金属塑性变形对组织和性能的影响
（一）变形程度的影响
塑性变形程度的大小对金属组织和性能有较大的影响。变形程度过小，不能起到细化晶粒提高金属力学性能的目的；变形程度过大，不仅不会使力学性能再增高，还会出现纤维组织，增加金属的各向异性，当超过金属允许的变形极限时，将会出现开裂等缺陷。 对不同的塑性成形加工工艺，可用不同的参数表示其变形程度。
锻造比Y 锻：锻造加工工艺中，用锻造比Y 锻来表示变形程度的大小。
拔长：Y 锻=S0/S（S0、S 分别表示拔长前后金属坯料的横截面积）；
镦粗：Y 锻=H0/H（H0、H 分别表示镦粗前后金属坯料的高度）。
碳素结构钢的锻造比在2~3范围选取，合金结构钢的锻造比在3~4范围选取，高合金工具钢（例如高速钢）组织中有大块碳化物，需要较大锻造比（Y 锻=5~12），采用交叉锻，才能使钢中的碳化物分散细化。以钢材为坯料锻造时，因材料轧制时组织和力学性能已经得到改善，锻造比一般取1.1~1.3即可。
表示变形程度的技术参数：相对弯曲半径（r/t）、拉深系数（m ）、翻边系数（k ）等。挤压成形时则用挤压断面缩减率（εp ）等参数表示变形程度。
（二）纤维组织的利用
纤维组织：在金属铸锭组织中的不溶于金属基体的夹杂物（如FeS 等），随金属晶粒的变形方向被拉长或压扁呈纤维状。当金属再结晶时，被压碎的晶粒恢复为等轴细晶粒，而夹杂物无再结晶能力，仍然以纤维状保留下来，形成纤维组织。纤维组织形成后，不能用热处理方法消除，只能通过锻造方法使金属在不同方向变形，才能改变纤维的方向和分布。
纤维组织的存在对金属的力学性能，特别是冲击韧度有一定影响，在设计和制造零件时，应注意以下两点：
（1）零件工作时的正应力方向与纤维方向应一致，切应力方向与纤维方向垂直。
（2）纤维的分布与零件的外形轮廓应相符合，而不被切断。
例如，锻造齿轮毛坯，应对棒料镦粗加工，使其纤维呈放射状，有利于齿轮的受力；曲轴毛坯的锻造，应采用拔长后弯曲工序，使纤维组织沿曲轴轮廓分布，这样曲轴工作时不易断裂
(三）冷变形与热变形
通常将塑性变形分为冷变形和热变形。
冷变形：再结晶温度以下的塑性变形。冷变形有加工硬化现象产生，但工件表面质量好。 热变形：再结晶温度以上的塑性变形。热变形时加工硬化与再结晶过程同时存在，而加工硬化又几乎同时被再结晶消除。由于热变形是在高温下进行的，金属在加热过程中表面易产生氧化皮，使精度和表面质量较低。自由锻、热模锻、热轧、热挤压等工艺都属于热变形加工。 第11讲 冷塑性变形过程中的材料行为及性能变化 本讲重点：冷塑性变形时金属组织结构的变化及变形后的性能变化； 冷塑性变形金属加热时组织与性能的变化； 11.1 冷塑性变形对金属组织与性能的影响
△ 冷塑性变形：金属在室温或较低温度下发生的永久变形。 举例：反复弯折一根铜丝，其性能的变化。
△ 目的：得到所需的形状或尺寸（如冷拉，冷轧等），提高强度和硬度（加工硬化）。
△ 晶体结构不同，塑变能力不同
面心立方(Cu、Al 、Ag 、Au) 〉体心立方（Fe 、Cr ） 〉密排六方（Zn 、Mg ）
1. 冷塑性变形时组织：
1） 形成纤维状组织：晶粒沿变形方向拉长或成纤维状（见课件图3-11）。
2）亚结构细化：
晶粒碎化
内部亚结构细化
晶体缺陷密度增加。（见课件图3-13）
3）择优取向：位向各不相同的晶粒会转到接近一致的位向。（课件图3-12）
