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1、第五章第五章(III)回复和再结晶回复和再结晶 金属在塑性变形后,无论在结构或性金属在塑性变形后,无论在结构或性能上都发生明显地变化。能上都发生明显地变化。(1)结构方面晶粒形状变化结构方面晶粒形状变化沿变形方向伸长;沿变形方向伸长;晶粒内产亚结构;晶粒择优取向。晶粒内产亚结构;晶粒择优取向。(2)性能方面强度、硬度上升,塑性下降;电阻率性能方面强度、硬度上升,塑性下降;电阻率增加;导热性下降;扩散率增加;内应力增加(有增加;导热性下降;扩散率增加;内应力增加(有三种类型内应力:宏观内应力、微观内应力、点阵三种类型内应力:宏观内应力、微观内应力、点阵畸变)。畸变)。更重要的是晶体变形后,体系处
2、于热力学上的更重要的是晶体变形后,体系处于热力学上的高能态,是热力学不稳定的。高能态,是热力学不稳定的。加热时冷变形金属显微组织发生变化加热时冷变形金属显微组织发生变化(a a)黄铜冷加工变形量达到)黄铜冷加工变形量达到C CW W3838后后的组织的组织 (b b)经)经580580C C保温保温3 3秒后的组织秒后的组织白色小的颗粒白色小的颗粒(再结晶出的新的晶粒再结晶出的新的晶粒)(c c)580580C C保温保温4 4秒后秒后的金相组织的金相组织(d d)580580C C保温保温8 8秒后秒后的金相组织的金相组织完成了再结晶完成了再结晶(e e)580580C C保温保温1515分
3、后的金相组织分后的金相组织(f f)700700C C保温保温1010分后晶粒长大的的金相组织分后晶粒长大的的金相组织回复与再结晶的意义就在于回复与再结晶的意义就在于使不稳定状态通使不稳定状态通过释放能量而逐渐达到稳定状态,在结构、性能过释放能量而逐渐达到稳定状态,在结构、性能等方面恢复或基本恢复到变形前的状态。等方面恢复或基本恢复到变形前的状态。冷变形后结构,性能发生诸多变化,一些是有冷变形后结构,性能发生诸多变化,一些是有利的,而有一些是不利的,如内应力。利的,而有一些是不利的,如内应力。例如经深加工制成的黄铜弹壳,放置一段时间例如经深加工制成的黄铜弹壳,放置一段时间后,发生开裂。分析表明
4、这种开裂是沿晶开裂,后,发生开裂。分析表明这种开裂是沿晶开裂,这是由于冷加工残留的内应力和外界气氛的作用,这是由于冷加工残留的内应力和外界气氛的作用,发生发生晶间应力腐蚀晶间应力腐蚀而导致材料的破坏。这被称为而导致材料的破坏。这被称为“应力腐蚀开裂应力腐蚀开裂”现象。原因找到后,解决办法就有现象。原因找到后,解决办法就有了,冷变形后,在了,冷变形后,在260消除内应力问题就解决了。消除内应力问题就解决了。要使经冷变形的金属恢复到变形前的状态,需要要使经冷变形的金属恢复到变形前的状态,需要将金属加热、退火处理。将金属加热、退火处理。回复回复一、回复过程一、回复过程回复是加热退火的第一阶段。回复可
5、以通过两回复是加热退火的第一阶段。回复可以通过两种不同的热处理方式来实现。种不同的热处理方式来实现。一是从较低的温度连续加热到较高温度,即连一是从较低的温度连续加热到较高温度,即连续加热退火。续加热退火。另一种是在恒定温度下加热保温,即等温退火。另一种是在恒定温度下加热保温,即等温退火。在回复阶段,冷变形金属中的宏观内应力大部分在回复阶段,冷变形金属中的宏观内应力大部分消除,而硬度、强度等基本不变。消除,而硬度、强度等基本不变。具体观察到以下几种现象具体观察到以下几种现象:(1)宏观内应力经过低温加热宏观内应力经过低温加热(一般在一般在200250)后大部分去除,而微观应力仍然残存。后大部分去
