： 金属经塑性变形后其组织和性能将发生变化。 2.变形原理 金属在外力作用下，发生塑性变形是由于晶体内部 缺陷—位错运动的结果，宏观表现为外形和尺寸变化。

机械工程材料第二章金属塑性变形与再结晶

机械工程材料第二章金属塑性变形与再结晶

4. 再结晶与重结晶
相同点：晶粒形核、长大的过程。
不同点： （1）再结晶转变前后的晶格类型没有发生变化， 重结晶时晶格类型发生改变。 （2）再结晶是对冷塑性变形的金属而言的，没有 发生冷塑性变形的金属不存在再结晶问题。
三、晶粒长大 再结晶刚刚完成后的晶粒是无畸变的等轴晶粒， 如果继续升高温度或延长保温时间，晶粒之间就 会通过晶界的迁移相互吞并而长大。
➢ 产生残余应力。
（二）其他性能
塑性变形影响金属的物理、化学性能， 如电阻增大，导磁率下降，耐腐蚀性能 降低。 密度、导热系数下降。
三、残余应力（约占变形功的10％）
（一）宏观内应力（第一类内应力） 原因：由工件不同部位的宏观变形不均匀而引起的。 作用范围：作用于整个工件。
金属棒弯曲变形后 的残余应力
正火组织
带状组织
金属冷拉拔后 的残余应力
（二）微观内应力（第二类内应力） 原因：晶粒或亚晶粒之间的变形不均匀引起的。 作用范围：与晶粒尺寸相当。
（三）点阵畸变（第三类内应力）80-90%
原因：晶体缺陷而引起的畸变应力。 作用范围：约几百到几千个原子范围内。
金属强化 主要原因
➢第一类、第二类残余应力： 弊：对金属材料的性二、塑性变形对金属性能的影响
（一）力学性能 加工硬化（形变强化）:随着冷塑性变形量 的增加，金属的强度、硬度升高，塑性、韧 性下降的现象。
工业纯铜
45钢
➢加工硬化是强化金属的重要手段之一。
对于不能热处理强化的金属和合金尤为重要。
链条板的轧制
材料为Q345（16Mn) 钢 的自行车链条经过五 次轧制，厚度由3.5mm压缩到1.2mm，总变形 量为65%。
原始横截面积的百分比。
Ψ=

(金属塑性成形原理课件)第2讲塑性变形物理本质

(金属塑性成形原理课件)第2讲塑性变形物理本质
多晶体: 晶粒方向性互相抵消——各向 同性
存在着一系列缺陷: 点缺陷、线缺陷、 面缺陷
2020/10/4
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Lesson Two
一些金属材料的实验屈服强度和理论屈服强度
材料
理论强度（G/30)/GPa 实验强度/MPa 理论强度/实验强度
银 铝 铜 镍 铁 钼 铌 镉 镁（柱面滑移） 钛（柱面滑移） 铍（基面滑移） 铍（柱面滑移）
2020/10/4
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Lesson Two
肖脱基空位——只形成空位而不形成等量的间隙原子 弗兰克尔缺陷——同时形成等量的空位和间隙原子
2020/10/4
14
Lesson Two
在实际晶体中，点缺陷的形式可能更复杂。例 如，即使在金属晶体中，也可能存在两个、三个甚 至多个相邻的空位，分别称为双空位、三空位或空 位团。但由多个空位组成的空位团从能量上讲是不 稳定的，很容易沿某一方问“塌陷”成空位片（即 在某一原子面内有一个无原子的小区域)。同样，间 隙原子也未必都是单个原子，而是有可能m个原子均 匀分布在n个原子位置的范围内（m＞n），形成所谓 “挤塞子”（crowdion）。
（1）表面：指所研究的金属材料系统与周围气相或液相介质的接触面。 （2）晶界、亚晶界：指多晶体材料内部，结构及成分相同，而位向不 同的两部分晶体之间的界面。 （3）相界：指晶体材料内部不仅位向不同，而且结构不同，甚至成分 也不同的两部分晶体之间的界面。在纯金属的同素异晶转变过程中出现 的相界面，其两侧仅结构不同；而合金相的相界两侧，除结构不同外， 往往成分也不相同。 此外，还有孪晶界、反相畴界，层错界、胞壁等等。
（1）对称倾侧晶界
对称倾侧晶界相当于两部分晶体，沿着平行于界面
的某一轴线，各自转过方向相反的θ／2而形成的。两晶 粒位向差为θ，如下图1所示。此晶界相当于两个晶粒的 对称面，它只有一个自由度θ。