2. 冷塑性变形后金属性能的变化
1）加工硬化：随变形程度增加，强度，硬度上升，塑性，韧性下降的现象。 产生原因：随变形量↑→位错密度↑→位错在运动中相遇、缠结→位错运动阻力↑→变形抗力↑→强度、硬度↑。
作用：a. 难以继续变形，需退火软化
b. 强化手段之一。（如形变铝合金）
c. 抵抗局部过载
d. 许多冷成型加工的保证。（如冷拉、冷轧）
2）产生残余应力
定义：外力去处后，残留且平衡于金属内部的应力。
产生原因：各部分及各晶粒之间变形不均匀和晶格畸变所产生的。 降低承载能力 对性能的影响： 使工件在使用过程中发生变形或产生裂纹
降低耐蚀性等
3）产生各相异性：由于出现择优取向，使金属在各方向上的性能不相同。
例1：力学性能：变形方向强度高，垂直于变形方向强度低。
例2：磁性材料：沿着磁化方向变形，可增加导磁率等。 11.2 冷塑性变形金属在加热时组织与性能的变化
冷塑性变形后金属处于上述组织结构的种种不稳定状态，加热或温度升高后会向稳定状态转变。一般经历三个阶段。（见课件图3-15）
1. 回复：温度不高时, 原子短程扩散回到平衡位置，晶体缺陷减小，晶格畸变基本消除，残余应力基本消除，理化性能恢复。
2. 再结晶
组织变化：温度较高，可通过形核与长大，使破碎及纤维状晶粒变成无畸变等轴晶（再结晶过程）
性能变化：强度、硬度↓，塑韧性↑，加工硬化消除；
组织与力学性能完全恢复。
3. 晶粒长大
再结晶后继续升温，晶粒长大、粗化（粗等轴晶），性能变坏。
4．影响再结晶后晶粒度的因素
（1） 加热T↑→晶粒越粗大
保温时间↑→晶粒越粗大
（2）变形程度 （见P47 图3.7）
a. 变形很小时，经格畸变很小，不引起再结晶，晶粒保持不变； b. 变形度2%～10%：再结晶后晶粒特别粗大（临界变形度）； c. 变形度约95%时：再结晶晶粒粗大
金属的塑性变形与再结晶
一、实验概述
金属塑性变形的基本方式有滑移和孪生两种。在切应力作用下，晶体的一部分沿某一晶面相对于另一部分滑动，这种变形方式称为滑移；在切应力作用下，晶体的一部分沿某一晶面相对另一部分产生剪切变形，且变形部分与未变形部分的位向形成了镜面对称关系，这种变形方式称为孪生。
(一) 冷塑性变形对金属组织与性能的影响
若金属在再结晶温度以下进行塑性变形，称为冷塑性变形。冷塑性变形不仅改变了金属材料的形状与尺寸，而且还将引起金属组织与性能的变化。
金属在发生塑性变形时，随着外形的变化，其内部晶粒形状由原来的等轴晶粒逐渐变为沿变形方向伸长的晶粒，在晶粒内部也出现了滑移带或孪晶带。当变形程度很大时，晶粒被显著地拉成纤维状，这种组织称为冷加工纤维组织。同时，随着变形程度的加剧，原来位向不同的各个晶粒会逐渐取得近于一致的位向，而形成了形变织构，使金属材料的性能呈现出明显的各向异性。图6-1为工业纯铁经不同程度变形的显微组织。
图6-1 工业纯铁冷塑性变形后组织(150X)
a) 变形程度20% b) 变形程度50% c) 变形程度70%
金属经冷塑性变形后，会使其强度、硬度提高，而塑性、韧性下降，这种现象称为加工硬化。此外，在金属内部还产生残余应力。一般情况下，残余应力不仅降低了金属的承载能力，而且还会使工件的形状与尺寸发生变化。
(二) 冷塑性变形后金属在加热时组织与性能的变化