6、除,而微观应力仍然残存。(2)电阻率降低。电阻率降低。(3)硬度的变化与具体的金属有关,如密排六方硬度的变化与具体的金属有关,如密排六方金属金属Zn,Cd等,在很低的温度甚至是室温,硬度基等,在很低的温度甚至是室温,硬度基本恢复到变形前的水平,而面心、体心等金属如本恢复到变形前的水平,而面心、体心等金属如Cu,Fe在低温时硬度没有明显的变化,直到比较高的在低温时硬度没有明显的变化,直到比较高的温度时硬度才比较多的下降。温度时硬度才比较多的下降。(4)显微组织,在光学显微镜下观察不到明显的显微组织,在光学显微镜下观察不到明显的变化,高温回复时,在电镜下可看到晶粒内的胞状变化,高温回复时,在电镜下
7、可看到晶粒内的胞状位错结构转变为亚晶粒。位错结构转变为亚晶粒。冷变形金属退火时性能变化冷变形金属退火时性能变化退火温度与黄铜强度、塑性和晶粒大小的关系退火温度与黄铜强度、塑性和晶粒大小的关系二、回复机制二、回复机制回复机制随回复退火温度而异,有下面几种。回复机制随回复退火温度而异,有下面几种。1.低温回复低温回复经冷加工变形的金属通常在较低的温度范围就经冷加工变形的金属通常在较低的温度范围就开始回复。表现在因变形而增多的电阻率发生不同开始回复。表现在因变形而增多的电阻率发生不同程度的下降,而机械性能基本保持不变。电阻率对程度的下降,而机械性能基本保持不变。电阻率对点缺陷很敏感点缺陷很敏感,机械
8、性能对点缺陷不敏感。因此,低机械性能对点缺陷不敏感。因此,低温下回复和金属中点缺陷变化有关。研究结果表明:温下回复和金属中点缺陷变化有关。研究结果表明:低温回复主要是塑性变形所产生的过量空位消失的低温回复主要是塑性变形所产生的过量空位消失的结果。结果。空位消失有四种可能的情况:空位消失有四种可能的情况:(1)空空位位迁迁移移到到晶晶体体的的自自由由表表面面或或界界面面而而消消失失。(2)空空位位与与塑塑性性变变形形所所产产生生的的间间隙隙原原子子重重新新结结合合而而消消失。失。(3)空位与位错发生相互作用而消失。空位与位错发生相互作用而消失。(4)空位聚集成空位盘然后崩塌成位错环而消失。空位聚
9、集成空位盘然后崩塌成位错环而消失。2.中温回复中温回复进进一一步步升升高高温温度度,内内应应力力进进一一步步消消除除,电电阻阻率率继继续续下下降降。这这一一时时期期,位位错错运运动动而而导导致致部部分分位位错错复复合消失合消失(重新组合重新组合)。有时,这一时期不明显。有时,这一时期不明显。3.高温回复高温回复高温回复是指温度在高温回复是指温度在0.3Tm附近的退火过程。通附近的退火过程。通常称为回复后期。这时,除内应力、电阻率下降外,常称为回复后期。这时,除内应力、电阻率下降外,主要表现在硬度大幅度下降。一般认为,这一时期主要表现在硬度大幅度下降。一般认为,这一时期空位和位错进一步消除,发生
10、多边化和亚晶长大。空位和位错进一步消除,发生多边化和亚晶长大。在高温回复过程中非常重要的一个概念就是:多边在高温回复过程中非常重要的一个概念就是:多边化。化。4.多边化机制多边化机制冷变形后的晶体,由于同号刃位错在滑移面上冷变形后的晶体,由于同号刃位错在滑移面上的塞积而造成点阵弯曲。退火过程中,刃位错通过的塞积而造成点阵弯曲。退火过程中,刃位错通过滑移和攀移,使同号位错沿垂直于滑移面的方向排滑移和攀移,使同号位错沿垂直于滑移面的方向排列,从原子排列的效果看,这类似于我们在学习晶列,从原子排列的效果看,这类似于我们在学习晶界时学过的小角晶界模型,因此我们把这种整齐排界时学过的小角晶界模型,因此我