金属材料的塑性变形与再结晶课件

金属材料的塑性变形与再结晶课件
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金属材料的塑性变形 与再结晶课件
目 录
• 金属材料的塑性变形 • 金属材料的再结晶 • 金属材料塑性变形与再结晶的应用 • 金属材料塑性变形与再结晶的实验研究方法 • 金属材料塑性变形与再结晶的理论模型
PART 01
金属材料的塑性变形
塑性变形的基本概念
塑性变形
金属材料在受到外力作用时发生的不可逆的形状变化。
END
THANKS
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再结晶的定义
再结晶是指在金属加工过程中，由于温度变化或外力作用，使得 金属内部发生晶格重构的过程。
再结晶的基本类型
包括静态再结晶、动态再结晶等，不同类型的再结晶过程对金属的 性能有不同的影响。
再结晶过程的驱动力
理论模型能够解释再结晶过程的驱动力，从而预测再结晶发生的条 件和过程，指导金属的加工和热处理过程。
石油化工设备如压力容器、管道等需 要承受高压和腐蚀介质，因此需要使 用经过塑性变形和再结晶处理的金属 材料。
航空航天
飞机和火箭等航空航天器的制造过程 中，需要使用经过塑性变形和再结晶 处理的金属材料，以确保其轻量化和 高强度。
金属材料塑性变形与再结晶的发展趋势
新材料的研发
随着科技的发展，新型金属材料 不断涌现，如高强度轻质合金、 纳米材料等，为金属材料的塑性 变形和再结晶提供了更多可能性。
实验原理
基于金属材料的物理和化学性质，利用各种实验手段观察和分析 金属材料在塑性变形和再结晶过程中的行为。
实验步骤
选择合适的金属材料，进行塑性变形和再结晶实验，收集实验数 据，进行结果分析和解释。
金属材料塑性变形的实验研究方法
拉伸实验 通过拉伸实验可以测量金属材料的屈服强度、抗拉强度和 延伸率等力学性能指标，同时观察金属材料在拉伸过程中 的变形行为。

金属的塑性变形与再结晶

金属的塑性变形与再结晶
相反，原来硬取向旳滑移系，将逐渐趋于软位向， 易于滑移，称为“取向软化”。
可见在滑移过程中“取向软化”和“取向硬化”是 同步进行旳。
三、多晶体旳塑性变形
工程上使用旳金属材料大多为位向、形状、大小 不同旳晶粒构成旳多晶体，所以多晶体旳变形是 许多单晶体变形旳综合作用旳成果。多晶体内单 晶体旳变形仍是以滑移和孪生两种方式进行旳， 但因为位向不同旳晶粒是经过晶界结合在一起旳， 晶粒旳位向和晶界对变形有很大旳影响，所以多 晶体旳塑性变形较单晶体复杂。
所以对冷变形金属进行旳这种低温加热退火只能用在 保存加工硬化而降低内应力改善其他旳物理性能旳场 合。
例如冷拔高强度钢丝，利用加工硬化现象产生旳高强 度，另外，因为残余内应力对其使用有不利旳影响， 所以采用低温退火以消除残余应力。
2 .再结晶
经过回复，虽然金属中旳点缺陷大为降低， 晶格畸变有所降低，但整个变形金属旳晶粒 破碎拉长旳状态仍未变化，组织仍处于不稳 定旳状态。
1. 晶界和晶粒位向旳影响 2. 多晶体金属旳变形过程
1. 晶界和晶粒位向旳影响
晶界旳存在会增大滑移抗力，而且因多晶体中 各晶粒晶格位向旳不同，也会增大其滑移抗力， 所以多晶体金属旳变形抗力总是高于单晶体 。
金属旳晶粒愈细，金属旳强度便愈高 ，而且塑 性与韧性也较高
1.晶界和晶粒位向旳影响
为了确保变形金属旳再结晶退火质量，取得细晶粒， 有必要了解影响再结晶晶粒大小旳原因。
二、影响再结晶粒大小旳原因
变形度影响 退火温度旳影响
1.变形度影响
当变形量很小时，因为晶格畸变很小，不足以引 起再结晶，故加热时无再结晶现象，晶粒度仍保 持原来旳大小，当变形度到达某一临界值时，因 为此时金属中只有部分晶粒变形，变形极不均匀， 再结晶晶核少，且晶粒极易相互兼并长大，因而 再结晶后晶粒粗大，这种变形度即为临界变形度，

