塑性是一般金屬都具有的特征，在鍛壓加工中，塑性是指被加工材料在外力的作用下產生永久變形而又不破壞其完整的能力，一般又稱為工藝塑性。在鍛造中，有時用可鍛性這一名詞來表示金屬材料在鍛造時的難易程度。當然，衡量鍛造加工的難易，除金屬塑性和可變形性外，還要考慮變形抗力的大小。
金屬塑性是由金屬鍵所決定的。從物理學的觀點看，固態金屬的外層電子貢獻出來為所有原子所共有，原子失去電子后成為正離子，共有了的電子在金屬中自由運動，并與正離子之間有相互作用，從而使金屬原子結合起來。當金屬在原子層間做相對位移時，正離子仍和自由電子保持這種相互作用。金屬的很多特性，包括塑性，可以定性地用金屬鍵的概念予以說明。
在實踐中，金屬塑性一方面取決于材料的金屬特性，如晶格類型、化學成分、金相組織。另一方面也取決于變形的工藝因素，如變形溫度、變形程度、應變速率、應力應變狀態等。

1 鈦的晶體結構
像許多其他同素異構體金屬一樣，鈦能結晶形成不同的晶體結構。它有兩種晶體結構，低溫下，純鈦和大多數鈦合金結晶成接近理想狀態的密排六方結構（hcp),稱為α-Ti.高溫下，體心立方結構（bcc)的鈦很穩定，稱為β-Ti,純鈦的β轉變溫度為822.5℃.α-Ti和β-Ti的晶胞示意圖如圖3-1所示，圖中重點繪出了最密排的晶面和晶向。

鈦合金的兩種不同晶體結構以及相應的同素異構轉變溫度是其獲得各種不同性能的基礎，因此非常重要。
塑性變形和擴散速率都與晶體結構密切相關。此外，密排六方晶體結構導致α-Ti的力學性能呈現顯著的各向異性。其中，彈性的各向異性尤為明顯，鈦單晶垂直于基面的楊氏模量為145GPa,而平行于基面的楊氏模量僅為100GPa.
三種金屬型晶體結構的特征參數見表3-1.金屬塑性變形的容易程度按密排六方（hcp)、體心立方（bcc)再到面心立方（fcc)的順序逐漸增大，這也是α-Ti的塑性變形能力低于β-Ti的原因。滑移系的個數（相當于晶格中位錯滑移幾率數），對于hcp結構而言一般僅為3,而對bcc結構而言為12.滑移系的個數等于滑移面的個數乘以該面上滑移方向的個數。從能量方面來說，這些原子高度密排的晶面和晶向最有利于塑性變形。

滑移面上原子堆積越密集，位錯滑移越容易。因此，hcp點陣原子堆垛密度為91%的滑移面應優于bcc點陣中堆垛密度僅為83%的滑移面。然而，塑性變形所需的能量還直接取決于最小滑移距離。在hcp結構中，最小滑移距離bmin=a,而bcc結構bmin=0.887a,a為各自晶胞的點陣常數。所以，bcc晶格的塑性變形能力優于hcp晶格。α-Ti的點陣常數為a=0.295nm,c=0.468nm，軸比c/a=1.587,理想c/a=1.633。在hcp晶格中溶入間隙原子（如C、N或0)或者溶入原子半徑小于Ti的置換原子（如Al),均會稍微提高α-Ti的c/a值。900℃時體心立方（bcc－Ti的點陣常數a=0.332nm.
與理想密排六方結構相比，α-Ti的c/a值的減小增大了棱柱面的間距，這使得棱柱面的堆垛密度較基面有所增大，從而有利于棱柱面上的滑移而不是基面上的滑移。它的棱柱面和基面各有3個滑移系，然而各自只有兩個是相互獨立的，因而只有4個獨立的滑移系。棱錐面上的滑移不能進一步增加滑移系的數目，因為這種滑移是由一個棱錐面滑移和一個基面滑移所組成的，因而不能看成一個獨立的滑移系。然而，根據Von Mises準則，金屬發生均勻塑性變形時至少需要5個獨立滑移系。事實上，多晶的六方α-Ti極難變形，所觀察到的有限塑性是由第二滑移系的附加變形以及可能的機械孿晶所產生的，α-Ti中3個激活滑移系如圖3-2所示。

2 β/α相轉變
鈦從β相區溫度冷卻下來時，體心立方β相中的最密排面｛110}轉變為六方α相的基面｛0001}.α相中基面的面間距略大于β相中相應｛110}面的面間距（見表3-1中bmin/a)。所以，β/α相轉變會使晶格產生輕微畸變。這會導致α相hcp中的c軸相對于a軸輕微收縮，使c/a值低于理想密排六方晶格的c/a值。
相應地，體心立方β-Ti的滑移面與六方α-Ti的基面轉變及其各自的滑移方向符合以下 Burgers 取向關系：
｛0001}.//{110|g
｛1120} .//{111} go
所以上述的位向關系被稱為柏格斯關系。β-Ti晶胞的6個滑移面和2個滑移方向為α相提供了最多12個不同取向，這種取向變化也可以通過金相顯微組織反映出來。在尺寸達數微米的初始β晶粒內，單個的α相層片束按照上述的12種取向關系形核并長大，單個層片束內的取向相同。大量（但最多為12種）的可能取向導致層片束的取向多次重復，結果形成了一種非常有特色的顯微組織。這種顯微組織從外觀上類似于籃網的編織圖案，因而被稱為籃網排列組織。
3 擴散
由于hcp的α-Ti中原子堆垛密度大，因此，α-Ti中的擴散比－bcc的－Ti中的擴散緩慢得多，α-Ti的擴散系數比β-Ti的小幾個數量級。
α-Ti和β-Ti的擴散系數受顯微組織的影響，從而影響兩相的力學性能，如抗蠕變性、熱加工性能和超塑性。α-Ti的體擴散有限，使得α-Ti和含α相的鈦合金的抗蠕變性優于β-Ti.低于β轉變溫度時，與時間和溫度有關的擴散過程非常緩慢。因此，快速冷卻形成非常細小的層片狀組織，而緩慢冷卻得到粗大的層片狀組織。α相層片的徑向擴展方向平行于β相的｛110}晶面。如果冷速足夠大，那么每個層片不僅會在晶界上形核，而且還會在單個層片束的生長前沿形核。
從馬氏體相變開始溫度以上快速冷卻時，bcc的β相通過無擴散相變過程完全轉變為hcp的α相，生成亞穩的針狀馬氏體組織。
馬氏體轉變不會產生脆性。但是與α-Ti相比，轉變后的強度會略有提高。馬氏體可以進一步分解成六方形α'馬氏體和斜方形α”馬氏體。在低于900℃左右淬火過程中可以觀察到斜方形α”馬氏體，它具有良好的變形性能。六方形α'馬氏體與β相的位向關系類似于α相與β相的位向關系。由于馬氏體轉變是無擴散形核過程，因此馬氏體組織也具有非常細小的針形籃網排列組織特征。

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