鍛件加工時的熱塑性變形機(jī)理是什么？

       鍛造鍛件時的金屬熱塑性變形機(jī)理要有：晶內(nèi)滑移與孿生、晶界滑移和擴(kuò)散性蠕變等，其中，晶內(nèi)滑移是最主要和常見的，孿生多在高溫高速變形時發(fā)生，對于六方晶系金屬，這種機(jī)理也起重要作用，晶界滑移和擴(kuò)散蠕變只在高溫變形時才發(fā)揮作用。隨著熱變形條件（如變形溫度、應(yīng)變速率、三向壓應(yīng)力狀態(tài)等）的改變，這些機(jī)理在塑性變形中所占的分散和所起的作用也會發(fā)生變化。

       一、晶內(nèi)滑移

       在通常條件下，鍛造鍛件時金屬熱變形的主要機(jī)理是晶內(nèi)滑移。這是由于高溫時原子間距增大，原子的熱振動及擴(kuò)散速度增加，位錯的滑移、攀移、交滑移及位錯結(jié)點(diǎn)脫錨比低溫時來得容易，滑移系增多，滑移的靈活性提高，改善了各晶粒之間變形的協(xié)調(diào)性，晶界對位錯運(yùn)動的阻礙作用減弱。

       二、晶界滑移

       熱塑性變形時，由于晶界強(qiáng)度低于晶內(nèi)，使得晶界滑動容易進(jìn)行，又由于熱增加擴(kuò)散作用，及時消除晶界滑動所引起的破壞。因此，與冷變形相比，晶界滑動的變形量要大。三向壓應(yīng)力的作用會通過塑性粘焊效應(yīng)及時修復(fù)高溫晶界滑移所產(chǎn)生裂紋，產(chǎn)生較大的晶間變形。盡管如此，在常規(guī)的熱變形條件下，晶界滑動相對于晶內(nèi)滑移變形量還是小的。只有在微細(xì)晶粒的超塑性變形條件下，晶界滑動機(jī)理才起主要作用，并且晶界滑動是在擴(kuò)散蠕變調(diào)節(jié)下進(jìn)行的。

       三、擴(kuò)散性蠕變

       擴(kuò)散性蠕變是在應(yīng)力場作用下，由空位的定向移動所引起的。在應(yīng)力場作用下，受拉應(yīng)力晶界的空位濃度高于其他部位的晶界。由于各部位空位的化學(xué)勢能差，引起空位的定向移動，即空位從垂直于拉應(yīng)力的晶界放出，而被平行于拉應(yīng)力的晶界所吸收。按擴(kuò)散途徑的不同，可分為晶內(nèi)擴(kuò)散和晶界擴(kuò)散。晶內(nèi)擴(kuò)散引起晶粒在拉應(yīng)力方向上的伸長變形，或在受壓方向上的縮短變形；而晶界擴(kuò)散引起晶粒的“轉(zhuǎn)動”。

       擴(kuò)散性蠕變即使在低應(yīng)力誘導(dǎo)下，也會隨時間的延續(xù)而不斷地發(fā)生，只不過進(jìn)行的速度很緩慢。溫度越高、晶粒越細(xì)和應(yīng)變速率越低，擴(kuò)散蠕變所起的作用就越大。這是因?yàn)闇囟仍礁撸拥膭幽芎蛿U(kuò)散能力就越大；晶粒越細(xì)，則意味著有越多的晶界和原子擴(kuò)散的路程越短；而應(yīng)變速率越低，表明有更充足的時間進(jìn)行擴(kuò)散。在回復(fù)溫度以下的塑性變形，這種變形機(jī)理所起的作用不明顯，只在很低的應(yīng)變速率下才有考慮的必要，而在高溫下的塑性變形，特別是在超塑性變形和等溫鍛造鍛件中，這種擴(kuò)散性蠕變則起著非常重要的作用。