金属的塑性变形与再结晶金属的塑性变形冷塑

金属的塑性变形与再结晶金属的塑性变形冷塑

3.1.2 冷塑性变形对金属性能与组织的影响
1.冷塑性变形对金属显微组织的影响 2.亚结构的变化 3.形变织构的产生 形变织构有两种类型: ①拔丝时形成的形变织构称为丝织构，其主要特 征为各晶粒的某一晶向趋于平行于拉 拔方向。 ②轧板时形成的形变织构称为板织构，其主要特 征为各晶粒的某一晶面和晶向分别趋 于平行于 轧制面和轧制方向。
3.2 高分子材料的变形特点
3.2.1 高聚物的弹性变形 图3-7是橡胶的拉伸曲线。
图3-7 橡胶的拉伸曲线
3.2.2 高聚物的黏弹性变形 3.2.3 线型高聚物的变形特点 如图3-8(a)所示。
图3-8 线型高聚物的应力-应变曲线
3.2.4 体型高聚物的变形特点
图3-9 环氧树脂在室温下 单向拉伸和压缩时的应力-应变曲线
思考题
3-1 什么是滑移?
3-2 单晶体塑性变的最基本方式是什么?在实际晶体中，它是通过 什么来实现的?
3-3 多晶体的塑性变形比单晶体复杂，它的不同点主要表现在哪几个 方面?
3-4 塑性变形对金属性能的影响有哪些?
3-5 什么是加工硬化?它在生产中有何利弊?如何消除加工硬化?
3-6 简述加热温度对冷塑性变形金属的组织和性能的影响。
3-7 实际生产中，金属的再结晶温度是如何确定的?
3-8 热加工与冷加工的本质区别是什么?它对金属的组织和性能有何 影响?
3-9 简述高聚物的变形特点。
3-10简述陶瓷的变形特点。
目录
3.晶粒长大
3.1.4 金属的热塑性变形
1.热加工与冷加工的本质区别 金属的冷塑性变形加工和热塑性变形加工是以再结 晶温度来划分的。 凡在金属的再结晶温度以上进行的加工，称为热加 工，如锻造热轧等; 在再结晶温度以下进行的加工称为冷加工，如冷轧 冷拉等。 2.热加工对金属组织和性能的影响 (1)消除铸态金属的组织缺陷 (2)细化晶粒 (3)形成纤维组织 (4)形成带状组织

吉林大学工程材料第2章 金属的塑性变形和再结晶

吉林大学工程材料第2章 金属的塑性变形和再结晶
实质——晶界迁移过程
1、晶粒正常长大： 再结晶后的晶粒均匀、稳速地长大的现象。发生在
再结晶晶粒细小且均匀时。（希望的长大方式）
2、晶粒异常长大：
再结晶后的晶粒不均匀，急剧长大的现象。在再结晶 粒大小不均时，大晶粒吞并小晶粒，将得到异常粗大的 晶粒，也称“二次再结晶”。
d晶↑ 晶界面积↓ 能量↓∴晶粒长大是自发的 过程。因为粗晶是弱化，所以要避免晶粒长大，特别要
方向 σb(MPa) σ0.2(MPa) δ(%) ψ(%) αk(KJ/M2)
平行 701 垂直 659
460
17．5 62．8
608
431
10．0 31．0
294
34
四 、热加工的不足
在实际生产中，热加工与冷加工相比也有不足处
（1）热加工需要加热，不如冷加工简单易行。 （2）热加工制品的组织与性能不如冷加工均匀和易 于控制。
目的：1. 消除加工硬化 使、σ、HB↓ δ%、 %、ak↑ 2. 消除内应力，但保留加工硬化，使理化性能↑
对于冷加工后的金属，由于10%的变形能储存在 金属中，在加热时，随着温度的升高，原子活动能力 提高，在变形能的作用下，就要发生组织和性能的变 化，其主要包括三个阶段：回复、再结晶及晶粒长大。
18
底面对角线
1 面×3 方向=3
7
4、滑移机理
临界切应力（c）： 能够发生滑移的最小切应
力叫做为)。当切应力（）满足 c时滑移才 能发生。
铜的滑移临界切应力：理论计算 1500 Mpa 实际测试 1 MPa
滑移是由于滑移面上的位错运动造成的。
8
位错运动造成滑移示意图
9
10
二、 多晶体金属的塑性变形
700℃