11、们把这种整齐排列的位错结构看成是小角度亚晶界。这一过程被称列的位错结构看成是小角度亚晶界。这一过程被称为多边化。为多边化。多边化的结果就象在变形晶体中产生规则的亚晶粒。多边化的结果就象在变形晶体中产生规则的亚晶粒。多边化过程进一步进行,两个或更多的亚晶界聚合。多边化过程进一步进行,两个或更多的亚晶界聚合。亚晶界合并,即所谓的亚晶粒长大。因为多边化过亚晶界合并,即所谓的亚晶粒长大。因为多边化过程涉及到程涉及到位错的攀移位错的攀移,因此,多边化在低温下很难,因此,多边化在低温下很难发生。发生。多边化过程示意图多边化过程示意图 多边化产生的条件多边化产生的条件:(1)塑性变形使晶体点阵发生弯曲。塑性
12、变形使晶体点阵发生弯曲。(2)在滑移面上有塞积的同号刃型位错。在滑移面上有塞积的同号刃型位错。(3)需加热到较高温度使刃型位错能产生攀移运需加热到较高温度使刃型位错能产生攀移运动。动。再结晶再结晶一、再结晶的现象一、再结晶的现象冷变形晶体在回复过程中性能的变化是一个渐冷变形晶体在回复过程中性能的变化是一个渐变过程,组织结构没有明显的变化,而进一步提高变过程,组织结构没有明显的变化,而进一步提高退火温度,达到某一临界值,就可以看到力学性能退火温度,达到某一临界值,就可以看到力学性能和物理性能的急剧变化,加工硬化完全消除。性能和物理性能的急剧变化,加工硬化完全消除。性能可以恢复到冷变形前的状态,显
13、微组织也发生了明可以恢复到冷变形前的状态,显微组织也发生了明显的改变,由拉长了的纤维状组织变成等轴晶粒。显的改变,由拉长了的纤维状组织变成等轴晶粒。这个过程就是再结晶。这个过程就是再结晶。再结晶是形变金属加热到一定温度后形成新的再结晶是形变金属加热到一定温度后形成新的无畸变晶粒并消耗掉冷加工的畸变晶粒而形核和长无畸变晶粒并消耗掉冷加工的畸变晶粒而形核和长大的过程。大的过程。再结晶是一个显微组织重新改组,变形再结晶是一个显微组织重新改组,变形储存能充分释放储存能充分释放,性能显著变化的过程,其驱性能显著变化的过程,其驱动力为回复后未被释放的变形储存能。动力为回复后未被释放的变形储存能。再结晶形成
14、的新晶粒仍是原来的晶体结再结晶形成的新晶粒仍是原来的晶体结构,但取向与形变晶粒完全不同。经过再结构,但取向与形变晶粒完全不同。经过再结晶过程,塑性变形所导致的各种性能的改变晶过程,塑性变形所导致的各种性能的改变都消失。都消失。1.再结晶的实验规律再结晶的实验规律(1)、变形量低于临界变形量时,则不能发生、变形量低于临界变形量时,则不能发生再结晶。再结晶。(2)、变形程度越大,再结晶开始的温度越低。、变形程度越大,再结晶开始的温度越低。(3)、增加退火时间可以降低再结晶所需要的、增加退火时间可以降低再结晶所需要的温度。温度。(4)、再结晶最终的晶粒大小主要取决于变形、再结晶最终的晶粒大小主要取决
15、于变形程度,其次取决于退火温度。一般变形越大,程度,其次取决于退火温度。一般变形越大,退火温度越低,晶粒尺寸越小。退火温度越低,晶粒尺寸越小。再结晶温度与变形量的关系再结晶温度与变形量的关系 2.再结晶的开始温度再结晶的开始温度再再结结晶晶过过程程受受温温度度、时时间间、变变形形量量、原原始始晶晶粒粒尺尺寸寸等等因因素素影影响响。要要精精确确判判断断再再结结晶晶的的开开始始温温度度是是很困难的,通常采用以下几种方法:很困难的,通常采用以下几种方法:(1)测测量量金金属属退退火火后后(60分分钟钟)硬硬度度的的变变化化,将将变变化化50%时的温度定为再结晶温度。时的温度定为再结晶温度。(2)用用
16、金金相相显显微微镜镜观观察察到到出出现现第第一一个个晶晶粒粒时时对对应应的温度定为再结晶温度。的温度定为再结晶温度。(3)用用X射射线线观观察察出出现现第第一一个个清清晰晰的的斑斑点点,将将此此时的温度称为再结晶温度。时的温度称为再结晶温度。再再结结晶晶过过程程不不是是相相变变,它它是是一一种种组组织织变变化化。再再结晶的形核是如何产生的?结晶的形核是如何产生的?事实上,再结晶的形核与冷变形程度有关,当事实上,再结晶的形核与冷变形程度有关,当冷变形程度较小冷变形程度较小(如如20%),一般采用所谓的),一般采用所谓的弓出弓出形核机制形核机制来描述。晶界凸出形核,形核以后,晶粒来描述。晶界凸出形
