清华大学工程材料课程多媒体教案展示金属塑性变形

“十二五”国家级规划教材《工程材料》第5版配套课件展示之二第2章金属材料组织和性能的控制2.3金属的塑性加工第2章金属材料组织和性能的控制☆老师提示：重点内容2.3.1金属的塑性变形概述金属材料通过冶炼、铸造，获得铸锭后，通过塑性加工获得型材、板材、管材或线材，以及零件毛坯或零件。塑性加工方法示意图塑性加工:锻造、轧制、挤压、拉拔、冲压塑性加工时，金属产生塑性变形，对金属的组织结构和性能会产生重要的影响。问题1：塑性变形对金属的组织结构和性能有什么重要影响？问题2：塑性变形后的金属再加热时组织结构和性能有什么变化？一、单晶体的塑性变形单晶体的塑性变形基本方式有2种：滑移孪生晶体在切应力的作用下，晶体的一部分沿一定的晶面(滑移面)上的一定方向(滑移方向)相对于另一部分发生滑动叫滑移。滑移1、滑移滑移特点(1)滑移只能在切应力作用下才会发生。滑移临界切应力：产生滑移的最小切应力。当切应力超过滑移临界切应力时，晶体发生滑移。钨、钼、铁的滑移临界切应力比铜、铝的滑移临界切应力要大。因此铜、铝的塑性变形抗力较低。(2)滑移是晶体内部位错运动的结果。(3)总变形量是滑移方向上的原子间距的整数倍。滑移在表面形成滑移带。金属三种常见晶格的滑移系1×3=34×3=126×2=12滑移系3个1103个1112个每个滑移面上的滑移方向{0001}1个{111}4个{110}6个滑移面密排六方晶格面心立方晶格体心立方晶格晶格滑移系：由一个滑移面与其上的一个滑移方向组成。(4)滑移在晶体中密排面和其上密排方向进行。密排面、密排方向上原子排列紧密，结合力强。密排面是滑移面，密排方向是滑移方向。老师提示滑移系越多，金属发生滑移的可能性越大，塑性就越好。滑移方向对滑移所起的作用比滑移面作用大。面心立方晶格金属比体心立方晶格金属的塑性更好。(5)滑移时晶体发生转动。2、孪生在切应力作用下晶体的一部分相对于另一部分沿一定晶面(孪生面)和晶向(孪生方向)发生切变的变形过程叫孪生。发生切变后位向改变的一部分晶体称为孪晶。孪晶与未变形部分晶体原子分布对称。孪生所需的临界切应力比滑移的大得多。孪生只在滑移很难进行的情况下才发生。滑移系较少的密排六方晶格金属如镁、锌、镉等,容易发生孪生。体心立方晶格金属（如铁）在低温或受冲击时才发生孪生。孪生特点