冷軋帶鋼組織性能與檢測(cè)

1、2冷軋加工性能與生產(chǎn)條件2.1加工性能冷軋帶鋼的主要用途是用于沖壓加工領(lǐng)域，沖壓加工有剪斷、成形兩個(gè)工序組成，沖壓成形是最中心的工序。近年來(lái)，在迅速發(fā)展的沖壓成型理論的分析方面，對(duì)加工性能引入了成形性、磨合性、形狀穩(wěn)定性等概念。重點(diǎn)放在加工性能上。當(dāng)考慮加工性能時(shí)，必須考慮成形中的問(wèn)題（即不發(fā)生斷裂和裂紋而能成形的問(wèn)題）和成形后的問(wèn)題（即正確保持成形件尺寸精度）。一般認(rèn)為冷軋帶剛在沖壓加工性能方面比較優(yōu)越，這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)控制生產(chǎn)條件，能滿(mǎn)足這些要求的各種特性。對(duì)于熱軋帶鋼工藝來(lái)說(shuō)，控制化學(xué)成分和熱軋溫度幾乎是控制加工性能的唯一手段。與此相反，冷軋帶鋼是通過(guò)冷軋和退火、晶粒調(diào)整、利用析出相（如A1

2、N）改善各向異性等提高延性，能采用的手段很多，這是冷軋帶鋼的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，對(duì)冷軋帶鋼的質(zhì)量控制也很難。2.2加工性能和生產(chǎn)條件平整冷軋帶鋼以極軟鋼為原料，比如S08AL、SPHD等低碳鋼，熱軋后至少通過(guò)壓下率40%以上的冷軋，在退火再結(jié)晶結(jié)束后，經(jīng)受1%左右的平整軋制。2.2.1煉鋼條件冶煉工藝要點(diǎn)：（1）冶煉入爐鐵水應(yīng)經(jīng)過(guò)鐵水脫硫預(yù)處理；爐前留氧操作，精煉進(jìn)行鋁的合金化。（2）精煉經(jīng)RH真空處理，保證低的、穩(wěn)定的C含量；應(yīng)保證過(guò)程溫度的穩(wěn)定性，避免在AHF加升溫鋁。（3）連鑄連鑄過(guò)程應(yīng)保證保護(hù)澆鑄，采用無(wú)碳和低碳保溫材料、保護(hù)渣，避免過(guò)程回碳；連鑄坯規(guī)格為210mm*1100m,控制中間包溫度

3、為1550-1565CC,拉速為0.41.0m/min，依據(jù)鋼水成分和溫度等進(jìn)行調(diào)整；人工檢查連鑄坯有無(wú)角紅裂、結(jié)疤等缺陷。煉鋼主要是控制化學(xué)成分和純度，含碳量越低，材料越軟，加工性能越好。碳和磷都是使抗拉強(qiáng)度提高的元素。為得到好的深沖性能，必須降低含碳量，但是含碳量過(guò)低，含氧量增多，屈服點(diǎn)上升，延伸率下降。含硫量低成形性好，但一般含硫量在0.025%左右時(shí)，除濃度嚴(yán)重偏析部位外，對(duì)成形性能影響不太大。當(dāng)含硫量低于0.025%左右時(shí)，夾雜物的影響消除了。為了防止熱扎時(shí)由于硫造成的裂紋，有必要使錳含量在0.25%左右，但是，增加錳含量之后，材質(zhì)變硬而性能不好。鋁鎮(zhèn)靜鋼低溫卷取，冷軋后退火，晶粒變

4、成沿軋制方向變長(zhǎng)的餅形晶粒。如圖2-5所示，這種晶粒顯示出優(yōu)良的沖壓性能，鋼水在采用真空處理脫碳時(shí)，有降低碳而不增加氧的優(yōu)點(diǎn)。為使碳形成碳化物，同時(shí)為了發(fā)展適合深沖的結(jié)晶織構(gòu)，也采用添加鈦、鈮等措施。圖2-4等軸晶粒（S08A1）圖2-5餅形晶粒（S08A1）2.2.2熱軋條件對(duì)于深沖板而言，為保證低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼冷軋成品的沖壓性能，國(guó)內(nèi)外的研究和生產(chǎn)實(shí)踐都表明，在熱軋時(shí)，應(yīng)采用“三高一低”制度，即高的加熱溫度、開(kāi)軋溫度和終軋溫度及低的卷取溫度，避免進(jìn)入兩相區(qū)軋制，得到形狀等軸、尺寸均勻細(xì)小的，AlN析出量少的鐵素體組織。圖2.6SPHD鋼熱軋組織根據(jù)GB/T6394-2002標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)定，確定熱

