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1 金属组织结构的变化 晶粒（组织）沿变形方向拉长及纤维化。 晶粒（碎化）与亚结构（亚晶）细化。 晶体缺陷↑ ↑ ，畸变↑ ↑ 择优取向效应。
2 金属性能的变化 加工硬化（work hardening）随变形程度增加，强度、硬度上升，塑性、韧性下降的现象。 作用： ①难以继续变形，需退火软化； ②强化手段之一; ③抵抗局部过载； ④许多冷成型加工的保证。 产生残余应力（residual stress） 各部分及各晶粒之间的变形不均和晶格畸变所产生。 各向异性（anisotropy） 晶粒的择优取向和组织纤维化引起。 金属塑性变形的物理实质基本上就是位错的运动，位错运动的结果就产生了塑性变形。 显微组织变化：金属冷变形后，晶粒外形、夹杂物和第二相的分布也会发生变化。拉伸时，各晶粒顺着拉伸方向伸长；压缩时，晶粒被压成扁平状。（如下图所示）
图1 工业钢冷变形后的显微组织 
图2 工业钢冷变形后的显微组织 
图3 低碳钢冷塑性变形后的显微组织 
图4 经5%变形的纯铝的位错网络 
图5 冷变形后的位错网络 形变织构：金属和合金冷变形后，当变形量较大时，由于晶粒的转动，使每个晶粒的晶格位向趋于大体一致，这种：由于变形而使晶粒具有择优取向的组织，称为形变织构。 变形织构可以分为丝织构和板织构两种。丝织构系在拉拔过程中产生的。各晶粒有一共同晶向相互平行，并与拉伸轴线一致，以此晶向来表示丝织构。 板织构是某一特定晶面平行于板面，某一特定晶向平行于轧制方向。因此，板织构用晶面和晶向共同表示。 形成织构引起各向异性。织构有有利的一面，也有有害的一面。如生产上可利用织构提高硅钢片某一方向的导磁率；在冲压薄板件时，它会带来不均匀的塑性变形，而产生“制耳”现象，这是不希望产生的。
图6 形变组织示意图 
图7 各向异性导致的“制耳” 力学性能的变化体现在：冷加工后，金属材料的强度指标（比例极限、弹性极限、屈服极限、强度极限、硬度）增加，塑性指标（面缩率、延伸率）降低，韧性也降低了。此外，随着变形程度的增加，还可能产生力学性能的方向性。 冷加工后，形变材料的物理、化学性能也发生明显变化。经冷变形后的金属，由于在晶间和晶内产生微观裂纹和空隙以及点阵缺陷，因而密度降低，导热、导电、导磁性能降低。同样原因，使其金属材料的化学稳定性降低，耐腐蚀性能降低，溶解性增加。
1 热变形的特点 与其它加工方法相比，热加工所具有优点是： 不足之处： 过薄或过细的工件，散热较快，保持热加工温度困难。一般仍采用冷加工的方法。 工件的表面不如冷加工的光洁，尺寸也不如冷加工生产的精确。 热加工结束时，温度难于均匀一致，温度偏高处晶粒尺寸要大一些，特别是大断面更为突出。热加工后产品的组织、性能常常不如冷加工的均匀。 热加工金属材料的强度比冷加工的低。 某些金属材料不宜热加工。例如铜中含Bi（铋常用的硬度较小的低熔点金属。铋（熔点271.3℃）的某些合金的熔点在100℃以下，如由50％铋、25％铅、13％锡和12％镉组成的“伍德合金”，其熔点为71℃，应用于自动灭火设备、锅炉安全装置以及信号仪表等）时，它们的低熔点杂质分布在晶界上，热加工会引起晶间断裂。
2 金属组织结构和性能的变化 3 金属在热变形过程中的特点 
图8 热加工时的动态再结晶示意图 
1 回复 冷变形后的金属加热时，通常是依次发生回复、再结晶和晶粒长大三个阶段的变化。这三个阶段不是绝然分开的，常有部分重叠。 回复（recovery）温度不高时，原子短程扩散回到平衡位置，畸变↓，残余应力↓，理化性能恢复。 回复机制: 1）低温回复：主要与点缺陷的迁移有关。 2）中温回复：主要与位错的滑移有关，发生位错运动和重新分布。 3）高温回复：刃位错可获得足够的能量产生攀移。 回复过程中，金属会释放出冷塑性变形过程所贮能量的一部分。残余内应力会降低或消除，电阻率、硬度、强度会降低，密度、塑性、韧性等会提高. 回复退火在生产中主要用作去内应力退火，使冷加工的金属件，在基本上保持加工硬化的条件下降低其内应力，以避免变形和开裂，改善工件的耐蚀性。
2 再结晶 再结晶过程：通过形核与长大→无畸变的等轴晶，强度↓塑性↑加工硬化消除，组织与力学性能完全恢复。这一阶段又被称为初次再结晶阶段。 完成再结晶阶段后，随即进入晶粒长大阶段。此时，材料组织从不稳定状态变成稳定状态。 再结晶是消除加工硬化的重要软化手段。再结晶还是控制晶粒大小、形态、均匀程度、获得或避免晶粒的择优取向的重要手段。通过对再结晶过程进行控制，将对金属材料的强韧性、热强性、冲压性和电磁性等发生重大的影响。
图9 冷变形金属在加热时组织示意图 
图10 退火温度对冷变形金属性能的影响
图11 动态再结晶晶粒 形核的三种机制： ·① 晶界弓出形核机制：对变形度较小的金属，多以这种方式形核。 ·② 亚晶合并机制：在变形程度较大且具有高层错能的金属中，多以这种机制形核。 ·③ 亚晶迁移机制：在变形度很大的低层错能金属中，多以这种机制形核。 再结晶温度及其影响因素 冷变形金属开始进行再结晶的最低温度称为再结晶温度。 对纯金属： T再＝0.4T熔（K） K＝273＋℃ 如：Fe：T熔＝1538℃ T再＝0.4(1538＋273)－273＝451.4℃ 一般再结晶退火温度比T再要高出100～200℃，目的：消除加工硬化现象。 再结晶温度不是一个严格确定值，不仅因材料特性而异，而且取决于冷变形程度、原始晶粒度等因素。 影响再结晶温度的因素有：加热时间。
图12 再结晶综合动力曲线 再结晶温度的影响因素：变形程度 ·金属的冷变形程度越大，其储存的能量也越高，再结晶的驱动力越大。因此，再结晶温度越低，同时等温退火的再结晶速度也就越快，开始再结晶和完成结晶需要的时间越短。 3 晶粒长大 再结晶（分两种：一次再结晶，二次再结晶）后，再继续保温或升温，会使晶粒进一步长大。 1）正常晶粒长大：表现为大多数晶粒几乎同时逐渐均匀长大。是靠晶界迁移，相互吞食而进行的，它使界面能减小，是一个自发过程。 2）异常晶粒长大：表现为少数晶粒突发性的不均匀长大。是出现少数较大的晶粒优先快速成长，逐步吞食掉其周围的大量小晶粒，最后形成非常粗大的组织，使力学性能大大降低，称为二次再结晶。其驱动力来自界面能的降低。 温轧、温锻、温挤和温拉都属于温加工。 加工后的表面光洁度和尺寸精度要比热加工时高，变形工具的寿命要比热加工高。 变形抗力要比冷加工低，能量消耗要比冷加工少，塑性要比冷加工大。 在冷加工中易产生加工硬化的金属材料，如奥氏体不锈钢等、钼钢等，采用温加工更为适宜。
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