金属塑性成形原理---第二章_金属塑性变形的物理基础

金属塑性成形原理---第二章_金属塑性变形的物理基础

位错的攀移
❖ 螺型位错无攀移
❖ 正攀移——正刃型位错位错线上移
负刃型位错位错线下移
编辑课件
位错的交割
❖ 两根刃型位错线都在各自的滑移面上移动，
则在相遇后交截分别形成各界，形成割阶后
仍分别在各自的平面内运动。
❖ 刃型位错和螺型位错交割时，在各自的位错
线上形成刃型割阶，位错线也能继续滑移。
❖ 螺型位错和螺型位错交割时，相交后形成的
❖ 假设：理想晶体两排原子相距为a，同排原子间距
为b。原子在平衡位置时，能量处于最低的位置。
在外力τ作用下，原子偏离平衡位置时，能量上升，
原子能量随位置的变化为一余弦函数。
❖ 通过计算晶体的临界剪切应力，并与实际的临界
剪切应力进行比较，人们发现，理论计算的剪切
强度比实验所得到的剪切强度要高一千倍以上。
编辑课件
典型的晶胞结构
编辑课件
典型的晶胞结构
编辑课件
三种晶胞的晶格结构
编辑课件
一、塑性变形机理
实际金属的晶体结构
❖ 单晶体:各方向上的原子密度不同——各向
异性
❖ 多晶体:晶粒方向性互相抵消——各向同性

❖ 塑性成形所用的金属材料绝大多数为多晶
体，其变形过程比单晶体复杂的多。
编辑课件
多晶体塑性变形的分类
加工中，会使变形力显著增
加，对成形工件和模具都有
III．抛物线硬化阶段：
一定的损害作用；但利用金
与位错的交滑移过程有关，
θ3
随应变增加而降低，应力应变
属加工硬化的性质，对材料
曲线变为抛物线。
进行预处理，会使其力学性
能提高
编辑课件
2.2 金属热态下的塑性变形

第二章金属的塑性变形与再结晶

第二章金属的塑性变形与再结晶
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二、多晶体金属的塑性变形
双晶粒试样的拉伸实验表明，晶界处较粗，这说明
晶界的变形抗力大，变形较小。
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Cu-4.5Al合金晶 界的位错塞积
26
㈠晶界及晶粒位向的影响
1、晶界的影响 晶界处原子排列紊乱，
杂质原子较多，增大了其 晶格的畸变，因而在该处 滑移时位错运动受到的阻 力较大，难以发生变形， 具有较高的塑性变形抗力。
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滑移的原因： 内因：滑移面上的位错运动，而不是刚性滑移 外因：切应力的作用
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晶体塑性变形的基本方式:
滑移和孪生
塑性变形最主要的方式: 滑移
滑移的实质是:
位错运动
晶体滑移并不是在切应力作用下，一部分 相对于另一部分沿一定晶面和晶向发生相对的 整体移动。
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二、多晶体金属的塑性变形
多晶体由许多晶粒组成，各个晶粒位向不同，且存 在许多晶界，变形复杂。
36
变形织构根据加工变形方式的不同主要有两种类型： 拉拔引起的织构称为丝织构; 轧制引起的织构称为板织构。
织构有时使材料的加工成形性能恶化。
37
变形织构的各相异性是明显的。其不均匀的塑 性变形会使薄板冲压产生“制耳”现象。
制耳示意图
38
3 晶粒破碎形成亚晶粒
随着变形的增大→位错密度明显增大→位错 不均匀分布→晶粒破碎成细碎的亚晶粒。
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课堂讨论
5．加工硬化使金属： a. 强度降低、塑性升高 b. 强度增大、塑性升高 c. 强度增大、塑性降低
6. 金属铸造时，为细化晶粒，可采用： a. 快速浇注 b. 以砂型代替金属型 c. 采取机械振动
7. 反复弯折铁丝，铁丝会越来越硬，最后会断裂， 这是由于产生了： a.加工硬化现象 b.再结晶现象 c.去应力退火

