影响金属材料塑性变形的因素有哪些

A. 影响金属塑性变形的因素

金属的塑性变形是以金属塑性为主要依据，而变形产生的抗力与众多因素有关。从工艺角度出发，总是希望变形金属具有高塑性和低的变形抗力。但金属塑性和变形抗力是不同的两个概念, 塑性是反映材料塑性变形的能力，而变形抗力却是反映塑性变形的难易程度。它们都与材料的化学成分和组织、变形温度、变形速度及变形程度等因素有关。一般而言，金属材料的屈服强度越大，使其产生塑性变形所需的外力就越大，而产生塑性变形的困难就越大。所以，分析各种因素对塑性和变形抗力的影响，对金属的塑性变形是十分必要的。

一、金属的化学成分和组织对塑性和变形抗力的影响。

1.化学成分的影响。

2.金相组织的影响。

二、变形温度、变形速度对塑性和变形抗力的影响。

1.变形温度的影响。

2.变形速度的影响。

三、应力状态对塑性和变形抗力的影响。

金属物体受外力的作用而产生应力时，在一般情况下，其内部各质点的应力状态不尽相同，并且在变形过程中还会发生改变。

四、提高金属塑性和降低变形抗力的措施。

金属额塑性成形大都是由形状简单的原始坯料，通过塑性变形来达到工艺要求。固态成形一般变形抗力很大，所以设备吨位也大、而工、模具寿命较低。因此，要通过一定的措施来改善塑性和减小变形抗力。

B. 晶粒大小对金属材料的塑性变形有何影响

晶粒大小对金属材料的塑性变形的影响：

1.晶粒越细，变形抗力越大。

2.晶粒越细小，金属的塑性就越好。

C. 塑性变形的影响因数

塑性变形的影响因数
金属在室温下的塑性变形，对金属的组织和性能影响很大，常会出现加工硬化、内应力和各向异性等现象。
加工硬化
塑性变形引起位错增殖，位错密度增加，不同方向的位错发 塑性变形力学原理
生交割，位错的运动受到阻碍，使金属产生加工硬化。加工硬化能提高金属的硬度、强度和变形抗力，同时降低塑性，使以后的冷态变形困难。
内应力
塑性变形在金属体内的分布是不均匀的，所以外力去除后，各部分的弹性恢复也不会完全一样，这就使金属体内各部分之间产生相互平衡的内应力，即残余应力。残余应力降低零件的尺寸稳定性，增大应力腐蚀的倾向。
各向异性
金属经冷态塑性变形后，晶粒内部出现滑移带或孪晶带。各晶粒还沿变形方向伸长和扭曲。当变形量很大(如70％或更大)而且是沿着一个方向时，晶粒内原子排列的位向趋向一致，同时金属内部存在的夹杂物也被沿变形方向拉长形成纤维组织，使金属产生各向异性。沿变形方向的强度、塑性和韧性都比横向的高。当金属在热态下变形，由于发生了再结晶，晶粒的取向会不同程度地偏离变形方向，但夹杂物拉长形成的纤维方向不变，金属仍有各向异性。
再结晶和回复
经过冷变形的金属，如加热到一定温度并保持一定的时间，原子的激活能增加到足够的活动力时，便会出现新的晶核，并成长为新的晶粒，这种现象称为再结晶。经过再结晶处理后，冷变形引起的晶粒畸变以及由此引起的加工硬化、残余应力等都会完全消除。 再结晶温度 通常以经一小时保温完成再结晶的温度为金属的再结晶温度。各种金属的再结晶温度，按绝对温度(K)计大约相当于该金属熔点的40～50％。 低碳钢的再结晶温度约460℃。当变形程度较小时,在再结晶过程中，尤其是当温度偏高时，再结晶的晶粒特别粗大。因此如要晶粒细小，金属材料在再结晶处理前会有较大的变形量。 再结晶温度对金属材料的塑性加工非常重要。在再结晶温度以上进行的塑性加工和变形称为热加工和热变形；在再结晶温度以下进行的塑性加工和变形称为冷加工和冷变形。热变形时，金属材料在变形过程中不断地发生再结晶，不引起加工硬化，假如缓慢地冷却，也不出现内应力。 回复 冷变形后的金属，当加热到稍低于再结晶温度时，通过原子的扩散会减少晶体的缺陷，降低晶体的畸变能，从而减小内应力；但是不出现新的晶粒，金属仍保留加工硬化和各向异性，这就是金属的回复。这样的热处理称为去应力退火。
变形量和塑性
塑性变形变形量的大小，常依变形方式的不同用不同的指标来表示。有的用坯料变形前后截面积的变化表示,有的用某一方向长度的变化表示,扭转时用转角的大小表示。镦粗和压缩的变形量在工程上常用压缩率表示。如坯料原始高H 0,镦粗后高H1（图2），则压下量△H＝H 0－H 1，压缩率为 公式1
金属在锻压过程中所能承受的变形量有一定的限值。金属能承受较大的变形量而不破裂的性能称为塑性。金属的塑性可由实验测定(见锻造性能试验)。金属塑性的好坏与化学成分、内部组织结构、变形温度和速度、变形方式等因素有关。纯金属和合金元素低的金属（如铝、紫铜、低碳钢等）塑性好，高合金和含杂质多的金属塑性差。一般金属在低温时塑性差，高温时塑性好。金属的塑性还与变形方式有关，例如在自由锻镦粗时，坯料的周围向外凸出，材料受拉应力，金属的塑性低，容易开裂。挤压时，坯料三向受压，金属的塑性高。在很小的变形下就开裂的金属称为脆性材料，如铸铁。脆性材料通常不宜锻压加工。 变形力 在锻压过程中，坯料内部一般处于三向应力状态。开始塑性变形的应力不是由某一方向的应力单独确定的。用1、2、3代表坯料内任意一点单元体上三个相互垂直方向的主应力(图3)，实验表明，如要这个单元体发生塑性变形，则三个主应力所引起的弹性畸变能应达到一定值。它的数学表达式为 公式3
式中Y为金属的变形抗力，由抗拉试验或抗压试验测定。上式表示金属坯料内任意一点开始塑性变形时三个方向主应力所应达到的条件，称为屈服准则。在锻压过程中，坯料内某些面上各点都会发生塑性变形，这时所加的外力称为变形力。 影响变形力P 的主要因素有4个，即 公式2
式中Y为金属的静载变形抗力,它与化学成分、温度、变形过程等有关。低碳钢的变形抗力低，高合金钢的变形抗力高；低温时变形抗力高，高温时变形抗力低； 塑性变形
室温下的退火金属在开始锻压时变形抗力低，经过变形产生加工硬化后变形抗力增高。A为锻件加力方向的横截面积。α1为应变速率系数。在慢速的液压机上锻压时,α1=1～1.5；在应变速率高的锻锤上锻压时,α1埍3。α2为多余功系数，它与变形方式有关，例如自由锻时坏料侧表面不受约束,α 2=1～2.5；模锻和挤压时，金属的流动受模膛约束，α2=2.5～6。另外,模膛表面的粗糙度和润滑状况也有影响，锻模表面光洁且有良好的润滑时α 2较小；模具表面粗糙且没有润滑时，α 2较大。

