78 金属学与热处理 3)产生形变织构 金属塑性变形到很大程度(70%以上)时,由于晶粒发生转动,使各晶粒的位向大致趋近 于一致,形成特殊的择优取向,这种有序化的(晶粒的位向大致趋近于一致的)结构叫做形 变织构。形变织构一般分为两种:一种是各晶粒的一定晶向平行于拉拔方向,称为丝织构, 例如低碳钢经大变形量冷拔后,其<100>平行于拔丝方向,如图410(a)所示;另一种是各 晶粒的一定晶面和晶向平行于轧制方向,称为板织构,低碳钢的板织构为(001}<-110>,如 图410b)所示 2.对性能的影响 ①随着塑性变形量的増加,金属的强度、硬度升高,塑性、韧性下降,这种现象称为 加工硬化(也称为形变强化),如图411所示 位错密度及其他晶体缺陷的增加是导致加工硬化的原因。一方面因为随着变形量的增 加,位错密度急剧增高,位错间的交互作用增强,相互缠结,造成位错运动阻力的增大, 引起塑性变形抗力提高。另一方面由于(晶粒碎化导致)亚晶界的増多,这使强度得以提高。 在生产中可通过冷轧、冷拔(等冷加工工艺)提高钢板或钢丝的强度。 ②由于纤维组织和形变织构的形成,使金属的性能产生各向异性。如沿纤维方向的强 度和塑性明显高于垂直方向的。具有形变织构的金属,在随后的再结晶退火过程中极易形 成再结晶织构。用有织构的板材冲制筒形零件时,由于在不同方向上塑性差别很大,零件 的边缘出现“制耳”,如图4.12所示。 在某些情况下,织构的各向异性也有好处。制造变压器铁芯的硅钢片,因沿[100方向 最易磁化,采用这种织构可使铁损大大减小,因而变压器的效率大大提高。 ③塑性变形可影响金属的物理、化学性能。如使电阻增大,耐腐蚀性降低 ④由于金属在发生塑性变形时,金属内部变形不均匀,位错、空位等晶体缺陷增多 金属内部会产生残余内应力。即外力去除后,金属内部会残留下来应力。残余内应力会使 金属的耐腐蚀性能降低,严重时可导致零件变形或开裂。齿轮等零件,如表面通过喷丸处 理后,可产生较大的残余压应力,则可提高疲劳强度 420 变形度/% (a)无织构 b)有织构 图411纯铜冷轧后的力学性能与形变程度的关系 14.12因织构造成深冲制品的 “制耳”示意图·78· 金属学与热处理 ·78· 3) 产生形变织构 金属塑性变形到很大程度(70%以上)时，由于晶粒发生转动，使各晶粒的位向大致趋近 于一致，形成特殊的择优取向，这种有序化的(晶粒的位向大致趋近于一致的)结构叫做形 变织构。形变织构一般分为两种：一种是各晶粒的一定晶向平行于拉拔方向，称为丝织构， 例如低碳钢经大变形量冷拔后，其<100>平行于拔丝方向，如图 4.10(a)所示；另一种是各 晶粒的一定晶面和晶向平行于轧制方向，称为板织构，低碳钢的板织构为{001}<110>，如 图 4.10(b)所示。 2. 对性能的影响 ① 随着塑性变形量的增加，金属的强度、硬度升高，塑性、韧性下降，这种现象称为 加工硬化(也称为形变强化)，如图 4.11 所示。 位错密度及其他晶体缺陷的增加是导致加工硬化的原因。一方面因为随着变形量的增 加，位错密度急剧增高，位错间的交互作用增强，相互缠结，造成位错运动阻力的增大， 引起塑性变形抗力提高。另一方面由于(晶粒碎化导致)亚晶界的增多，这使强度得以提高。 在生产中可通过冷轧、冷拔(等冷加工工艺)提高钢板或钢丝的强度。 ② 由于纤维组织和形变织构的形成，使金属的性能产生各向异性。如沿纤维方向的强 度和塑性明显高于垂直方向的。具有形变织构的金属，在随后的再结晶退火过程中极易形 成再结晶织构。用有织构的板材冲制筒形零件时，由于在不同方向上塑性差别很大，零件 的边缘出现“制耳”，如图 4.12 所示。 在某些情况下，织构的各向异性也有好处。制造变压器铁芯的硅钢片，因沿[100]方向 最易磁化，采用这种织构可使铁损大大减小，因而变压器的效率大大提高。 ③ 塑性变形可影响金属的物理、化学性能。如使电阻增大，耐腐蚀性降低。 ④ 由于金属在发生塑性变形时，金属内部变形不均匀，位错、空位等晶体缺陷增多， 金属内部会产生残余内应力。即外力去除后，金属内部会残留下来应力。残余内应力会使 金属的耐腐蚀性能降低，严重时可导致零件变形或开裂。齿轮等零件，如表面通过喷丸处 理后，可产生较大的残余压应力，则可提高疲劳强度。 图 4.11 纯铜冷轧后的力学性能与形变程度的关系 图 4.12 因织构造成深冲制品的 “制耳”示意图