5、軋組織晶粒度為9級(jí)，如圖2.6。熱軋是控制AlN的溶解與析出的關(guān)鍵工序。在板坯加熱過(guò)程中AlN分解固溶于奧氏體中，所以高溫加熱利于溶解。熱軋后急冷至AlN快速析出溫度范圍以下，使得AIN來(lái)不及大量析出，經(jīng)冷軋后在退火緩慢加熱過(guò)程中析出。鋁脫氧鎮(zhèn)靜鋼其過(guò)飽和固溶體強(qiáng)烈的分解溫度高于600C。研究表明，AlN在600C以上時(shí)開(kāi)始析出，在800C時(shí)析出最快，600C以下AIN析出很少，幾乎不析出。由于深沖板SPCD熱軋時(shí)從粗軋到精軋的溫度都在850C以上，避開(kāi)了AlN快速析出的溫度區(qū)域600800C,因此低溫卷取對(duì)避免AlN的析出起了決定性的作用。2.2.3冷軋條件冷軋條件中冷軋壓下率是重要因素，而

6、壓下率是被軋件厚度和軋機(jī)能力所左右的，通常為40%-90%的范圍內(nèi)。熱軋板作為冷軋坯料在冷軋機(jī)組中進(jìn)行軋制變形，所得到的冷軋板組織為形變鐵素體,其組織形態(tài)是沿軋向伸長(zhǎng)的，含有大量位錯(cuò)和亞結(jié)構(gòu)（如胞狀結(jié)構(gòu)和微變形帶等）的晶粒。SPCD鋼冷軋板金相組織如圖2.7所示：圖2.7纖維狀組織冷軋變形量是影響冷軋板組織結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素，隨著變形量的增大，長(zhǎng)條晶粒形狀越明顯，位錯(cuò)密度越高，冷軋織構(gòu)也越明顯31。2.2.4退火條件在退火過(guò)程中退火溫度和退火時(shí)間以及加熱和冷卻速度是重要因素。退火溫度的下限必須在再結(jié)晶的溫度之上，但是，壓下率越高，退火溫度變得越低。在退火過(guò)程中發(fā)生再結(jié)晶和晶粒繼續(xù)長(zhǎng)大，調(diào)整溫度和時(shí)

7、間可使鋼材得到適宜的性能。雖然晶粒越大強(qiáng)度越低，延伸率、n值、r值有變好的傾向。但另一方面，在加工時(shí)，由于表面粗糙的所謂桔皮狀缺陷,故通過(guò)調(diào)整退火溫度來(lái)改善鋼材的沖壓性能是有限度的。全氫罩式爐強(qiáng)對(duì)流全氫罩式退火爐是目前世界上最先進(jìn)的間歇式退火爐，其主要優(yōu)點(diǎn)是利用氫氣的強(qiáng)還原性和密度小、導(dǎo)熱率高等特點(diǎn)，與高速旋轉(zhuǎn)的爐臺(tái)循環(huán)風(fēng)機(jī)相配合，使?fàn)t內(nèi)氣體具有高的流動(dòng)速度和傳熱速度，爐溫均勻。因此，冷軋鋼卷經(jīng)退火后，表面清潔光亮，力學(xué)性能優(yōu)良、均勻。罩式退火爐是以鋼卷堆垛的形式對(duì)鋼卷進(jìn)行加熱和冷卻，以達(dá)到再結(jié)晶光亮退火的目的，通過(guò)對(duì)加熱罩熱電偶溫度和爐臺(tái)熱電偶溫度的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝的控制，如圖2-7所示。罩

