影响塑性变形的因素

折子戏

1、相同材料，相同组织 为什么温度越高 塑性（变形量）越好？
2、塑性好，是指原子间的距离大，变形量才会大吗？

adrian001

1、晶体学上说，奥氏体是体心立方，塑性最好，故变形温度一般在奥氏体区；故奥氏体钢一般加热温度较低。别的原因我也说不上了。
2、伸长率和收缩率 塑性指标

aaron01

这么理解可能方便一点吧：
塑性变形是需要提供能量的，外力做的功达到一定程度才能克服材料内部抵抗变形的能力，引起永久性的塑性变形，而加热后由于热能已经提供了一部分的能量，此时只要给较小的外界机械能就足够引起变形了，因此，温度高了，材料的塑性变好。
第二个问题，塑性好，是指材料抵抗外加应力所引起的变形的能力比较低，因而在同样外力下更容易变形。

折子戏

回复 3# aaron01


    塑性好，容易变形 同时变形量大不说明塑性好吗？

aaron01

塑性衡量指标：延伸率和断面收缩率。
这两个值越高，说明塑性越好，越容易变形。
你说的原子间距离的影响其实应该归结到碳的溶入，奥氏体中溶入碳越多，引起晶格畸变，使点阵常数变大，也就是你说的原子间距离变大。由于晶格畸变，使得变形变得更困难才对，这也是低碳钢比高碳钢塑性好的原因，和你说的情况正相反。

laoguei

回复 1# 折子戏


    分子位移需要一定的能量，所以温度越高获得的移动能量越高，越易移动，塑性越好。

aaron01

强度和塑性好坏，最根本因素是取决于碳在铁原子多晶体中的分布状态，不同的相因为碳在基体中分布情况不一样，才具有了不同的机械性能。
为什么马氏体塑性差强度高？为什么铁素体塑性好强度低？同样是马氏体高碳与低碳马氏体性能为什么有差别？不都是这个道理吗？我们研究材料、研究相变，研究机械性能，其实说到底研究的是碳在铁碳合金里的分布，正是碳的加入，并以不同形式起作用，才使得钢铁材料变得那么多变，那么多姿多彩！

jxing1234

1,晶界对材料的变形阻碍作用
温度越高 奥氏体晶粒越大，晶界越少，塑性变形越好
反之，塑性变形越差

jxing1234

有谁能从位错角度分析下原因？

aaron01

金属材料的强化途径，主要有以下几个方面；
(1)结晶强化。结晶强化就是通过控制结晶条件，在凝固结晶以后获得良好的宏观组织和显微组织，从而提高金属材料的性能。它包括：
1）  细化晶粒。细化晶粒可以使金属组织中包含较多的晶界，由于晶界具有阻碍滑移变形作用，因而可使金属材料得到强化。同时也改善了韧性，这是其它强化机制不可能做到的。
2）  提纯强化。在浇注过程中，把液态金属充分地提纯，尽量减少夹杂物，能显著提高固态  金属的性能。夹杂物对金属材料的性能有很大的影响。在损坏的构件中，常可发现有大量的夹杂物。采用真空冶炼等方法，可以获得高纯度的金属材料。
(2)形变强化。金属材料经冷加工塑性变形可以提高其强度。这是由于材料在塑性变形后
  位错运动的阻力增加所致。
(3)固溶强化．通过合金化(加入合金元素)组成固溶体，使金属材料得到强化称为固溶强化。
(4)相变强化。合金化的金属材料，通过热处理等手段发生固态相变，获得需要的组织结构，使金属材料得到强化，称为相变强化．
相变强化可以分为两类：
1)      沉淀强化(或称弥散强化)。在金属材料中能形成稳定化合物的合金元素，在一定条件下，使之生成的第二相化合物从固溶体中沉淀析出，弥散地分布在组织中，从而有效地提高材料的强度，通常析出的合金化合物是碳化物相。
在低合金钢(低合金结构钢和低合金热强钢)中，沉淀相主要是各种碳化物，大致可分为三类。一是立方晶系，如TiC、V4C3，NbC等，二是六方晶系，如M02、W2C、WC等，三是正菱形，如Fe3C。对低合金热强钢高温强化最有效的是体心立方晶系的碳化物。
2)      马氏体强化。金属材料经过淬火和随后回火的热处理工艺后，可获得马氏体组织，使材料强化。但是，马氏体强化只能适用于在不太高的温度下工作的元件，工作于高温条件下的元件不能采用这种强化方法。
(5)晶界强化。晶界部位的自由能较高，而且存在着大量的缺陷和空穴，在低温时，晶界阻
碍了位错的运动，因而晶界强度高于晶粒本身；但在高温时，沿晶界的扩散速度比晶内扩散速度大得多，晶界强度显著降低。因此强化晶界对提高钢的热强性是很有效的。
硼对晶界的强化作用，是由于硼偏集于晶界上，使晶界区域的晶格缺位和空穴减少，晶界自由能降低；硼还减缓了合金元素沿晶界的扩散过程；硼能使沿晶界的析出物降低，改善了晶界状态，加入微量硼、锆或硼+锆能延迟晶界上的裂纹形成过程；此外，它们还有利于碳化物相的稳定。
(6)综合强化。在实际生产上，强化金属材料大都是同时采用几种强化方法的综合强化。
很多种强化方式，我认为最主要的是C的固溶强化和沉淀强化。

jxing1234

回复 2# adrian001

奥氏体是体心立方你说错了
    γ铁是面心立方，奥氏体是C溶解在 γ铁中的间隙固溶体，一般在 γ铁的八面体间隙中。

jxing1234

从位错角度来分析
相同的组织，温度越高，原子能量越高，越容易形成位错。
位错越多，而且没有位错缠结，越容易塑性变形。
呵呵 不知道对不对

renbenfg

金属就是在固态下，也有原子的活动，只不过自由能低，可忽略不计。但随着温度的升高，原子移位的能量增加，原子活动的增加，使得晶格间距加长，对于外力的承受能力加强，随着温度的升高，其承受变形的能力越强，所以温度越高工件塑性越好。

adrian001

回复 11# jxing1234


    呵呵 ，是错了。

aaron01

回复 12# jxing1234


    “从位错角度来分析
相同的组织，温度越高，原子能量越高，越容易形成位错。
位错越多，而且没有位错缠结，越容易塑性变形。
呵呵 不知道对不对 ”

纠正一下。位错不是因为温度高而产生的，正确说法是：
温度越高，原子自身能量越高，位错的移动所需的外部能量越低，位错越容易滑移，因此越容易发生塑性变形。

位错理论认为，晶体的切变在微观上并非一侧相对于另一侧的整体刚性滑移，而是通过位错的运动来实现的。随着位错不断地从材料内部发生并运动到表面，就可以提供连续塑性形变所需的晶面间滑移了。与整体滑移所需的打断一个晶面上所有原子与相邻晶面原子的键合相比，位错滑移仅需打断位错线附近少数原子的键合，因此所需的外加剪应力将大大降低。由此可见，金属内部位错是否容易滑移是其塑性好坏的根本原因。

jxing1234

谢谢aaron01 的指点

langzi0913

回复 3# aaron01


    顶下三楼，觉得说的有道理！