钣金!冷作加工中的矫形!弯曲!卷板!冲压等工序"都是利用金属
在常温或高温下产生的塑性变形而成为所需的形状#因此"金属的塑性变形是
金属成形的基础#
金属的冷塑性变形&金属在冷状态下受外力作用时"其形状和尺寸将
发生变化"这种变化可以是弹性的"也可以是塑性的#当外力解除后"金属能
恢复其原来形状和尺寸的"这种变形称为弹性变形#反之"则为塑性变形#
金属是由许多晶粒组成的"金属的塑性变形是金属内部晶粒产生相对滑移
的结果#所以"金属最基本的塑性变形方式是滑移#由于金属大都是多晶体"
即它们是由方向不同的许多小晶粒组成#所以金属在受到外力作用时"最有利
于滑移的那些晶粒首先产生滑移"然后再逐步扩展到其他晶粒#因此"多晶体
金属的变形抗力较大"晶粒愈细"其晶界愈多"金属的塑性变形抗力也愈大#
金属在冷塑性变形时"随着滑移的进行"滑移面附近的晶格发生歪曲和畸
变"滑移区的晶粒破碎"造成金属进一步滑移的困难"从而使其强度!硬度升
高"塑性和韧性降低#这种因金属冷塑性变形引起的金属力学性能的变化"称
为冷加工硬化或冷作硬化#
冷作硬化是金属的一种重要性质"它不但使金属进一步成形需消耗更大的
能量"造成成形困难"且由于金属的塑性和韧性降低#在成形时可能会产生裂
纹和断裂"为防止这种现象的产生"一些冷加工后的工件需进行退火热处理#
可见冷作硬化有很重要的实际意义#冷作硬化也有其有用的一面"例如利用加
工硬化可提高某些工件的强度#
金属冷塑性变形的另一种后果是产生内应力#这种内应力的存在会削弱金
属的强度"而应力若释放后又会造成工件的变形#
$#%金属的再结晶&金属经过冷塑性变形后加热至较高温度时"由于原子
的活动能力增加"畸变和破碎的晶粒原子重新排列"即产生新的晶核和晶核不
断长大"一直到金属的冷塑性变形组织完全消失"这一过程称为金属的再
结晶#
金属再结晶后强度和硬度显著下降"塑性和韧性大大提高"内应力完全消
除"金属回复到原来状态#金属再结晶温度与熔点之间存在如下关系&
"!再熔
式中!!再’’’再结晶绝对温度 
!!!!熔’’’熔化的绝对温度 
金属的热塑性变形&金属在再结晶温度以上进行压力加工"因塑性变
形引起的冷作硬化"由于再结晶过程而消除"即金属在再结晶温度以上进行的
压力加工称为热加工
金属在热塑性变形时"金属内部发生加工硬化和再结晶软化两个相反的过
程#再结晶过程是边加工边发生的#当变形程度大而加热温度低时"由于变形
所引起的强化占优势"金属的强度!硬度增加"塑性和韧性降低#金属的晶格
畸变得不到恢复"变形阻力愈来愈大"甚至会造成金属破裂#相反"当变形程
度较小而加热温度较高时"由于再结晶和晶粒长大占优势"金属的晶粒愈来愈
粗"金属的性能也变差#由此可见"在热加工时应掌握好加热温度与变形程
度"使其相互很好地配合#
$)%钢材的热加工温度范围&钢材开始压力加工时的温度称为始锻温度"
加工结束时的温度称为终锻温度#始锻温度和终锻温度的范围称为锻造温度范
围"即热加工温度范围#钢材的加热温度愈高"则塑性愈好"变形抗力愈小"
易于成形#但加热温度过高"会使钢产生过热或过烧"同时使钢的氧化和脱碳
更严重#
过热是由于加热温度过高或保温时间过长引起的"过热会使奥氏体晶粒变
得粗大"钢的力学性能尤其是塑性降低而影响成形#过烧是由于钢加热到接近
熔化温度时"氧气沿晶界渗入"晶界会发生氧化变脆"塑性大大降低"使钢变
脆而无法成形#
钢的最高加热温度 $即始锻温度%"通常要比固相线低#%%*#终锻温度
应保证在加工结束时"金属有足够的塑性和获得再结晶组织#对亚共析钢为
+,’以上"(*!’%*"但质量分数在%&’-以下的钢"由于有足够的塑性"
终锻温度可低于 +,’(对过共析钢可在 +"线以上(%*!"%%*#
有些热加工成形"是在不太高的温度下进行的"如弯头及容器接管口的热
冲压翻边为.%%*!.(%*(筒节的中温卷圆和矫圆"约/(%*#加工这些零件
时"应考虑到钢材的脆化温度区"可能会对其性能产生不良影响#
钢材的热加工温度范围随钢材的成分而确定"常用金属材料的热加工温度
范围见表" "#
表! ! 常用金属材料的热加工温度范围
材 料 牌 号
热 加 工 温 度
加!热 终止 $不低于
0热 加 工 温 度 
加!热 终止 $不低于
黄铜 
铝及其合金
钛 )
钛合金 
钢加热时其颜色也随之变化"所以加热温度的高低一般可根据钢材的颜色
作粗略地判断#在暗处观察时"钢的颜色与加热温度的关系见表" ##
表! " 钢的颜色与加热温度的关系
颜!!色 温度 颜!色 温度 
暗褐色  亮红色 ;
红褐色  橙!色 
暗红色   暗黄色 "
暗樱红色 . 亮黄色 
樱红色 .  眩目白色 "#
亮樱红色 ;%%!;’%