8、式爐退火的特點(diǎn)是爐內(nèi)帶鋼各點(diǎn)溫度不均勻，且加熱、冷卻時(shí)間較長(zhǎng)。通過(guò)控制冷點(diǎn)、熱點(diǎn)溫差所反應(yīng)的時(shí)間，來(lái)保證整個(gè)鋼卷的力學(xué)性能滿(mǎn)足要求，并通過(guò)適當(dāng)方式的氫氣吹掃,達(dá)到光亮退火的目的。因此，在保證組織和性能均勻的前提下，應(yīng)盡可能縮短退火時(shí)間和氫氣吹掃量，提高產(chǎn)量，減少消耗。HT-加熱罩電偶溫度CT-爐臺(tái)控制電偶溫度圖2-7爐內(nèi)鋼卷溫度分布測(cè)試圖退火工藝制定的原則a加熱、保溫制度制定原則圖2.SPCD鋼的全氫罩式爐退火工藝?yán)滠垘т撛俳Y(jié)晶退火的目的是消除帶鋼軋制過(guò)程中產(chǎn)生的加工硬化，恢復(fù)其塑性變形的能力。研究表明，冷軋帶鋼在加熱過(guò)程中將發(fā)生回復(fù)、再結(jié)晶、晶粒長(zhǎng)大三個(gè)不同的過(guò)程,這些過(guò)程是在一個(gè)溫度范圍內(nèi)

9、進(jìn)行，而且因材質(zhì)、變形量不同，其每個(gè)過(guò)程進(jìn)行的溫度范圍也不同。冷軋帶鋼再結(jié)晶退火就是將冷軋帶鋼加熱到再結(jié)晶溫度以上，通過(guò)對(duì)再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大的控制，達(dá)到控制其性能的目的。罩式退火爐內(nèi)不同垛位的鋼卷和同一鋼卷的不同部位其溫度是不同的，每一爐鋼卷在加熱和冷卻過(guò)程中有一個(gè)溫度最高點(diǎn)（熱點(diǎn)）和最低點(diǎn)（冷點(diǎn)），試驗(yàn)測(cè)得熱點(diǎn)通常在鋼卷的邊部，冷點(diǎn)通常在鋼卷心部靠?jī)?nèi)側(cè)。退火過(guò)程的每個(gè)階段是在一個(gè)溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，因此只要將冷點(diǎn)和熱點(diǎn)的溫差（通常稱(chēng)為AT）控制在過(guò)程進(jìn)行的溫度范圍內(nèi)，就能達(dá)到對(duì)退火過(guò)程的控制，從而控制最終產(chǎn)品性能。b冷卻制度制定原則根據(jù)國(guó)內(nèi)外關(guān)于冷軋退火帶鋼的論述，特別是近年來(lái)隨著快速冷卻的出現(xiàn)，

10、人們普遍認(rèn)為罩式爐內(nèi)鋼卷冷卻速度應(yīng)當(dāng)是越快越好，因?yàn)檎质綘t的冷卻速度本身是慢的，不影響鋼的性能，快冷可以提高爐臺(tái)效率，改變“臺(tái)罩比”生產(chǎn)實(shí)際采用的熱處理制度中，吊加熱罩以后的冷卻速度是不加限制的。在罩式爐冷卻過(guò)程中，冷卻速度的制定，主要是考慮避免粘結(jié)、出爐時(shí)鋼卷表面不氧化和加熱罩、冷卻罩匹配利用的問(wèn)題。C氫氣吹掃制度制定原則L全氫退火工藝中，氫氣的作用有兩方面：一是作為帶鋼加熱冷卻的介質(zhì)；二是吹掃帶鋼表面殘留的乳化液。退火后的帶鋼表面質(zhì)量與氫氣吹掃工藝有密切的關(guān)系。典型的罩式爐退火過(guò)程中，保護(hù)氣體成分隨時(shí)間和溫度變化的曲線見(jiàn)圖2-7。LD204Q旨0fljii-rrrif/h圖2-8退火過(guò)程中

11、保護(hù)氣體隨時(shí)間和溫度的變化從圖2-8可以看出，爐內(nèi)氣氛中CH兩次達(dá)到最大值（即圖中CH的峰值），第一個(gè)峰44值在加熱過(guò)程中溫度達(dá)700C左右時(shí)出現(xiàn)，此時(shí)CH中的C來(lái)源于軋制油中，應(yīng)被吹掉；另4一個(gè)峰值出現(xiàn)在加熱結(jié)束的保溫段，CH中的C主要來(lái)源于鋼中，為了不使鋼脫C,此時(shí)產(chǎn)4生的CH不應(yīng)被吹走。由于化學(xué)反應(yīng)方程C+2H=CH在600C以下反應(yīng)停止進(jìn)行，因此冷卻2段CH含量大大降低，在CH達(dá)第二次峰值后，H含量接近100%。從圖2-8中還可以看到，2在加熱階段即300500C時(shí)，保護(hù)氣體中乳化液煙氣含量迅速增加，該溫度段為乳化液蒸發(fā)階段，在設(shè)置氫氣吹掃方式時(shí)，應(yīng)采用大流量氫氣吹掃。2.2.5平整條