D. 塑性变形对金属组织和性能有那些影响谢谢了……

冷塑性变形对金属组织和性能影响
（1）组织的变化
1）晶粒形状的变化
金属经冷加工变形后，其晶粒形状发生变化，变化趋势大体与金属宏观变形一致。
2）晶粒内产生亚结构
3）晶粒位向改变（变形织构）
多晶体中原为任意取向的各个晶粒，会逐渐调整其取向而彼此趋于一致。这种由于塑性变形的结果而使晶粒具有择优取向的组织，称为 “ 变形织构 ” 。
（2）性能的变化
其中变化最显著的是金属的力学性能，即随着变形程度的增加，金属的强度、硬度增加，而塑性韧性降低，这种现象称为加工硬化。
对于不能用热处理方法强化的材料，借助冷塑性变形来提高其力学性能就显得更为重要。最后还要指出，加工硬化对金属塑性成形也有不利的一面。它使金属的塑性下降，变形抗力升高，继续变形越来越困难，特别是对于高硬化速率金属的多道次成形更是如此。
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热变形：再结晶温度以上的塑性变形。热变形时加工硬化与再结晶过程同时存在，而加工硬化又几乎同时被再结晶消除。由于热变形是在高温下进行的，金属在加热过程中表面易产生氧化皮，使精度和表面质量较低。自由锻、热模锻、热轧、热挤压等工艺都属于热变形加工。金属塑性变形对组织和性能的影响 （一）变形程度的影响 塑性变形程度的大小对金属组织和性能有较大的影响。变形程度过小，不能起到细化晶粒提高金属力学性能的目的；变形程度过大，不仅不会使力学性能再增高，还会出现纤维组织，增加金属的各向异性，当超过金属允许的变形极限时，将会出现开裂等缺陷。 对不同的塑性成形加工工艺，可用不同的参数表示其变形程度。 锻造比Y锻：锻造加工工艺中，用锻造比Y锻来表示变形程度的大小。 拔长：Y锻=S0/S（S0、S分别表示拔长前后金属坯料的横截面积）； 镦粗：Y锻=H0/H（H0、H分别表示镦粗前后金属坯料的高度）。 碳素结构钢的锻造比在2~3范围选取，合金结构钢的锻造比在3~4范围选取，高合金工具钢（例如高速钢）组织中有大块碳化物，需要较大锻造比（Y锻=5~12），采用交叉锻，才能使钢中的碳化物分散细化。以钢材为坯料锻造时，因材料轧制时组织和力学性能已经得到改善，锻造比一般取1.1~1.3即可。 表示变形程度的技术参数：相对弯曲半径（r/t）、拉深系数（m）、翻边系数（k）等。挤压成形时则用挤压断面缩减率（εp）等参数表示变形程度。 （二）纤维组织的利用 纤维组织：在金属铸锭组织中的不溶于金属基体的夹杂物（如FeS等），随金属晶粒的变形方向被拉长或压扁呈纤维状。当金属再结晶时，被压碎的晶粒恢复为等轴细晶粒，而夹杂物无再结晶能力，仍然以纤维状保留下来，形成纤维组织。纤维组织形成后，不能用热处理方法消除，只能通过锻造方法使金属在不同方向变形，才能改变纤维的方向和分布。 纤维组织的存在对金属的力学性能，特别是冲击韧度有一定影响，在设计和制造零件时，应注意以下两点： （1）零件工作时的正应力方向与纤维方向应一致，切应力方向与纤维方向垂直。 （2）纤维的分布与零件的外形轮廓应相符合，而不被切断。 例如，锻造齿轮毛坯，应对棒料镦粗加工，使其纤维呈放射状，有利于齿轮的受力；曲轴毛坯的锻造，应采用拔长后弯曲工序，使纤维组织沿曲轴轮廓分布，这样曲轴工作时不易断裂