金属经冷塑性变形后，由于其内部亚结构细化、晶格畸变等原因，处于不稳定状态，具有自发地恢复到稳定状态的趋势。但在室温下，由于原子活动能力不足，恢复过程不易进行。若对其加热，因原子活动能力增强，就会使组织与性能发生一系列的变化。
1．回复 当加热温度较低时，原子活动能力尚低，故冷变形金属的显微组织无明显变
化，仍保持着纤组织的特征。此时，因晶格畸变已减轻，使残余应力显著下降。但造成加工
硬化的主要原因未消除，故其机械性能变化不大。
2．再结晶 当加热温度较高时，将首先在变形晶粒的晶界或滑移带、孪晶带等晶格畸变严重的地带，通过形核与长大方式进行再结晶，图6-2反映了冷塑性变形工业纯铁的再结晶过程的显微组织。冷变形金属在再结晶后获得了新的等轴晶粒，因而消除了冷加工纤维组织、加工硬化和残余应力，使金属又重新恢复到冷塑性变形前的状态。
图6-2 工业纯铁再结晶过程的显微组织(150X)
a)550℃再结晶 b)600℃再结晶 c) 850℃再结晶
金属的再结晶过程是在一定温度范围内进行的。通常把变形程度在70%以上的冷变形金属经1h 加热能完全再结晶的最低温度，定为再结晶渡。实验证明，金属的熔点愈高，在其他条件相同时，其再结晶温度也愈高。金属的再结晶温度(T再) 与其熔点(T熔) 间的关系，大致可用下式表示：
T 再=0.4 T熔
式中各温度值，应为绝对温度。
3．晶粒长大 冷变形金属再结晶后，一般都得到细小均匀的等轴晶粒。但继续升高加热温度或延长保温时间，再结晶后的晶粒又会逐渐长大，使晶粒粗化。
(三) 变形程度对金属再结晶后晶粒度的影响
冷变形金属再结晶后晶粒度除与加热温度、保
温时间有关外，还与金属的预先变形程度有关。图
6-3表示金属再结晶后的晶粒度与其预先变形程度
间的关系。由图可见，当变形程度很小时，金属不
发生再结晶，因而晶粒大小不变。当达到某一变形
程度后，金属开始发生再结晶，而且再结晶后获得
异常粗大的晶粒。随着变形程度的增加，由于各晶
粒变形愈趋均匀，再结晶时形核率愈大，因而使再
结晶后的晶粒逐渐变细。图6-4
纯铝在不同程度拉伸变形时，经550℃再结晶退火
30min 后的晶粒度比较。
图6-3 变形程度对金属再结
晶后晶粒度的影响
图6-4 纯铝的程度与再结晶晶粒度的关系
变形程度：a)1% b)2.5% c)3% d)6% e)9% f)12% g)15%
浸蚀剂：HF 15ml, HCl 45ml, HNO3 15ml, H2SO 4 25 ml
引起冷变形金属开始再结晶，并在再结晶后获得异常粗大晶粒的变形程度，称为临界变形程度。一般钢铁的临界变形程度为5~10%，铜约为5%，铝约为2~3%。由于粗大晶粒将显著降低金属的机械性能，故应避免金属材料在临界变形程度的范围内进行压力加工。一、实验目的
1．了解冷塑性变形对金属组织与性能的影响。
2．了解经冷塑性变形的金属在加热组织与性能的变化规律。
3．了解变形程度对金属再结晶晶粒度的影响。
二、实验设备、用品及试样
(一) 实验设备
1．拉力试验机和洛氏硬度计(或布氏硬度计) 。
2．金相显微镜。
3．箱式电阻加热炉(附测温控温装置) 。
4．砂轮机、预磨机、抛光机、吹风机。
(二) 实验用品
1．测量试样尺寸用的游标尺。
2．不同粗细的金相砂纸一套、抛光磨料、浸蚀剂、无水酒精。
(三) 实验试样
1．退火状态低碳钢(建议采用10钢) 的拉力试样若干。
2．不同变形程度经再结晶后具有不同晶粒度的纯铝片试样一套。
三、实验方法及步骤