12、件在1%壓下率軋制時(shí)，屈服平臺(tái)基本消除。平整軋制對(duì)沖壓性能影響不太大，但是延伸率隨壓下率的增加而降低。還必須考慮滑移線要求的程度來(lái)選擇壓下率。4塑性變形和再結(jié)晶在工業(yè)生產(chǎn)中，廣泛采用鍛造、沖壓、軋制、擠壓、拉拔等壓力加工工藝生產(chǎn)各種工程材料。各種壓力加工方法都會(huì)使金屬材料按預(yù)定的要求進(jìn)行塑性變形，從而獲得成品或半成品。其目的不僅是為了獲得具有一定形狀和尺寸的毛坯和零件，更重要的是使金屬的組織和性能得到改善，所以塑性變形是強(qiáng)化金屬材料力學(xué)性能的重要手段之一。研究金屬塑性變形規(guī)律具有重要的理論與實(shí)際意義。4.1塑性變形411單晶體塑性變形從力學(xué)性能試驗(yàn)中可知，金屬材料在外力作用下會(huì)發(fā)生一定的變形。

13、金屬變形包括塑性變形和彈性變形。當(dāng)外力去除后能夠完全恢復(fù)的變形稱(chēng)為彈性變形；當(dāng)外力去除后不能完全恢復(fù)的變形稱(chēng)為塑性變形。通過(guò)塑性變形可以改善金屬材料的各種性能，這是和變形過(guò)程中其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化分不開(kāi)的。圖41應(yīng)力的分解412彈性變形與塑性變形的微觀機(jī)理如圖41所示，當(dāng)受到外力作用后，將在金屬內(nèi)某一晶面上產(chǎn)生一定的正應(yīng)力(dN)和切應(yīng)力(r)。在不受外力作用時(shí)，單晶體內(nèi)晶格是規(guī)則的，而在應(yīng)力作用下，晶格就會(huì)出現(xiàn)一系列的變化。正應(yīng)力的主要作用是使晶格沿其受力的方向進(jìn)行拉長(zhǎng)，在正應(yīng)力作用下,晶格中的原子偏離平衡位置，此時(shí)正應(yīng)力的大小與原子間的作用力平衡。當(dāng)外力消失以后，正應(yīng)力消失，在原子間吸引力的作

14、用下，原子回到原來(lái)的平衡位置，表現(xiàn)為受拉長(zhǎng)的晶格恢復(fù)原狀，變形消失，表現(xiàn)為彈性變形。當(dāng)正應(yīng)力大于原子間作用力時(shí)，晶體被拉斷，表現(xiàn)為晶體的脆性斷裂，所以，正應(yīng)力只能使晶體產(chǎn)生彈性變形和斷裂。切應(yīng)力的主要作用則可以使晶格在彈性歪扭的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步造成滑移，產(chǎn)生塑性變形,如圖42所示。具體情況如下：在產(chǎn)牛的切應(yīng)力很小時(shí)，原子移動(dòng)的距離不超過(guò)一個(gè)原子間距，晶格發(fā)生彈性歪扭，若此時(shí)去除外力，切應(yīng)力消失，則晶格恢復(fù)到原來(lái)的平衡狀態(tài)，這種變形，就是彈性變形。若切應(yīng)力繼續(xù)增加并達(dá)到一定值時(shí)，晶格歪扭超過(guò)一定程度,則晶體的一部分將會(huì)沿著某一晶面，相對(duì)于另一部分發(fā)生移動(dòng)，通常稱(chēng)之為滑移?；频木嚯x為原子間距的正數(shù)

15、倍(圖42中表示滑移了一個(gè)原子間距)。產(chǎn)生滑移后再去除外力時(shí)，晶格的彈性歪扭隨之減小，但滑移到新位置的原子，已不能回到原來(lái)的位置，而在新的位置上重新處于平衡狀態(tài)，于是晶格就產(chǎn)生了微量的塑性變形。（3變形前弾性變略評(píng)軌性匪形陽(yáng)孌形后圖42切應(yīng)力作用下的晶體變形圖4.1.3單晶體的塑性變形方式單晶體的塑性變形方式包括兩種，即滑移與孿生。（1）滑移滑移是單晶體塑性變形最普遍的方式。在晶體在進(jìn)行塑性變形時(shí)，出現(xiàn)的切應(yīng)力將使晶體內(nèi)部上下兩部分的原子沿著某特定的晶面相對(duì)移動(dòng)?；浦饕l(fā)生在原子排列最緊密或較緊密的晶面上，并沿著這些晶面上原子排列最緊密的方向進(jìn)行，這是因?yàn)橹挥性谧罹o密晶面以及最緊密晶向之間的

