回復(fù)和再結(jié)晶z

第12章回復(fù)和再結(jié)晶

§12－1冷變形金屬在加熱時(shí)的組織與性能變化回復(fù):是指新的無畸變晶粒出現(xiàn)之前所產(chǎn)生的亞結(jié)構(gòu)和性能變化的階段再結(jié)晶:是指出現(xiàn)無畸變的等軸新晶粒逐步取代變形晶粒的過程晶粒長大:是指再結(jié)晶結(jié)束之后晶粒的繼續(xù)長大§12－2回復(fù)一、回復(fù)動(dòng)力學(xué)回復(fù)方程式

特點(diǎn)：二、回復(fù)機(jī)制1．低溫回復(fù)

與點(diǎn)缺陷的遷移有關(guān)

2、中溫回復(fù)

與位錯(cuò)的滑移有關(guān),位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)和重新分布

3、高溫回復(fù)

刃型位錯(cuò)產(chǎn)生攀移

構(gòu)成亞晶界電阻率的明顯下降主要是由于過量空位的減少和位錯(cuò)應(yīng)變能的降低；內(nèi)應(yīng)力的降低主要是由于晶體內(nèi)彈性應(yīng)變的基本消除；硬度及強(qiáng)度下降不多則是由于位錯(cuò)密度下降不多，亞晶還較細(xì)小之故§12－3再結(jié)晶一、再結(jié)晶過程1．形核

（1）晶界弓出形核

變形程度較小（一般小于20％）

弓出形核的能量條件晶界由Ⅰ移動(dòng)到Ⅱ自由能變化：假設(shè)晶界為球面:晶界弓出的能量條件：(2）亞晶形核大的變形度

①亞晶合并機(jī)制,高層錯(cuò)能的金屬。

②亞晶遷移機(jī)制，低層錯(cuò)能金屬。2.長大二、再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)

N不隨時(shí)間而改變

N隨時(shí)間變化Johnson-Mehl方程Avrami方程三、再結(jié)晶溫度及其影響因素冷變形金屬開始進(jìn)行再結(jié)晶的最低溫度稱為

再結(jié)晶溫度

以顯微鏡中出現(xiàn)第一顆新晶粒時(shí)的溫度或以硬度下降50％所對(duì)應(yīng)的溫度，定為再結(jié)晶溫度。工業(yè)：大變形量（70%）的金屬，經(jīng)1h退火能夠完成再結(jié)晶（95%）的最低溫度。

1）變形程度的影響2）原始晶粒尺寸

3）微量溶質(zhì)原子

4）第二相粒子

5）再結(jié)晶退火工藝參數(shù)

四、再結(jié)晶后的晶粒大小影響在結(jié)晶晶粒的因素：

變形度臨界變形度

2-10%2)退火溫度提高退火溫度可使再結(jié)晶的速度顯著加快，臨界變形度數(shù)值變小

§6－4晶粒長大一、晶粒的正常長大晶粒長大的驅(qū)動(dòng)力自總的界面能的降低

影響晶粒長大的因素1）溫度2）分散相粒子3）晶粒間的位向差4）雜質(zhì)與微量合金元素二、晶粒的異常長大(二次再結(jié)晶)

1.特點(diǎn)：a少數(shù)晶粒快速長大

b不是重新形核、長大2.驅(qū)動(dòng)力：界面能的降低3.產(chǎn)生條件：正常晶粒長大過程被彌散的第二相質(zhì)點(diǎn)或雜質(zhì)、織構(gòu)等所強(qiáng)烈阻礙。4.對(duì)性能的影響：得到粗大組織，降低材料的室溫機(jī)械性能，大多數(shù)情況下應(yīng)當(dāng)避免§6－5再結(jié)晶退火后組織一、再結(jié)晶退火后的晶粒尺寸取決：變形量，退火溫度二、再結(jié)晶織構(gòu)（1）與原有的織構(gòu)相一致；（2）原有織構(gòu)消失而代之以新的織構(gòu);（3）原有織構(gòu)消失不再形成新的織構(gòu)。再結(jié)晶織構(gòu)形成機(jī)制定向成核理論---再結(jié)晶有形核過程，母體有織構(gòu)，再結(jié)晶后的晶體也會(huì)形成新的織構(gòu)。定向生長理論---取向有利的晶核，其晶界可獲得最快的移動(dòng)速率。三、退火孿晶

