變形溫度對鍛件塑性的影響

       對于大多數金屬，隨著變形溫度升高，總的趨勢是塑性增加，但在溫度變化過程某些溫度區間，金屬的塑性降低，出現脆性區。可以看出，在超低溫區域金屬塑性極低，在-200℃時由于原子的熱振動能力極低及晶界形成脆性相，幾乎沒有塑性。隨著溫度的升高，塑性增加，人約在200℃出現峰值，超過200℃塑性下降，在400℃左右塑性有較大的降低，出現第一個低谷值，塑性降低的原因可能與氮化物、氧化物等在晶界、滑移面沉淀析出有關，類似于時效硬化，此溫度區間稱為藍脆區。溫度繼續升高，溫度在800℃,塑性出現第二個峰值，超過800℃，塑性開始下降，在1000℃左右出現第二個低谷值，塑性下降，區域三鍛件塑性降低的原因可能和珠光體轉變為奧氏體，形成鐵素體和奧氏體兩相共存，或晶界出現低熔點的共晶體有關，此溫度區間稱為熱脆性區，超過熱脆性區塑性有所增加，溫度在1200℃時，出現第三個峰值，溫度超過1200℃，塑性開始下降，溫度超過1250℃，碳鋼出現過熱、過燒、晶粒粗大及晶界低熔點物質的局部熔化等，塑性又急劇下降，出現高溫脆性區。

       在塑性加工時，應避開上述各脆性區。例如，鋼的溫變形加工，不要在藍脆溫度范圍進行，否則容易脆裂；鋼的熱加工，不能進入高溫脆性區，避免鍛后組織粗大或斷裂缺陷；至于熱脆性區，此時塑性已經較高，變形抗力低，為了鍛造加工操作方便，有時也可利用。

       溫度升高，塑性增加的原因主要有如下幾點。

       1.隨著溫度的升高，材料發生了回復與再結晶。回復使合金得到一定程度的軟化，再結晶則完全消除加工硬化效應，提高塑性。

       2.溫度升高，材料原子動能增加，提高位錯的活動性，增加滑移系，改善了鍛件晶粒之間的變形協調性。如面心立方晶體結構的鋁，在室溫時滑移面為（111)，當溫度升高到400℃時，除廣(111)面外，（100)面也參與滑移，塑性增加，在450-550℃的溫度范圍鋁的塑性最好，超過600℃塑性急劇下降，這與組織過熱和（111）面滑移停止作用有關。

       3.隨溫度升高，材料的組織發生了變化，如由多相組織為單相組織變，塑性不利位置的晶格位相轉變為對塑性有利的晶格位相。對于碳鋼，950-1250℃溫度范圍塑性較好，這與碳鋼處于單相奧氏體組織狀態密切相關。

       4.隨著溫度的升高，發生熱塑性，熱塑性發生在晶界處，晶粒愈細，溫度愈高，熱塑性作用愈大。在回復溫度下，熱塑性對金屬塑性變形所起的作用不明顯，在高溫下，熱塑性作用增強。

       5.隨溫度的升高，晶界切變抗力顯著降低，晶間滑移容易進行，晶間滑移及時消除相鄰晶界不均勻變形所形成的應力集中，增加晶間滑移量，提高高溫塑性。

       溫度對各種金屬及合金的影響規律，可用表示塑性和變形抗力的綜合指標可鍛性表示。隨溫度升高，一方面金屬及合金可鍛性提高，另一方面溫度升高造成晶粒粗大及其第二相的析出，可鍛性一般不隨溫度增加而一直增加。

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