1.3 金属的塑性变形与再结晶

塑性是金属重要的性能之一。金属依靠其良好的塑性变形能力，可以通过压力加工成为各种形状和尺寸的零件，同时改变金属的内部组织结构及性能。

1.3.1 金属的塑性变形

塑性变形是指材料在外力作用下发生变形，去除外力后，变形不能完全恢复。属于永久性变形。

塑性变形的实质是金属在切应力作用下，金属晶体内部产生大量位错运动的宏观表现。晶体缺陷及位错相互纠缠会阻碍位错运动，产生冷变形强化。

1.3.2 加工硬化与再结晶

1.加工硬化

金属冷态下塑性变形后，强度和硬度提高，塑性和韧性降低，即产生加工硬化。在生产上可以利用加工硬化强化金属，例如，对一些不能用热处理强化的金属材料（奥氏体不锈钢、防锈铝合金等），可以用加工硬化来提高强度。另一方面，加工硬化的产生使压力加工设备的功率增大，材料塑性变形能力降低，变形难度增加，而恢复塑性进行的中间退火工艺，使生产率下降，成本增加。

此外，冷塑性变形后，金属的导电性、导热性、导磁性和抗蚀性都会降低，金属内部有残余应力存在。

2.回复与再结晶

金属冷塑性变形后，产生了加工硬化和内应力，为恢复或改善金属的性能，可以对其进行加热。随加热温度的升高，变形金属将相继发生回复、再结晶和晶粒长大的过程。

（1）回复 指加热温度不高时，原子扩散能力低，变形金属的组织不发生明显变化，其力学性能变化也不大，但电阻力和内应力显著下降。

（2）再结晶 指加热温度较高时（纯金属的再结晶温度T再与深熔点温度T熔之间的大致关系为T再≈0.4T熔），原子扩散能力增大，被拉长和破碎的晶粒转变为均匀细小的等轴晶粒，加工硬化消除，金属的性能基本上恢复到变形以前。生产中为消除加工硬化，继续冷变形加工，常采用再结晶退火。

冷变形金属再结晶退火后，一般会得到细小均匀的等轴晶，如果继续升高温度或延长保温时间，则晶粒又会继续长大形成粗大晶粒，使金属的强度、硬度和塑性下降。

1.3.3 冷变形与热变形的区别

金属的变形分为冷变形和热变形。在再结晶温度以下的变形称为冷变形，得到的产品保留了加工硬化，产品表面质量好。而在再结晶温度以上的变形称为热变形，热变形引起的加工硬化被随即发生的再结晶过程所消除，金属始终处于良好的塑性状态，所以大多数产品，特别是厚大或变形量大的产品，常采用热变形加工。实际生产中，为保证热变形能够充分进行，选用的热变形温度要比再结晶温度高得多。