金屬材料的溫變形

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金屬材料在高于室溫但低于再結(jié)晶開始溫度的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的塑性變形過程。在金屬塑性加工領(lǐng)域中通稱溫加工。溫變形過程中，金屬或合金內(nèi)產(chǎn)生加工硬化的同時(shí)，伴隨有動(dòng)態(tài)回復(fù)軟化和變形間隙時(shí)間內(nèi)的靜態(tài)軟化，但加工硬化程度大于軟化程度。隨加工硬化和加工軟化程度的不同，金屬的硬度和屈服強(qiáng)度也不同。與冷變形相比，金屬的屈服強(qiáng)度低，塑性高，變形抗力低。

變形方式

金屬材料的溫變形的方式有溫軋、溫拔、溫?cái)D壓等。

溫變形主要用于以下一些情況：

(1)冷變形時(shí)強(qiáng)烈硬化和變形抗力較高的金屬或合金，例如不銹鋼、高碳合金鋼及工具鋼等；

(2)冷態(tài)塑性差，冷變形時(shí)容易開裂的材料，如59-1鉛黃銅、錳-鋁-碳精密合金等；

(3)冷變形極為困難，而熱變形時(shí)又嚴(yán)重氧化或吸氣以及容易開裂的材料，如鎢、鉬、鉻、鈦等及它們的合金；

(4)制品形狀復(fù)雜、一次變形量又大的零件以及旨在改善產(chǎn)品綜合力學(xué)性能的加工；

(5)現(xiàn)有設(shè)備能力不足，零件尺寸較大，須組織多工步的連續(xù)生產(chǎn)時(shí)。

生產(chǎn)中采用溫變形的目的主要是：

(1)改善金屬或合金的加工性能。如溫拔低塑性鋼絲，可明顯地消除內(nèi)應(yīng)力，改善其塑性和降低變形抗力；

(2)改善產(chǎn)品的使用性能。溫變形可以在保證有足夠塑性貯備的情況下，提高金屬或合金的強(qiáng)度；

(3)在鋁及鋁合金的生產(chǎn)中，為充分利用熱軋后的塑性及余熱，采用屬于溫變形的所謂中溫軋制，以加速材料的生產(chǎn)并有效地節(jié)省能耗。

溫變形時(shí)，由于變形溫度較低，位錯(cuò)的活動(dòng)性較差，變形后的位錯(cuò)大多是相當(dāng)紊亂和無規(guī)則地分散在晶體內(nèi)。當(dāng)變形溫度較高時(shí)，位錯(cuò)活動(dòng)性較大，位錯(cuò)可以進(jìn)行交滑移，位錯(cuò)大多集聚在局部區(qū)域并糾結(jié)在一起，組成位錯(cuò)發(fā)團(tuán)(見位錯(cuò)纏結(jié))。這樣，在金屬中便出現(xiàn)許多由位錯(cuò)發(fā)團(tuán)分隔開的、位錯(cuò)密度較低的區(qū)域。這些區(qū)域之間的取向差別不大，這種組織稱為亞晶或胞狀組織。變形量越大，亞晶越細(xì)小。在亞晶界上糾結(jié)了大量位錯(cuò)。當(dāng)變形方式和變形量一定時(shí)，位錯(cuò)密度隨變形前晶粒大小、雜質(zhì)的多少或變形溫度的高低而變化，一般說來，晶粒細(xì)、溫度低和雜質(zhì)多都會(huì)使變形后的位錯(cuò)密度增大。

溫變形制品的表面粗糙度和尺寸精確度接近冷變形的制品；變形工具的服役壽命比冷變形的長(zhǎng)；由于溫變形時(shí)金屬的變形抗力比冷變形時(shí)低些，變形能耗較低，且能更充分地利用金屬的塑性。

溫變形時(shí)由于金屬或合金內(nèi)部存在加工硬化和回復(fù)軟化兩個(gè)過程，引起組織狀態(tài)不同，變形不均性增大，另外，因變形道次多，時(shí)間拖長(zhǎng)，材料各部位冷卻不均，都導(dǎo)致制品的性能分布不均，這是在溫變形時(shí)應(yīng)注意的。