17、核,形核以后,晶粒凸向亚晶粒小的方向生长凸向亚晶粒小的方向生长。我们知道再结晶的我们知道再结晶的驱动力是晶体的弹性畸变能驱动力是晶体的弹性畸变能,因此,预期晶核必然是产生在高畸变能的区域。晶因此,预期晶核必然是产生在高畸变能的区域。晶核的出现对体系的能量有两方面的影响:核的出现对体系的能量有两方面的影响:(1)新晶核形成使得晶体的畸变能降低。新晶核形成使得晶体的畸变能降低。(2)新晶核形成时由于界面的增加而带来界面能新晶核形成时由于界面的增加而带来界面能的增加。的增加。二、再结晶的形核与长大二、再结晶的形核与长大 再结晶过程是形核和长大再结晶过程是形核和长大,但无晶格类型变化。但无晶格类型变化
18、。1.形核形核再结晶晶核是现存于局部高能区域内的再结晶晶核是现存于局部高能区域内的,以多边以多边化形成的亚晶为基础形核。其形核机制有:化形成的亚晶为基础形核。其形核机制有:(1)凸出形核机制)凸出形核机制对于变形度较小(对于变形度较小(1微微米米),促促进进再再结结晶晶。第第二二相相粒粒子子尺尺寸寸较较小小且且又又密密集集分分布布时时阻阻碍碍再再结结晶形成。晶形成。5.退退火火工工艺艺参参数数:加加热热速速度度过过于于缓缓慢慢或或极极快快时时,TR上升;上升;当当变变形形程程度度和和保保温温时时间间一一定定,退退火火温温度度越越高高,再再结结晶晶速速度度快快;在在一一定定范范围围内内延延长长保
19、保温温时间,时间,TR降低。降低。再结晶后晶粒大小再结晶后晶粒大小 再再结结晶晶晶晶粒粒的的平平均均直直径径d与与形形核核率率及及长长大大速速度度之之间间的关系如:的关系如:式式5.30。影响再结晶后晶粒大小的因素:影响再结晶后晶粒大小的因素:1.变变形形程程度度的的影影响响变变形形度度很很小小时时,晶晶粒粒尺尺寸寸为为原原始始晶晶 粒粒 尺尺 寸寸;临临 界界 变变 形形 度度(critical deformationdegree)c时时,晶晶粒粒特特别别粗粗大大,一一般般金金属属c=28%;当变形度大于当变形度大于c时,随变形度增加,晶粒逐渐细化。时,随变形度增加,晶粒逐渐细化。2.退火温
20、度退火温度T升高,再结晶速度快,升高,再结晶速度快,c值变小。值变小。3.原原始始晶晶粒粒尺尺寸寸当当变变形形度度一一定定时时,原原始始晶晶粒粒越越细细,D越小。越小。4.微微量量溶溶质质原原子子和和杂杂质质元元素素一一般般都都能能起起细细化化再再结结晶晶晶晶粒的作用。粒的作用。变形程度对再结晶晶粒尺寸的影响变形程度对再结晶晶粒尺寸的影响加热温度与晶粒尺寸加热温度与晶粒尺寸再结晶全图(再结晶全图(recrystallization diagramrecrystallization diagram):再结晶全图是表示变形程度、退火温度及再结晶全图是表示变形程度、退火温度及再结晶后晶粒大小关系的立
21、体图形。再结晶后晶粒大小关系的立体图形。图图5.63 5.63 5.3.4.5.3.4.晶粒长大晶粒长大 再再结结晶晶结结束束后后,材材料料的的晶晶粒粒一一般般比比较较细细小小(等等轴轴晶晶),若若继继续续升升温温或或延延长长保保温温时时间间,晶晶粒粒会会继继续续长长大大。晶晶粒粒长长大大是是一一个个自自发发过过程程。晶晶粒粒长长大大的的驱动力来自总的界面能的降低。驱动力来自总的界面能的降低。根据再结晶后晶粒长大特点,分为根据再结晶后晶粒长大特点,分为:(1)正正常常晶晶粒粒长长大大(normalgraingrowth):均均匀长大匀长大(2)异异常常晶晶粒粒长长大大(abnormalgrai