16、距離最大，原子結(jié)合力也最弱，所以引起它們之間的相對(duì)移動(dòng)的切應(yīng)力最小。品格中發(fā)生滑移的面，稱(chēng)為滑移面，而發(fā)生滑移的方向則稱(chēng)為滑移方向。晶體中每個(gè)滑移面和該面上的一個(gè)滑移方向可以組成一個(gè)滑移系，在晶體中的滑移系越多，則該晶體的塑性越好?，F(xiàn)代理論認(rèn)為，晶體滑移時(shí)，并不是整個(gè)滑移面上的全部原子一起移動(dòng)的剛性位移，實(shí)際上滑移是借助于位錯(cuò)的移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，晶體中存在著一個(gè)正刃形位錯(cuò)（符號(hào)上），在切應(yīng)力，作用下，這種位錯(cuò)比較容易移動(dòng)。這是因?yàn)槲诲e(cuò)中心前進(jìn)一個(gè)原子間距時(shí)，只是位錯(cuò)中心附近的少數(shù)原子進(jìn)行微量的位移，故只需要較小的切應(yīng)力。這樣位錯(cuò)中心（上）在切應(yīng)力的作用下，便由左向右一格一格地移動(dòng)，當(dāng)位錯(cuò)到達(dá)晶體表

17、面時(shí)，晶體的上半部就相對(duì)下半部滑移了一個(gè)原子間距，形成了一個(gè)原子間距的塑性變形量。當(dāng)大量的位錯(cuò)移出晶體表面時(shí)，就產(chǎn)生了宏觀的塑性變形。由此可見(jiàn)，晶體通過(guò)位錯(cuò)移動(dòng)產(chǎn)生滑移時(shí)，只需位錯(cuò)附近的少數(shù)原子作微量的移動(dòng)，移動(dòng)的距離遠(yuǎn)小于一個(gè)原子間距，所以實(shí)際滑移所需的切應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于剛性位移的切應(yīng)力。具有體心立方和面心立方晶體結(jié)構(gòu)的金屬，塑性變形基本上是以滑移方式進(jìn)行的，例如鐵、銅、鋁、鉛、金、銀等。4.2回復(fù)和再結(jié)晶經(jīng)范性形變的金屬或合金在不同溫度加熱后,會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)、組織和性能的變化。在較低溫度發(fā)生回復(fù)；溫度較高時(shí)發(fā)生基體的再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大。通過(guò)回復(fù)和再結(jié)晶，金屬或合金從熱力學(xué)上不穩(wěn)定的冷變形狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊?/p>

18、力學(xué)上較穩(wěn)定的新的組織狀態(tài)?；貜?fù)經(jīng)范性形變的金屬或合金在室溫或不太高的溫度下退火時(shí),金屬或合金的顯微組織幾乎沒(méi)有變化,然而性能卻有程度不同的改變，使之趨近于范性形變之前的數(shù)值，這一現(xiàn)象稱(chēng)為回復(fù)。由于加熱溫度比較低，回復(fù)時(shí)原子或點(diǎn)缺陷（見(jiàn)晶體缺陷）只在微小的距離內(nèi)發(fā)生遷移。回復(fù)后的光學(xué)顯微組織中，晶粒仍保持冷變形后的形狀，但電子顯微鏡顯示其精細(xì)結(jié)構(gòu)已有變化；由范性形變所造成的形變亞結(jié)構(gòu)中，位錯(cuò)密度有所降低，同時(shí)，胞狀組織逐漸消失,出現(xiàn)清晰的亞晶界和較完整的亞晶?；貜?fù)時(shí)形成亞結(jié)構(gòu)主要借助于點(diǎn)缺陷間彼此復(fù)合或抵銷(xiāo)，點(diǎn)缺陷在位錯(cuò)或晶界處的湮沒(méi)，位錯(cuò)偶極子湮沒(méi)和位錯(cuò)攀移運(yùn)動(dòng)，使位錯(cuò)排列成穩(wěn)定組態(tài)，如排列

