金属塑性变形
发布时间:2022-03-02 16:53:57 点击次数:12 文章作者:
——在外力作用下,金属产生形状与尺寸的变化称为变形,它分为弹性变形和塑性变形。所有的固体金属都是晶体,原子在晶体所占的空间内有序排列。在没有外力作用时,金属中原子处于稳定的平衡状态,金属物体具有自己的形状与尺寸。施加外力,会破坏原子。原来的平衡状态,造成原子排畸变,引起金属形状与尺寸的变化。假若除去外力,金属中原子立即恢复到原来稳定平衡的位置,原子排列畸变消失和金属完全恢复了自己的原始形状和尺寸,则这样的变形称为弹性变形。增加外力,原子排列的畸变程度增加,移动距离有可能大于受力前的原子间距离,这时晶体中一部分原子相对于另一部分产生较大的错动。外力除去以后,原子间的距离虽然仍可恢复原状,但错动了的原子并不能再回到其原始位置,金属的形状和尺寸也都发生了永久改变。这种在外力作用下产生不可恢复的永久变形称为塑性变形。受外力作用时,原子总是离开平衡位置而移动。因此,在塑性变形条件下,总变形既包括塑性变形,也包括除去外力后消失的弹性变形。塑性变形的基本形式:1.滑移。滑移是晶体一部分沿一定的晶面(滑移面)和晶向(滑移方向)相对于另一部分作相对移动。2.孪生。孪生是晶体一部分相对另一部分,对应于一定的晶面(孪晶面)沿一定方向发生转动的结果。3.多晶体塑性变形。实际使用的金属都是多晶体,由大小、形状、位向都不完全相同的晶粒组成,各晶粒之间由晶界相连接。多晶体塑性变形包括晶内变形和晶间变形。金属的塑性不是固定不变的,它受金属的内在因素(晶格类型、化学成分、组织状态等)和外部条件(变形温度、应变速率、变形的力学状态等)的影响。因此通过创造合适的内、外部条件,就有可能改善金属的塑性行为。1.化学成分及组织的影响。2.变形温度对塑性的影响。3.变形速度对塑性的影响。4.应力状态对塑性的影响。主应力状态中的压应力个数越多,数值越大,金属的塑性越好;反之拉应力个数越多,数值越大,其塑性越低。原因是:压应力阻止或减小晶间变形;有利于抑制或消除晶体中由于塑性变形引起的各种微观破坏;能抵消由于不均匀变形所引起的附加应力。影响金属变形抗力的主要因素:1.化学成分及组织的影响。2.变形温度对变形抗力的影响。3.变形速度对变形抗力的影响。4.变形程度对变形抗力的影响。5.应力状态对变形抗力的影响。塑性理论指出,只有应力差才会导致物体的形状变形。物体受到的静水压力越大,其变形抗力越大。如挤压时金属受三向压应力作用,拉拔时受两压一拉的应力作用,虽然两者产生的变形状态是相同的,但挤压时的变形抗力远大于拉拔时的变形抗力。