材基实验报告——实验一

材料科学基础实验报告

实验名称金属的塑性变形与再结晶

学院材料科学与工程学院

班级

姓名李俊甫

学号

一、【实验目的】

（1）了解金属塑性变形及滑移带、变形孪晶的特征；

（2）了解冷塑性变形对金属组织和性能的影响；

（3）了解经冷塑性变形金属在加热时组织与性能的变化规律；（4）了解变形量对再结晶后晶粒大小的影响。

二、【实验原理】

（1）金属的塑性变形

①金属在外力的作用下的行为：

随着应力的增加，可先后发生弹性变形、塑性变形、直至断裂。

②金属材料发生塑性变形，在外力除去后，变形永久残留。

③塑性变形的基本方式有：滑移和孪生两种。

（2）冷塑性变形对金属组织和性能的影响

①产生纤维组织，性能由各向同性趋于各向异性；

②产生加工硬化现象；

随着金属材料变形量的增加，材料的强度和硬度增加，塑性下降的现象称为加工硬化。

③产生变形织构；

当塑性变形量很大时，各晶粒位向都大体上趋于一致了，这种现象称择优取向。这种由于塑性变形引起的各个晶粒的晶格位向趋于一致的晶粒结构称为变形织构。

④产生残余的内应力。

残余的内应力就是指平衡于金属内部的应力，当外力去除后而仍然留下来的内应力。

根据残余的内应力的作用范围分为三类。

（3）冷变形金属在加热时组织和性能的变化

①冷变形金属材料随着宏观的变形增加其内能也增加，使组织处于不稳定状态，存在着趋于稳定的倾向。但是由于室温下原子活动能力

极弱，这种不稳定状态能得以长期保存。若对变形金属加热、提高原子活动能力则变形材料就会以多种方式释放多余的内能，恢复到变形前的低内能的稳定状态。然而，随着加热温度的不同，恢复的程度也不同。

②变形金属在加热中一般经历三个过程：

（1）回复（2）再结晶（3）晶粒长大

三、【实验内容】

（1）观察纯铝经不同塑性变形量后再结晶的组织；

（2）测定晶粒大小：

将退火状态的长约15O mm，宽约40mm，厚约0.5～2．0mm的铝片，在小型拉伸机上拉伸。使其变形量分别为2％、 3％、 5%、6％、9％、 12％、15%。然后在550℃加热炉内保温40分钟，出炉空冷至室温后浸蚀，当表面显出清晰的晶粒时立即取出、用水冲洗并吹干。然后数出单位面积（1cm2）内的晶粒数N，记入下表中。

四、【实验结果】

（1）实验结果

2 3 5 6 9 1215

变形

量％

每厘米晶

4 5 6 11 13 1619

粒数N

晶粒大小

0.25 0.20 0.17 0.09 0.08 0.060.05（1/N）

（2）铝片的“晶粒个数—变形量”关系曲线。

由上图可知，该铝片的临界变形量为5%。