变形温度

金属塑性加工时变形区工件所具有的温度

金属塑性加工时变形区工件所具有的温度。变形温度取决于金属变形前的加热温度、变形时因能量转化导致的温度升高，以及与周围介质进行热交换导致的温降等。因此，金属进行塑性变形时，工件的温度处于不断变化之中。

确定方法

根据灰锥的状态变化，当锥体尖端或棱开始变圆或弯曲时的温度称为变形温度DT。

确定热变形时的温度范围，是保证正确施行塑性加工的关键之一，应根据该金属或合金的状态图 (图1)、塑性图(图2)、变形抗力图(图3)以及再结晶全图 (图4) 等加以综合研究而确定。

(1)变形温度的上限取该金属或合金熔点绝对温度(T熔，K)的0.95倍，即比该合金液相线低50℃左右。如该合金含有低熔点物质，变形温度则应比该物质的熔点温度再稍低，以避免因其熔化造成晶粒间强度的削弱而引起材料内部出现显微裂纹，以及扩展而导致宏观裂纹的萌生。另外，应根据金属塑性随变形温度而变化的塑性状态图 (图2)，将变形开始的最高温度取在塑性数值最大区域的附近。

(2) 温度的下限要能保证变形过程中再结晶能充分迅速地进行，且整个变形过程是在单相区内完成。金属和合金开始再结晶的温度与所承受的变形程度大小有关，变形程度越大，开始再结晶的温度越低。因此，变形温度的下限，约在0.7T熔左右，并应比相变线稍高。

根据相图及塑性状态图确定变形温度范围后，尚需用抗力图(图3)来校正，应设法保证整个变形过程是在金属变形抗力最小的区间内完成。

一些金属的热态塑性加工过程常须经过许多道次的连续变形才能完成。为了最终获得晶粒细小的产品，对于热变形作业，在终了道次时尚应参考再结晶全图(图4)来选择最佳的变形温度和变形程度。这样，完成变形的最低温度应选在略高于在变形持续的时间内能充分发生再结晶过程的开始再结晶温度 (约等于0.5T熔，K)。

范围

热加工

在机械制造行业中，一般指在高于金属及其合金再结晶温度的条件下，使金属材料产生塑性变形、成形和再结晶的加工方法的总称。通常，热加工包括铸造、锻造、金属热处理、焊接、热切割和热喷涂等工艺。金属材料原始状态无论是液态或固态，热加工都能使其在成形的同时，改善其组织结构，或者改善已成型工件表面、内部的组织状态和机械性能。对于一些低熔点金属，如铅、锡、锌及其合金等，它们的再结晶温度较低，室温下进行的塑性加工，也应属于热加工范围。从广义上看，即从金属工艺学学科角度来看，金属材料的冶炼也应属于热加工。

在再结晶温度以上的变形加工方法。有锻造、挤压、轧制等。金属在热加工过程中有加工硬化，同时会发生再结晶软化，可以保持良好的塑性，可作较大变形量加工，所需外力小。金属材料经热加工后，组织和性能发生变化，可改善铸造组织、形成纤维组织、细化晶粒，显著改善金属材料的机械性能，提高其疲劳强度和塑性。还可以使固体金属成为所需形状的零件。同一制品可选择多种工艺方法、设备、工艺参数(温度、速率、应力状态)，这决定于其经济技术指标。

金属在进行热加工时，由于其内部原子热运动增强，原子间结合力降低，使滑移变形阻力减弱；又能使其内部晶粒变小，以及由于变形而造成体内气泡和微孔的焊合，增加了金属的致密程度。这些都明显提高了金属的塑性、抗拉强度、冲击韧性，并增加了它的抗腐蚀能力。