1．以若干人为一小组，每组领取退火状态低碳钢拉力试样一根。
2．在拉力试样的总标距内每隔10mm ，用划线仪划出分段标距的印记，如图6-5所示。
3．用游标尺测量出分段标距的长度，并记下测量数据。
4．将度样在拉力试验机上进行拉伸，直至试样产生“颈缩”，并在断裂前的瞬间，把试样自试验机上取下，然后再用游标尺测量和记录变形后各分段印记间的长度，并计算出各分段标距内的延伸率。
5．在分段标距的印记处用手锯或砂轮切割等方法，把试样分段切开。
6．把分段试样沿轴向制备成金相试样，然后在金相显微镜下观察其显微组织，再根据其组织特征，绘出显微组织示意图，并记录观察试样所用的放大倍数和浸蚀剂。
7．在已观察过的试样磨面上，测定其洛氏硬度值HRB ，并记下测量数据。
8．分析变形程度对金属组织和硬度的影响规律。
9．在各组试样中选取五个变形程度较大且变形程度值相近的分段试样，分别放入温度为100℃℃、300℃、500℃、650℃、800℃的加热炉中保温30min 后出炉空冷(可将学生分组，分别完成一个数据) 。
10．把冷却后的分段试样沿轴向制备成金相试样，然后在金相显微镜下观察其显微组织，再根据其组织特征，绘出显微组织示意图，并记录观察试样所用的放大倍数及浸蚀剂。
11．在已观察过的试样磨面上，测定其洛氏硬度值HRB ，并记下测量数据。
12．分析冷变形金属在加热时组织与硬度的变化规律。
13．观察由实验室制备好的纯铝片试样一套，了解不同变形程度对再结晶后晶粒度的影响，并找出纯铝的临界变形程度。
四、实验报告
1根据实验结果，填写下列两表。
变形程度对再结晶后晶粒大小的影响：在试样上选择两个不同的地方，用肉眼或放大镜
2
金属塑性变形对组织和性能的影响
（一）变形程度的影响
塑性变形程度的大小对金属组织和性能有较大的影响。变形程度过小，不能起到细化晶粒提高金属力学性能的目的；变形程度过大，不仅不会使力学性能再增高，还会出现纤维组织，增加金属的各向异性，当超过金属允许的变形极限时，将会出现开裂等缺陷。 对不同的塑性成形加工工艺，可用不同的参数表示其变形程度。
锻造比Y 锻：锻造加工工艺中，用锻造比Y 锻来表示变形程度的大小。
拔长：Y 锻=S0/S（S0、S 分别表示拔长前后金属坯料的横截面积）；
镦粗：Y 锻=H0/H（H0、H 分别表示镦粗前后金属坯料的高度）。
碳素结构钢的锻造比在2~3范围选取，合金结构钢的锻造比在3~4范围选取，高合金工具钢（例如高速钢）组织中有大块碳化物，需要较大锻造比（Y 锻=5~12），采用交叉锻，才能使钢中的碳化物分散细化。以钢材为坯料锻造时，因材料轧制时组织和力学性能已经得到改善，锻造比一般取1.1~1.3即可。
表示变形程度的技术参数：相对弯曲半径（r/t）、拉深系数（m ）、翻边系数（k ）等。挤压成形时则用挤压断面缩减率（εp ）等参数表示变形程度。
（二）纤维组织的利用
纤维组织：在金属铸锭组织中的不溶于金属基体的夹杂物（如FeS 等），随金属晶粒的变形方向被拉长或压扁呈纤维状。当金属再结晶时，被压碎的晶粒恢复为等轴细晶粒，而夹杂物无再结晶能力，仍然以纤维状保留下来，形成纤维组织。纤维组织形成后，不能用热处理方法消除，只能通过锻造方法使金属在不同方向变形，才能改变纤维的方向和分布。
纤维组织的存在对金属的力学性能，特别是冲击韧度有一定影响，在设计和制造零件时，应注意以下两点：