19、成位錯(cuò)墻而構(gòu)成小角度亞晶界（見(jiàn)界面）此即所謂“多邊形化”回復(fù)過(guò)程的驅(qū)動(dòng)力來(lái)自變形時(shí)留于金屬或合金中的貯能?；貜?fù)后宏觀性能的變化決定于退火溫度和時(shí)間。溫度一定時(shí)，回復(fù)速率隨退火時(shí)間增加而逐漸降低。力學(xué)性能（硬度、強(qiáng)度、塑性等）的回復(fù)速率通常要較物理性能（電阻、磁性、內(nèi)應(yīng)力等）的回復(fù)速率慢（見(jiàn)圖44）。再結(jié)晶當(dāng)退火溫度足夠高、時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí)，在變形金屬或合金的顯微組織中，產(chǎn)生無(wú)應(yīng)變的新晶粒一一再結(jié)晶核心。新晶粒不斷長(zhǎng)大，直至原來(lái)的變形組織完全消失，金屬或合金的性能也發(fā)生顯著變化,這一過(guò)程稱(chēng)為再結(jié)晶。過(guò)程的驅(qū)動(dòng)力也是來(lái)自殘存的形變貯能（見(jiàn)圖44）。與金屬中的固態(tài)相變類(lèi)似，再結(jié)晶也有轉(zhuǎn)變?cè)杏冢俳Y(jié)晶

20、前后，金屬的點(diǎn)陣類(lèi)型無(wú)變化。圖44回復(fù)和再結(jié)晶過(guò)程中組織性能的變化示意圖再結(jié)晶核心一般通過(guò)兩種形式產(chǎn)生。其一是原晶界的某一段突然弓出，深入至畸變大的相鄰晶粒，在推進(jìn)的這部分中形變貯能完全消失，形成新晶核。其二是通過(guò)晶界或亞晶界合并,生成一無(wú)應(yīng)變的小區(qū)一一再結(jié)晶核心。四周則由大角度邊界將它與形變且已回復(fù)了的基體分開(kāi)。大角度邊界遷移時(shí)，核心長(zhǎng)大。核心朝取向差大的形變晶粒長(zhǎng)大，故再結(jié)晶過(guò)程具有方向性特征。再結(jié)晶后的顯微組織呈等軸狀晶粒，以保持較低的界面能。開(kāi)始生成新晶粒的溫度稱(chēng)為開(kāi)始再結(jié)晶溫度，顯微組織全部被新晶粒所占據(jù)的溫度稱(chēng)為終了再結(jié)晶溫度或完全再結(jié)晶溫度。再結(jié)晶過(guò)程所占溫度范圍受合金成分、形變

21、程度、原始晶粒度、退火溫度等因素的影響。實(shí)際應(yīng)用中，常用開(kāi)始再結(jié)晶溫度和終了再結(jié)晶溫度的算術(shù)平均值作為衡量金屬或合金性能熱穩(wěn)定水平的參量，稱(chēng)為再結(jié)晶溫度。晶粒長(zhǎng)大再結(jié)晶完成后，隨退火溫度的升高或保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，金屬或合金顯微組織中有新晶粒通過(guò)晶界的遷移而將相鄰的其他新晶粒吞并掉，發(fā)生了形成更大尺寸的再結(jié)晶晶粒的過(guò)程,這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為晶粒長(zhǎng)大。晶粒長(zhǎng)大的驅(qū)動(dòng)力是晶界能。晶粒長(zhǎng)大的過(guò)程是金屬或合金單位體積中晶界能不斷減小的過(guò)程。通常有兩種情況，即晶粒的正常長(zhǎng)大（normalgraingrowth）和晶體的異常長(zhǎng)大（anomalygraingrowth）。前者以晶粒長(zhǎng)大速率較均勻、長(zhǎng)大時(shí)晶粒的形狀和尺寸