E. 影响金属材料塑形变形的因素有哪些

⑴材料的化学成份和组织结构
⑵变形时的温度
⑶变形速度
⑷变形程度
⑸应力状态

F. 塑性变形对金属的组织和性能有什么影响

塑性变形对组织和结构的影响：

一、形成纤维结构：晶粒在变形方向上拉长或扁平；杂质呈薄带状或链状分布。

二、形成变形纹理：

1、变形织构：由塑性变形引起的每一晶粒择优取向的多晶材料的结构。

2、线（丝）织构：晶向倾向于与变形方向平行（如拉丝时形成）。

3、平面（板）织构：晶面倾向于与轧制面平行，晶向倾向于与主变形方向平行。

4、形成位错细胞（亚结构）。

(6)影响金属材料塑性变形的因素有哪些扩展阅读：

塑性变形物理机制：

一、金属塑性变形：

1、金属晶体的塑性变形有两种机制：一是单个原子从原来的位置移动到另一个位置；二是两层晶体的位错。

2、大多数金属材料在高温下的塑性变形能力较高，因而能够成形，铅在室温下具有足够的塑性变形能力，但在高温下铸铁的塑性变形能力也很弱。

3、在纳米尺度下，一些简单金属在立方系中的塑性变形在一定条件下是可逆的，此外，晶体的裂纹可能与差排缠绕在一起，使差排不能继续滑动，晶体的塑性变形变得局部。

二、无定形体塑性变形：

不定体缺乏规则的结构，不适用差分排列的概念，在不定体中，原子之间有很大的空间，张力会压缩这些空间，但压缩后空间不会再膨胀，在某些材料中，拉伸部分会出现雾状的颜色，这是由于一些纳米纤维的形成。

三、马氏体塑性变形：

马氏体的塑性变形是复杂的，不能用简单的理论来解释，例如镍钛合金，根据上述理论，其塑性变形是不可逆的，但实际上是可逆的，为“伪弹性”，或形状记忆。

G. 影响材料强度，塑性，韧性的因素有哪些如何提高材料的强度，塑性和韧性

硬度、强度、刚度、塑性是常说的主要机械性能，另外还有弹性、冲击韧性、疲劳强度和断裂韧性等。要了解它们的区别，首先要了解相关概念： 1、硬度：金属材料抵抗更硬的物体压入其内的能力。硬度是衡量金属材料软硬程度的一项重要的性能指标，它既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力。硬度不是一个简单的物理概念，而是材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的综合指标。硬度试验根据其测试方法的不同可分为静压法（如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等）、划痕法（如莫氏硬度）、回跳法（如肖氏硬度）及显微硬度、高温硬度等多种方法。 2、刚度：金属材料在受力时抵抗弹性变形的能力。刚度是指零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力。零件的刚度（或称刚性）常用单位变形所需的了或力矩来表示，刚度的大小取决于零件的几何形状和材料种类（即材料的弹性模量）。刚度要求对于某些弹性变形量超过一定数值后，会影响机器工作质量的零件尤为重要，如机床的主轴、导轨、丝杠等。 3、强度：金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。强度是指零件承受载荷后抵抗发生断裂或超过容许限度的残余变形的能力。也就是说，强度是衡量零件本身承载能力（即抵抗失效能力）的重要指标。强度是机械零部件首先应满足的基本要求。机械零件的强度一般可以分为静强度、疲劳强度（弯曲疲劳和接触疲劳等）、断裂强度、冲击强度、高温和低温强度、在腐蚀条件下的强度和蠕变、胶合强度等项目。强度的试验研究是综合性的研究，主要是通过其应力状态来研究零部件的受力状况以及预测破坏失效的条件和时机。 4、塑性：金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致引起破华的能力。