金屬熱塑性變形機理要有：晶內(nèi)滑移與孿生、晶界滑移和擴散性蠕變等，其中，晶內(nèi)滑移是最主要和常見的，孿生多在高溫高速變形時發(fā)生，對于六方晶系金屬，這種機理也起重要作用，晶界滑移和擴散蠕變只在高溫變形時才發(fā)揮作用。隨存熱變形條件（如變形溫度、應變速率、三向壓應力狀態(tài)等）的改變，這些機理在鍛造時的塑性變形中所占的分散和所起的作用也會發(fā)生變化。
1.晶內(nèi)滑移。在通常條件下，熱變形的主要機理是品內(nèi)滑移。這是由于高溫時原子間距增大，原子的熱振動及擴散速度增加，位錯的滑移、攀移、交滑移及位錯結點脫錨比低溫時來得容易，滑移系增多，滑移的靈活性提高，改善了各晶粒之間變形的協(xié)調(diào)性，晶界對位錯運動的阻礙作用減弱。
2.晶界滑移。熱塑性變形時，由于晶界強度低于晶內(nèi)，使得晶界滑動容易進行，又由于熱增加擴散作用，及時消除晶界滑動所引起的破壞。因此，與冷變形相比，晶界滑動的變形量要大。三向壓應力的作用會通過塑性粘焊效應及時修復高溫晶界滑移所產(chǎn)生裂紋，產(chǎn)生較大的晶間變形。盡管如此，在常規(guī)的熱變形條件下，晶界滑動相對于晶內(nèi)滑移變形量還是小的。只有在微細晶粒的超塑性變形條件下，晶界滑動機理才起主要作用，并且晶界滑動是在擴散蠕變調(diào)節(jié)下進行的。
3.擴散性蠕變。擴散性蠕變是在應力場作用下，由空位的定向移動所引起的。在應力場作用下，受拉應力晶界的空位濃度高于其他部位的晶界。由于各部位空位的化學勢能差，引起空位的定向移動，即空位從垂直于拉應力的晶界放出，而被平行于拉應力的晶界所吸收。按擴散途徑的不同，可分為晶內(nèi)擴散和晶界擴散。晶內(nèi)擴散引起晶粒在拉應力方向上的伸長變形，或在受壓方向上的縮短變形；而晶界擴散引起品粒的“轉動”。
擴散性蠕變即使在低應力誘導下，也會隨時間的延續(xù)而不斷地發(fā)生，只不過進行的速度很緩慢。溫度越高、晶粒越細和應變速率越低，擴散蠕變所起的作用就越大。這是因為溫度越高，原子的動能和擴散能力就越大；晶粒越細，則意味著有越多的晶界和原子擴散的路程越短；而應變速率越低，表明有更充足的時間進行擴散。在回復溫度以下的塑性變形，這種變形機理所起的作用不明顯，只在很低的應變速率下才有考慮的必要，而在高溫下的塑性變形，特別是在超塑性變形和等溫鍛造中，這種擴散性蠕變則起著非常重要的作用。
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