第二章2节 金属的塑性变形与再结晶分解

第二章2节 金属的塑性变形与再结晶分解

冷加工与热加工组织的变化 冷 加 工
热 加 工
热变形加工在变形 的同时伴随着动态再 结晶，变形停止后在 冷到室温过程中继续 有再结晶发生。所以 热变形加工基本没有 加工硬化现象。
热加工的优点： 1. 可使铸态金属中的气孔焊合，从而使其致密度得以提高；
2. 可使铸态金属中的枝晶和柱状晶破碎，从而使晶粒细化，机
使强度硬度升高，塑性下降。
§3回复与再结晶
回复：冷变形金属在低温加热时，其显微组织无可见变化， 但其物理、力学性能却部分恢复到冷变形以前的过程。
再结晶：冷变形金属被加热到适当温度时，在变形组织内
部新的无畸变的等轴晶粒逐渐取代变形晶粒，而使形变强 化效应完全消除的过程。
冷变形后
回复
再结晶
晶粒长大
三、热加工对金属组织和性能的影响 热加工相关概念：再结晶温度是热加工与冷加工的分界线，
高于再结晶温度的压力加工是热加工，低于再结晶温度的
压力加工是冷加工。Ni的T再为580，Pb的T再为-33. 两种变形加工各有所长。冷变形加工可以达到较高精度和 较低的表面粗糙度。并有加工硬化的效果。但是，变形抗 力大，一次变形量有限。而热变形加工与此相反。热变形 加工多用于形状较复杂的零件毛坯及大件毛坯的锻造和热 轧钢锭成钢材等。而冷变形加工多用于截面尺寸较小，要 求表面粗糙度值低的零件和坯料。
孪生
孪生变形是在切应力作用下，晶体的一部分沿一定的晶面
（孪晶面）及晶向（孪生方向），与晶体的另一部分发生均
匀的剪切变形，结果使晶体的变形部分与未变形部分构成镜 面对称的位向关系。
孪生
滑移
孪生变形示意图
二、多晶体的塑性变形 金属材料大多为位向、形状、大小不同的 晶粒组成的多晶体，因此多晶体的变形是许多
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2.1 金属的变形特性和常用的力学指标
金属在外力作用下发生形状和尺寸的改变 称为变形。
外力去处后能够恢复的变形称为弹性变形。 外力去处后不能恢复的变形称为塑性变形。
8
塑性变形
1、压力加工： 得到预期外形的工件 改善金属内部组织，提高金属的强度和韧性 2、材料在使用中发生的变形
9
2.1.1 金属变形的特性
17
2.1.3 塑性变形和强度
当外力增大时变形增大，外力去除后变形仅恢 复一部分，但不能恢复到原来的形状，这种变形称 为弹-塑性变形。其中恢复部分的变形称弹性变形， 不能恢复的部分称为塑性变形。
原子在外力作用下离开平衡位置到达新的位 置，当外力去除后，原子在内力作用下回复到另 一个平衡位置，只恢复了部分的变形。
锻造的优点：使金属成形、细化晶粒、组织均匀和消 除成分偏析。
工程中也要注意抑制金属的变形，例如：机床床身、 齿轮和轴等零件在工作中若出现变形则会影响使用性能 及使机器不能正常运转。
因此，在工业生产中，一方面要应用变形进行加工、 成形；另一面要减少变形，保证机器工作性能。
3
大型模锻液压机是机械制造业不可或 缺的重要装备，也是一个国家科技水 平、综合国力的重要标志， 曾振奋过中国人的科技成就——1961年上海设 计制造出一万吨级自由锻造液压机，已经运行 了40多年。 中国目前最大的30000吨级模锻液压机，位 于重庆市西南铝业集团有限公司，于1971 年制造。
18
强度：材料在外力作用下 抵抗变形和破坏的能力。
屈服强度s：材料发生微 量塑性变形时的应力值。
条件屈服强度0.2：残余变 形量为0.2%时的应力值。
抗拉强度b：材料断裂前 所承受的最大应力值。
s
0.2
19
塑性：材料受力破坏前可承受最大塑性变形的能力。 指标为：
伸长率：
l1 l0 100%
l0
2
铸造成形是生产形状复杂零件的一种重要手段，但铸 造成形也有不足之处：在高温下铸造使晶粒粗大、组织 不均匀和成分偏析等，从而造成铸件性能不均匀。
利用金属的塑性变形能力进行零件成形。对于机器上 的重要零件，常用锻造成形的方法；还可以使用压力加 工的方法加工金属制品，例如：轧制、拉拔和挤压等使 金属产生塑性变形而制成成品或半成品。
弹性：指标为弹性极限e，即材料承受最大弹性 变形时的应力。 刚度：材料受力时抵抗弹性变形的能力。指标为
弹性模量E。E= /ε
16
弹性模量的大小主要取决于材料的本性，除随温度升 高而逐渐降低外，其他强化材料的手段如热处理、冷 热加工、合金化等对弹性模量的影响很小。可以通过 增加横截面积或改变截面形状来提高零件的刚度。