（1）零件工作时的正应力方向与纤维方向应一致，切应力方向与纤维方向垂直。
（2）纤维的分布与零件的外形轮廓应相符合，而不被切断。
例如，锻造齿轮毛坯，应对棒料镦粗加工，使其纤维呈放射状，有利于齿轮的受力；曲轴毛坯的锻造，应采用拔长后弯曲工序，使纤维组织沿曲轴轮廓分布，这样曲轴工作时不易断裂
(三）冷变形与热变形
通常将塑性变形分为冷变形和热变形。
冷变形：再结晶温度以下的塑性变形。冷变形有加工硬化现象产生，但工件表面质量好。 热变形：再结晶温度以上的塑性变形。热变形时加工硬化与再结晶过程同时存在，而加工硬化又几乎同时被再结晶消除。由于热变形是在高温下进行的，金属在加热过程中表面易产生氧化皮，使精度和表面质量较低。自由锻、热模锻、热轧、热挤压等工艺都属于热变形加工。 第11讲 冷塑性变形过程中的材料行为及性能变化 本讲重点：冷塑性变形时金属组织结构的变化及变形后的性能变化； 冷塑性变形金属加热时组织与性能的变化； 11.1 冷塑性变形对金属组织与性能的影响
△ 冷塑性变形：金属在室温或较低温度下发生的永久变形。 举例：反复弯折一根铜丝，其性能的变化。
△ 目的：得到所需的形状或尺寸（如冷拉，冷轧等），提高强度和硬度（加工硬化）。
△ 晶体结构不同，塑变能力不同
面心立方(Cu、Al 、Ag 、Au) 〉体心立方（Fe 、Cr ） 〉密排六方（Zn 、Mg ）
1. 冷塑性变形时组织：
1） 形成纤维状组织：晶粒沿变形方向拉长或成纤维状（见课件图3-11）。
2）亚结构细化：
晶粒碎化
内部亚结构细化
晶体缺陷密度增加。（见课件图3-13）
3）择优取向：位向各不相同的晶粒会转到接近一致的位向。（课件图3-12）
2. 冷塑性变形后金属性能的变化
1）加工硬化：随变形程度增加，强度，硬度上升，塑性，韧性下降的现象。 产生原因：随变形量↑→位错密度↑→位错在运动中相遇、缠结→位错运动阻力↑→变形抗力↑→强度、硬度↑。
作用：a. 难以继续变形，需退火软化
b. 强化手段之一。（如形变铝合金）
c. 抵抗局部过载
d. 许多冷成型加工的保证。（如冷拉、冷轧）
2）产生残余应力
定义：外力去处后，残留且平衡于金属内部的应力。
产生原因：各部分及各晶粒之间变形不均匀和晶格畸变所产生的。 降低承载能力 对性能的影响： 使工件在使用过程中发生变形或产生裂纹
降低耐蚀性等
3）产生各相异性：由于出现择优取向，使金属在各方向上的性能不相同。
例1：力学性能：变形方向强度高，垂直于变形方向强度低。
例2：磁性材料：沿着磁化方向变形，可增加导磁率等。 11.2 冷塑性变形金属在加热时组织与性能的变化
冷塑性变形后金属处于上述组织结构的种种不稳定状态，加热或温度升高后会向稳定状态转变。一般经历三个阶段。（见课件图3-15）
1. 回复：温度不高时, 原子短程扩散回到平衡位置，晶体缺陷减小，晶格畸变基本消除，残余应力基本消除，理化性能恢复。
2. 再结晶
组织变化：温度较高，可通过形核与长大，使破碎及纤维状晶粒变成无畸变等轴晶（再结晶过程）
性能变化：强度、硬度↓，塑韧性↑，加工硬化消除；
组织与力学性能完全恢复。
3. 晶粒长大
再结晶后继续升温，晶粒长大、粗化（粗等轴晶），性能变坏。
4．影响再结晶后晶粒度的因素
（1） 加热T↑→晶粒越粗大
保温时间↑→晶粒越粗大
（2）变形程度 （见P47 图3.7）