22、分布基本不變?yōu)樘卣?后者則以基體的某一小范圍內(nèi)只有很少幾個(gè)晶粒發(fā)生快速長(zhǎng)大為特征。為區(qū)別起見(jiàn)，將正常長(zhǎng)大稱(chēng)為聚合再結(jié)晶，異常長(zhǎng)大稱(chēng)為二次再結(jié)晶；異常長(zhǎng)大前則稱(chēng)一次再結(jié)晶或加工再結(jié)晶。晶體的正常長(zhǎng)大多出現(xiàn)于純金屬或單相合金中。若金屬基體中含有第二相彌散質(zhì)點(diǎn)，或很強(qiáng)的單一取向結(jié)構(gòu)時(shí)，則發(fā)生異常長(zhǎng)大。CSP工藝下SPCC在不同退火階段中顯微組織變化的金相照片，（如圖45）。（a）530r；（b）545r；（c）560C；（d）590C圖45退火過(guò)程中不同溫度下取樣的金相組織1）由圖45金相組織可知：545C開(kāi)始有明顯的再結(jié)晶晶粒在晶界生成，但在530C的金相組織中很難看出是否發(fā)生再結(jié)晶。560C已有

23、一半以上的晶粒發(fā)生再結(jié)晶，590C時(shí)再結(jié)晶完成89.47%，此時(shí)可以認(rèn)為再結(jié)晶已經(jīng)基本完成，由此可知，再結(jié)晶是在一個(gè)溫度范圍內(nèi)完成的，并不是在具體的某一溫度下完成。2）金相組織可知，冷軋組織是帶狀形的，且?guī)罹Я５念伾煌械陌l(fā)亮，有的發(fā)暗，由于腐蝕液相同（4%的硝酸酒精），且是在相同的條件下進(jìn)行腐蝕的，所以可斷定，顏色不同，是由于晶粒取向不同所造成，從圖45金相組織中可以看出再結(jié)晶率先發(fā)生在顏色深的晶粒上，再結(jié)晶是形核和核長(zhǎng)大的過(guò)程，形核首先是在能量較高的取向上發(fā)生，因此，顏色深的晶粒取向儲(chǔ)存的變形能高于顏色淺的晶粒取向。金屬或合金進(jìn)行范性形變時(shí)的溫度，可低于或高于再結(jié)晶溫度。前種變形常稱(chēng)

24、冷作、冷變形或冷加工；后者稱(chēng)熱加工。金屬或合金在熱加工的同時(shí)伴有回復(fù)、再結(jié)晶或晶粒長(zhǎng)大等過(guò)程，這些也可能產(chǎn)生于變形后的保溫或冷卻過(guò)程中。熱加工過(guò)程中所伴生的回復(fù)和再結(jié)晶,稱(chēng)動(dòng)態(tài)回復(fù)與動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。工業(yè)上常借助回復(fù)完成消除應(yīng)力的退火，提高合金的抗腐蝕性；借助再結(jié)晶消除形變組織，使合金具有某種特定的性能，如一些經(jīng)受大變形的軟磁合金即可借此獲得有利的再結(jié)晶織構(gòu)而有最佳的磁導(dǎo)率（見(jiàn)硅鋼片）。金屬的再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大是制訂合理的熱加工工藝規(guī)范的重要依據(jù)。工業(yè)上還稱(chēng)金屬或合金在指定時(shí)間內(nèi)（一般0.51小時(shí)）完成或達(dá)到規(guī)定程度的再結(jié)晶所需要的最低溫度為再結(jié)晶溫度。由于在一小時(shí)內(nèi)完成再結(jié)晶過(guò)程所需的溫度范圍很窄（

25、在典型情況下，提高退火溫度10C,再結(jié)晶過(guò)程所需時(shí)間便可縮一半），所以往往將其看作某一固定的溫度：高于它可完成再結(jié)晶；低于它則無(wú)再結(jié)晶。但實(shí)際上它受時(shí)間、材料斷面尺寸等因素影響，不應(yīng)視為金屬的一種特性。對(duì)特定材料于一小時(shí)的保溫條件下,描述再結(jié)晶退火后晶粒尺寸、變形量和退火溫度三者關(guān)系的再結(jié)晶圖，是制定生產(chǎn)工藝的重要參考依據(jù)。圖2是純鐵退火1小時(shí)的再結(jié)晶圖，由該圖可知：溫度一定時(shí)，當(dāng)范性形變量達(dá)到某一臨界值（稱(chēng)臨界形變度,一般在210%左右）時(shí)會(huì)出現(xiàn)晶粒的急驟長(zhǎng)大，在金屬塑性加工的生產(chǎn)中通常要力求避免這種臨界形變度；有時(shí)也可利用這種特性生產(chǎn)大晶粒（甚至單晶）材料。一般來(lái)說(shuō)，形變量越大，晶粒越??；形變量一定時(shí)，溫度越高，晶粒越