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鋁型材鍛壓變形時(shí)組織和性能的變化
塑性變形不僅可以改變鋁型材的外觀尺寸和形狀,而且可以改變型材內(nèi)部的組織和性能;
A塑性變形對(duì)組織的影響
a顯微組織的變化
鋁型材經(jīng)過塑性變形后,其顯微組織發(fā)生了明顯的改變;除了每個(gè)晶粒內(nèi)部出現(xiàn)了大量滑移帶和孿晶帶之外,原始的晶粒將沿著其形變方向伸長(zhǎng),隨著變形量的增加,逐漸形成纖維組織;
b亞結(jié)構(gòu)的變化
晶體的塑性變形是借助位錯(cuò)在應(yīng)力作用下運(yùn)動(dòng)和不斷增殖,隨著變形量的增加,晶體內(nèi)部的位錯(cuò)密度迅速升高至10^15~10^16/m2;晶粒內(nèi)部的亞結(jié)構(gòu)直徑將細(xì)化至10^-6~10^18m;
c變形織構(gòu)
鋁型材受外力作用時(shí),多晶體會(huì)在外力作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)變形量很大時(shí),任意取向的各個(gè)晶粒會(huì)逐漸調(diào)整其取向而逐漸彼此趨向一致,形成變形織構(gòu);按加工方式的不同,織構(gòu)可分為絲織構(gòu)和板織構(gòu);拉拔工藝會(huì)產(chǎn)生與拉拔方向平行的絲織構(gòu),而在軋制過程中會(huì)產(chǎn)生平行于軋制平面的板織構(gòu);
B塑性變形對(duì)鋁型材性能的影響
a加工硬化
隨著塑性加工變形量的增加,鋁型材的變形抗力也隨之上升,即成為加工硬化;影響加工硬化的主要因素有變形程度、變形溫度、變形速度、初始晶粒度和合金元素;加工硬化的有益之處在于:可以通過冷加工控制鋁型材的最終性能,如冷拉鋼絲繩不僅可獲得高強(qiáng)度,而且表面光潔;有些零件通過工作中的不斷硬化達(dá)到表面耐磨、耐沖擊的要求,如鐵路用道岔由于經(jīng)常受到車輪的沖擊和摩擦,采用應(yīng)變硬化速率高的高錳鋼后,就可以達(dá)到?jīng)_擊韌性和表面硬度要求;
b殘余應(yīng)力
鋁型材塑性變形時(shí),外力所做的功大部分轉(zhuǎn)化為熱,其余極小一部分保留在鋁型材內(nèi)部,形成殘余應(yīng)力和點(diǎn)陣畸變;殘余應(yīng)力主要是由宏觀內(nèi)應(yīng)力、微觀內(nèi)應(yīng)力和點(diǎn)陣畸變?nèi)糠纸M成;宏觀應(yīng)力是由鋁型材各部分不均勻變形引起的;微觀內(nèi)應(yīng)力是由晶粒和亞晶粒不均勻變形引起的;塑性變形使鋁型材產(chǎn)生大量的位錯(cuò)和空位,晶格點(diǎn)陣中的一部分原子偏離其平衡位置,造成點(diǎn)陣畸變;通常殘余應(yīng)力對(duì)金屬材料的性能是有害的,它會(huì)導(dǎo)致材料及鋁型材的變形、開裂和產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕;
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