a. 变形很小时，经格畸变很小，不引起再结晶，晶粒保持不变； b. 变形度2%～10%：再结晶后晶粒特别粗大（临界变形度）； c. 变形度约95%时：再结晶晶粒粗大
金属的塑性变形与再结晶
一、实验概述
金属塑性变形的基本方式有滑移和孪生两种。在切应力作用下，晶体的一部分沿某一晶面相对于另一部分滑动，这种变形方式称为滑移；在切应力作用下，晶体的一部分沿某一晶面相对另一部分产生剪切变形，且变形部分与未变形部分的位向形成了镜面对称关系，这种变形方式称为孪生。
(一) 冷塑性变形对金属组织与性能的影响
若金属在再结晶温度以下进行塑性变形，称为冷塑性变形。冷塑性变形不仅改变了金属材料的形状与尺寸，而且还将引起金属组织与性能的变化。
金属在发生塑性变形时，随着外形的变化，其内部晶粒形状由原来的等轴晶粒逐渐变为沿变形方向伸长的晶粒，在晶粒内部也出现了滑移带或孪晶带。当变形程度很大时，晶粒被显著地拉成纤维状，这种组织称为冷加工纤维组织。同时，随着变形程度的加剧，原来位向不同的各个晶粒会逐渐取得近于一致的位向，而形成了形变织构，使金属材料的性能呈现出明显的各向异性。图6-1为工业纯铁经不同程度变形的显微组织。
图6-1 工业纯铁冷塑性变形后组织(150X)
a) 变形程度20% b) 变形程度50% c) 变形程度70%
金属经冷塑性变形后，会使其强度、硬度提高，而塑性、韧性下降，这种现象称为加工硬化。此外，在金属内部还产生残余应力。一般情况下，残余应力不仅降低了金属的承载能力，而且还会使工件的形状与尺寸发生变化。
(二) 冷塑性变形后金属在加热时组织与性能的变化
金属经冷塑性变形后，由于其内部亚结构细化、晶格畸变等原因，处于不稳定状态，具有自发地恢复到稳定状态的趋势。但在室温下，由于原子活动能力不足，恢复过程不易进行。若对其加热，因原子活动能力增强，就会使组织与性能发生一系列的变化。
1．回复 当加热温度较低时，原子活动能力尚低，故冷变形金属的显微组织无明显变
化，仍保持着纤组织的特征。此时，因晶格畸变已减轻，使残余应力显著下降。但造成加工
硬化的主要原因未消除，故其机械性能变化不大。
2．再结晶 当加热温度较高时，将首先在变形晶粒的晶界或滑移带、孪晶带等晶格畸变严重的地带，通过形核与长大方式进行再结晶，图6-2反映了冷塑性变形工业纯铁的再结晶过程的显微组织。冷变形金属在再结晶后获得了新的等轴晶粒，因而消除了冷加工纤维组织、加工硬化和残余应力，使金属又重新恢复到冷塑性变形前的状态。
图6-2 工业纯铁再结晶过程的显微组织(150X)
a)550℃再结晶 b)600℃再结晶 c) 850℃再结晶
金属的再结晶过程是在一定温度范围内进行的。通常把变形程度在70%以上的冷变形金属经1h 加热能完全再结晶的最低温度，定为再结晶渡。实验证明，金属的熔点愈高，在其他条件相同时，其再结晶温度也愈高。金属的再结晶温度(T再) 与其熔点(T熔) 间的关系，大致可用下式表示：
T 再=0.4 T熔
式中各温度值，应为绝对温度。
3．晶粒长大 冷变形金属再结晶后，一般都得到细小均匀的等轴晶粒。但继续升高加热温度或延长保温时间，再结晶后的晶粒又会逐渐长大，使晶粒粗化。
(三) 变形程度对金属再结晶后晶粒度的影响
冷变形金属再结晶后晶粒度除与加热温度、保
温时间有关外，还与金属的预先变形程度有关。图
6-3表示金属再结晶后的晶粒度与其预先变形程度
间的关系。由图可见，当变形程度很小时，金属不
