金属材料的塑性变形及其特征

齿轮

             金属材料的塑性变形及其特征
    具有一定塑性的金属材料，在外力作用下的变形过
程基本可分为:弹性变形、塑性变形及断裂三个阶段。在弹
性变形阶段，变形是可以恢复的，当应力去除后其变形即消
失。若应力继续增大，超过材料的弹性极限时，则变形进入
塑性阶段。这时如果应力去除，变形不能完全消失，而只是
弹性变形部分恢复，剩余部分变形仍保留下来，这部分变形
即塑性变形。当应力不断增加，塑性变形量愈来愈大，应力
达到材料的断裂抗力时，就会使其破断。在这三个过程中，
对金属材料组织及性能影响最大的，则是塑性变形阶段。
    金属具有优良的塑性变形能力，是金属材料能够获得广
泛应用的重要条件之一。各种金属板材、棒材、线材和型材
等，都是利用金属材料在高温和室温下具有良好塑性变形的
能力，通过轧压、锻造、拉拔、冲压等成型的。这些加工方
法不仅赋于产品以所需要的形状、尺寸及轮廓，同时通过塑
性变形所伴随的硬化过程，使材料又达到强化。
    金属材料的塑性变形，可通过滑移、孪晶、晶界滑移、
扩散性蠕变等四种机理实现。其中最重要的方式是滑移。孪
晶只对某些金属，如密排六方晶格及体心立方晶格金属在
低温下变形时才能见到。.至于晶界滑移和扩散性蠕变，是金
属材料在高温状态下表现的变形特征。
    金属材料经过一定程度的压缩或拉伸变形后，经制样在
显微镜下观察时，便会发现其晶粒内部出现类似磨痕状的
“线条“，称为滑移带。在电子显微镜下观察时，可发现这些
滑移带是由许多密集称为“滑移线”的更微细线条所组成。
这是因为金属晶体在外力作用下，某些晶面受到足够的切应

力时，而产生相互间的滑移，而形成的滑移线，如示意图
1-19所示。

  所以，在冷加工时金属的塑性变形，实质上是通过晶面
之间的相互滑移而进行的。在加工变形过程中，变形最愈
大，滑移带愈多。与此同时晶粒也会沿加工方向被拉长，由
原来的等轴晶而变为“纺锤形”。这些都是金属材料在塑性
变形时的主要特征。