Cu和奧氏體鋼的層錯(cuò)能低，易形成孿晶?！?－6熱加工與動(dòng)態(tài)回復(fù)、動(dòng)態(tài)再結(jié)晶材料在再結(jié)晶溫度以上的加工稱為熱加工

材料在變形的同時(shí)發(fā)生的回復(fù)和再結(jié)晶。加工硬化和加熱軟化交替或同時(shí)進(jìn)行。一、動(dòng)態(tài)回復(fù)

1.應(yīng)力－應(yīng)變曲線I．微應(yīng)變階段II．均勻應(yīng)變階段III．穩(wěn)態(tài)流變階段影響曲線的因素

應(yīng)變速率變形溫度2.動(dòng)態(tài)回復(fù)機(jī)制1）螺型位錯(cuò)－交滑移－與異號(hào)位錯(cuò)抵消2）刃型位錯(cuò)－攀移－在新滑移面上與異號(hào)位錯(cuò)抵消3.動(dòng)態(tài)回復(fù)組織晶粒沿變形方向伸長，同時(shí)，晶粒內(nèi)部出現(xiàn)動(dòng)態(tài)回復(fù)所形成的等軸亞晶粒。亞晶尺寸與穩(wěn)態(tài)流變應(yīng)力成反比，并隨變形溫度升高和變形速度降低而增大。二、動(dòng)態(tài)再結(jié)晶低層錯(cuò)能金屬1.應(yīng)力—應(yīng)變曲線I．微應(yīng)變加工硬化階段（0<ε<εc)II．動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的初始階段（εc≤ε<εs）

III．穩(wěn)態(tài)流變階段（ε≥εs）低應(yīng)變速率時(shí)，曲線出現(xiàn)波動(dòng)2.動(dòng)態(tài)再結(jié)晶機(jī)制大角度晶界的形成及其遷移低應(yīng)變速率，原晶界弓出形核高應(yīng)變速率，亞晶聚集形核3.動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的組織結(jié)構(gòu)晶粒等軸，晶界鋸齒狀，晶粒內(nèi)有被位錯(cuò)分割的亞晶§9－7金屬材料的熱加工一、熱加工二、熱加工對(duì)金屬組織和性能的影響1．消除了某些鑄造缺陷，較鑄態(tài)具有較佳的機(jī)械性能。

2．加工流線3．帶狀組織4．顯微組織的細(xì)化§6-8超塑性某些金屬材料，在特定條件下拉伸時(shí)，能得到特別高的延伸率，這一現(xiàn)象稱為超塑性，按產(chǎn)生超塑性的冶金因素不同，可其分為兩類：（1）微晶超塑性（組織超塑性）（2）相變超塑性目前研究最多的是微晶超塑性一、超塑性的表示（力學(xué)性能指標(biāo)）不產(chǎn)生縮頸和獲得高延伸率是衡量材料超塑性的兩項(xiàng)指標(biāo)。延伸率用δ=（l-l0）/l0×100%表示。(2)不產(chǎn)生縮頸的抗縮頸能力用應(yīng)變速率敏感指數(shù)m表示。

m越高，越有利于獲得超塑性。超塑性合金，m≥0.3-0.9

二、實(shí)現(xiàn)組織超塑性的條件1．應(yīng)變速率較小2．變形溫度較高，一般>0.5T熔

3．等軸、復(fù)相的極細(xì)晶粒（d<10μm）

三、組織超塑性變形后的組織變化

1.晶粒保持為等軸狀，但產(chǎn)生粗化.2.有明顯的晶界滑動(dòng)和晶粒轉(zhuǎn)動(dòng)，沒有明顯的晶內(nèi)滑移，也沒有位錯(cuò)密度的顯著升高，看不到晶內(nèi)亞結(jié)構(gòu)。3.