发生再结晶，因而晶粒大小不变。当达到某一变形
程度后，金属开始发生再结晶，而且再结晶后获得
异常粗大的晶粒。随着变形程度的增加，由于各晶
粒变形愈趋均匀，再结晶时形核率愈大，因而使再
结晶后的晶粒逐渐变细。图6-4
纯铝在不同程度拉伸变形时，经550℃再结晶退火
30min 后的晶粒度比较。
图6-3 变形程度对金属再结
晶后晶粒度的影响
图6-4 纯铝的程度与再结晶晶粒度的关系
变形程度：a)1% b)2.5% c)3% d)6% e)9% f)12% g)15%
浸蚀剂：HF 15ml, HCl 45ml, HNO3 15ml, H2SO 4 25 ml
引起冷变形金属开始再结晶，并在再结晶后获得异常粗大晶粒的变形程度，称为临界变形程度。一般钢铁的临界变形程度为5~10%，铜约为5%，铝约为2~3%。由于粗大晶粒将显著降低金属的机械性能，故应避免金属材料在临界变形程度的范围内进行压力加工。一、实验目的
1．了解冷塑性变形对金属组织与性能的影响。
2．了解经冷塑性变形的金属在加热组织与性能的变化规律。
3．了解变形程度对金属再结晶晶粒度的影响。
二、实验设备、用品及试样
(一) 实验设备
1．拉力试验机和洛氏硬度计(或布氏硬度计) 。
2．金相显微镜。
3．箱式电阻加热炉(附测温控温装置) 。
4．砂轮机、预磨机、抛光机、吹风机。
(二) 实验用品
1．测量试样尺寸用的游标尺。
2．不同粗细的金相砂纸一套、抛光磨料、浸蚀剂、无水酒精。
(三) 实验试样
1．退火状态低碳钢(建议采用10钢) 的拉力试样若干。
2．不同变形程度经再结晶后具有不同晶粒度的纯铝片试样一套。
三、实验方法及步骤
1．以若干人为一小组，每组领取退火状态低碳钢拉力试样一根。
2．在拉力试样的总标距内每隔10mm ，用划线仪划出分段标距的印记，如图6-5所示。
3．用游标尺测量出分段标距的长度，并记下测量数据。
4．将度样在拉力试验机上进行拉伸，直至试样产生“颈缩”，并在断裂前的瞬间，把试样自试验机上取下，然后再用游标尺测量和记录变形后各分段印记间的长度，并计算出各分段标距内的延伸率。
5．在分段标距的印记处用手锯或砂轮切割等方法，把试样分段切开。
6．把分段试样沿轴向制备成金相试样，然后在金相显微镜下观察其显微组织，再根据其组织特征，绘出显微组织示意图，并记录观察试样所用的放大倍数和浸蚀剂。
7．在已观察过的试样磨面上，测定其洛氏硬度值HRB ，并记下测量数据。
8．分析变形程度对金属组织和硬度的影响规律。
9．在各组试样中选取五个变形程度较大且变形程度值相近的分段试样，分别放入温度为100℃℃、300℃、500℃、650℃、800℃的加热炉中保温30min 后出炉空冷(可将学生分组，分别完成一个数据) 。
10．把冷却后的分段试样沿轴向制备成金相试样，然后在金相显微镜下观察其显微组织，再根据其组织特征，绘出显微组织示意图，并记录观察试样所用的放大倍数及浸蚀剂。
11．在已观察过的试样磨面上，测定其洛氏硬度值HRB ，并记下测量数据。
12．分析冷变形金属在加热时组织与硬度的变化规律。
13．观察由实验室制备好的纯铝片试样一套，了解不同变形程度对再结晶后晶粒度的影响，并找出纯铝的临界变形程度。
四、实验报告
1根据实验结果，填写下列两表。
变形程度对再结晶后晶粒大小的影响：在试样上选择两个不同的地方，用肉眼或放大镜
2