（ 2 ） 载 荷 超 过 Fe 后 ， 会 产 生 弹性变形和塑性变形。当达 到Fs时，即使外力不再增加， 试样仍会继续变形，即产生 塑性变形。在曲线上出现了 水平的或锯齿形的线段，这 种现象称为“屈服”。 σs为 屈服极限。
14
（3）当载荷超过Fs后，是均匀塑性变形阶段，在 这阶段只有增加外力才能产生塑性变形，外力去 除，则变形停止，直到最大值为Fb。σb为强度极 限。
利用室温下的拉伸试验来研究金属材料的变形性能。
一、拉伸曲线与应力一应变曲线
应力σ:试样承受的载荷F除以试样的原始横截面积 A0，即: σ=F/A0 应变ε:试样的伸长量Δl除以试样的原始标距l，即: ε= Δl/ l 以σ与ε为坐标，绘出应力一应变 的关系曲线，叫做应力一应变曲 线。
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1. 拉伸曲线与应力一应变曲线 拉伸试样： GB6397-86规定《金属拉伸试样》有：圆形、矩形、 异型及全截面．常用标准圆截面试样。 长试样：L0=10d0; 短试样：L0=5d0
第二章 金属材料的性能、塑性变形 和再结晶
2.1 金属材料的性能 2.2 金属的塑性变形 2.3 塑性变形对金属组织和性能的影响 2.4 回复与再结晶 2.5 热加工
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整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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（4）变形量超过b点后，是不均匀塑性变形阶段， 试样的局部截面缩小，产生“缩颈”现象（脆性材 料无此现象）。当达到k点时，试样随即断裂。
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2.1.2 弹性变形和刚度
金属在外力作用下产生变形，外力与变形 成正比关系，外力去除后变形恢复到原来 的形状，这种变形称为弹性变形。
பைடு நூலகம்
金属原子在外力作用下离开平衡位置，原 子间产生内力，当外力去除后内力使原子 重新回到平衡位置。
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目前世界上最大的民航客机——A380。虽然法国已有 70年代向苏联订购的65000吨模锻液压机，但A380客 机起落架的成型，仍然需要到俄罗斯的75000吨压力机 上完成。
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材料的性能
使用性能：材料在使用过程中所表现的性能。包 括力学性能、物理性能和化学性能。 工艺性能：材料在加工过程中所表现的性能。包 括铸造、锻压、焊接、热处理和切削性能等。
拉伸试样 11
低碳钢的应力-应变曲线
应力 = P/F0 应变 = (l-l0)/l0
拉 伸 试 验 机
拉伸试样
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拉伸过程
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（1）当载荷不超过FP时，拉伸曲线Op为一直线， 载荷与伸长量成正比，符合胡克定律，处于弹性 变形阶段。载荷在FP一Fe间，伸长量与载荷不再 成正比关系，拉伸曲线不成直线，但试样仍处于 弹性变形阶段。σe为弹性极限。
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2011年7月21日，与中国大飞机工程配套的大型模锻 液压机项目——我国最大的拥有完全自主知识产权的 4万吨大型模锻液压机项目，在西安航空基地取得重 大进展：该液压机拥有的世界上最大的承载机架成功 安装到位，标志着4万吨大型航空模锻液压机项目建 设进入倒计时阶段，填补我国重型锻压装备的空白， 为我国大飞机的研制和起飞奠定坚实基础。
断面收缩率： F0 F1 10% 0
F0
拉 伸
试
样
的
颈
缩
现
断裂后
象
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说明：
① 用面缩率表示塑性比伸长率更接近真 实变形。
② 直径d0 相同时，l0，。只有当l0/d0
为常数时，塑性值才有可比性。
当l0=10d0 时，伸长率用 表示； 当l0=5d0 时，伸长率用5 表示。显然 5> ③ > 时，无颈缩，为脆性材料表征