冷加工

在低于再结晶温度下使金属产生塑性变形的加工。

对金属原材料或工件毛坯进行冲压、挤压或切削等加工的过程或方法。它在机械制造业中占有很大的比例，使用也极为广泛。尤其在金属切削加工中，往往需使用大量的润滑油、液压油、导轨油、主轴油等可燃液体，而且加工时又会产生高温和火花，加之一般厂房高大、设备集中，一旦发生火灾，扑救困难，损失严重。防止火灾的基本措施有：(1)大型厂房应为一、二级耐火等级的建筑；(2)各类油品应妥善保管，用油设备必须保持完好不渗漏；(3)加强火源电源管理，经常检查维修用火用电设备，确保安全好用；(4)桥式起重机(天车)严禁超载吊运，电气控制箱应保持清洁，天车下面和驾驶室内不得存放可燃物品；(5)高速切削机床应加强冷却液的供应量和加装防护设施，并注意清除附近的可燃杂物。

又称“冷作加工”或“冷作”。改变金属变形的温度和速度以增加金属强度和硬度的压力加工工艺。通常是指在室温或低于其再结晶温度下进行塑性变形的压力加工工艺，如冷轧、冷压、冷拔等。它可保持产品形状稳定、尺寸精确、表面光洁。大多数金属经冷加工后，其内部结晶组织变形，硬度、强度均增加，但塑性、韧性降低。纯金、铅在室温下加工不硬化。钴合金、某些铜合金和镍合金在室温加工会破裂。钢的淬透性越高，冷加工后硬度也越大。有的把车、铣、刨、拉、磨等切削加工也称作冷加工，所以谈及冷加工时，应区别其加工方法。

金属在塑性变形时，当金属的变形温度低于该金属的再结晶温度时，称这种变形为冷变形，也叫冷加工。钢在常温下冷轧、冷拔、冷冲等加工过程中，金属组织与性能发生如下变化：

(1)金属组织的变化：1)晶粒被拉长。金属在冷加工时，随着外形的改变，其内部的晶粒形状都沿最大主变形方向被拉长、拉细、压扁。2)形成“亚结构”。“亚结构”是指冷加工后，其各个晶粒被分割成许多单个的小区域。这每个小区域称为晶块。当变形量达到20%以后，亚结构就十分明显，大小约为1～2μm。3)产生变形织构。金属内部是由许多不规则排列的晶粒所组成，当达到一定变形程度后，使原来位向紊乱的晶粒出现有序化，金属形成的这种组织结构叫变形织构。

(2)金属性能的变化：1)力学性能的变化。在冷加工过程中，由于晶粒被拉长、细化，出现亚结构，晶内与晶间的破坏等，使金属变形抗力指标(比例极限、弹性极限、屈服极限、强度极限、硬度等)升高，而金属的塑性指标(延伸率、断面收缩率等)降低。2)物理与化学性能的变化。冷加工使金属的导电性降低，导热性降低，最大导磁率降低，耐腐蚀性降低，还会出现各向异性。各向异性在一定条件下可带来有益的效果。例如，工业上大量生产的变压器硅钢片，就是使之具有一定的织构，使之沿纵向易于磁化。

温加工

金属在塑性变形时，当金属的变形在冷变形与热变形之间(再结晶温度以下的较高温度)的温度范围内进行时，这种变形叫温变形，也叫温加工。在生产中所采用的温轧、温锻、温挤、温拉等均属温加工。一般来说，温加工产品的表面粗糙度、尺寸精确度比热加工都要好。轧辊、锻模、挤压模、拉模等变形工具的使用寿命比热加工长。温加工时金属的变形抗力比冷加工小，能量消耗比冷加工少，金属的塑性比冷加工时高。

温加工具有冷加工与热加工的某些特点，在生产中采用温加工主要有二方面目的：(1)改善金属材料的加工性能。在冷加工中易产生硬化的金属材料，如奥氏体不锈钢、高速切削钢、铬钢等，采用温加工更为适宜。如高速钢经热轧退火后，于室温冷轧时，易产生严重断裂。可是把高速钢在150℃左右进行温轧时，断裂情况消除。又如硅钢片冷轧经常出现裂边与断带现象，采用温轧后可取得较好的效果。(2)改善了产品使用性能。例如，碳钢在300～400℃间进行温拔时，可在塑性降低不多的情况下，提高产品的强度。

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