22、ngrowth):不不 均均 匀匀 长长 大大,又又 称称 二二 次次 再再 结结 晶晶(secondaryrecrystallization);把把通通常常说说的的再再结结晶晶称称为为一一次次再结晶再结晶(primaryrecrystallization)。(一)晶粒正常长大(一)晶粒正常长大 1.晶晶粒粒长长大大的的方方式式:长长大大是是通通过过大大晶晶粒粒吞吞食食小小晶晶粒粒,晶界向曲率中心的方向移动进行的。晶界向曲率中心的方向移动进行的。2.驱驱动动力力:来来源源于于晶晶界界迁迁移移后后体体系系总总的的自自由由能能的的降降低低,即即总总的的界界面面能能的的降降低低。也也即即晶晶界界凸凸
23、侧侧晶晶粒粒不不断长大断长大,凹侧晶粒不断缩小。凹侧晶粒不断缩小。3.晶粒大小晶粒大小:在恒温下发生正常晶粒长大时,平均在恒温下发生正常晶粒长大时,平均晶粒直径随保温时间的平方根而增大。晶粒直径随保温时间的平方根而增大。4.影响因素影响因素 (1)温度温度T升高,晶粒长大速度也越快,越易粗化。升高,晶粒长大速度也越快,越易粗化。(2)分分散散相相微微粒粒当当合合金金中中存存在在第第二二相相微微粒粒时时,粒粒子子对对晶界的阻碍作用使晶粒长大速度降低。晶界的阻碍作用使晶粒长大速度降低。利利用用分分散散微微粒粒阻阻碍碍高高温温下下晶晶粒粒的的长长大大,已已广广泛泛应应用用于于金金属属材材料料和和非非
24、金金属属材材料料中中,如如:钢钢中中加加入入V、Ti、Nb等等,可可形形成成TiN、TiC、VC、NbC、VN、NbN等等粒粒子子有有效效阻阻碍碍高高温温下下钢钢的的晶晶粒粒长长大大;在在陶陶瓷瓷烧烧结结中中也也常利用分散相微粒防止晶粒粗化。常利用分散相微粒防止晶粒粗化。(3)晶晶粒粒间间位位向向差差一一般般小小角角度度晶晶界界或或具具有有孪孪晶晶结结构构的晶界迁移速度很小;大角度晶界迁移速度一般较快。的晶界迁移速度很小;大角度晶界迁移速度一般较快。(4)杂质与微量元素)杂质与微量元素阻碍晶界的迁移。阻碍晶界的迁移。(二二)晶粒异常长大晶粒异常长大 晶粒异常长大晶粒异常长大(二次再结晶、不连续
25、晶粒长大二次再结晶、不连续晶粒长大):1.驱动力:来自总界面的降低。驱动力:来自总界面的降低。2.长长大大方方式式:少少数数晶晶粒粒突突发发性性地地迅迅速速地地粗粗化化,使使晶晶粒粒间间的的尺尺寸寸差别显著增大。不需重新形核。差别显著增大。不需重新形核。3.条条件件:组组织织中中存存在在使使大大多多数数晶晶粒粒边边界界比比较较稳稳定定或或被被钉钉扎扎(Zenerpinning)而而只只有有少少数数晶晶粒粒边边界界易易迁迁移移的的因因素素。这这些些因素为:因素为:(1)再再结结晶晶后后组组织织中中有有细细小小弥弥散散的的第第二二相相粒粒子子,起起钉钉扎扎作作用。用。(2)再再结结后后形形成成再再
26、结结晶晶织织构构,晶晶粒粒位位向向差差小小,晶晶界界迁迁移移率率小。小。(3)若若金金属属为为薄薄板板,则则在在一一定定的的加加热热条条件件下下有有热热蚀蚀沟沟出出现现钉扎位错。钉扎位错。(4)再再结结晶晶后后产产生生了了组组织织不不均均匀匀现现象象,存存在在个个别别尺尺寸寸很很大大的晶粒。的晶粒。5.3.5 5.3.5 再结晶织构与退火孪晶再结晶织构与退火孪晶 1.再结晶织构再结晶织构v再结晶织构再结晶织构v再再结结晶晶织织构构(recrystallizationtexture)与与原原冷冷变变形形织构间存在三种情况:织构间存在三种情况:(1)与原有的织构相一致)与原有的织构相一致(2)原有
27、织构消失而形成新的织构)原有织构消失而形成新的织构(3)原有织构消失不再形成新的织构)原有织构消失不再形成新的织构v再结晶织构理论:再结晶织构理论:(1)取向形核理论()取向形核理论(orientednucleationtheory)(2)取向生长理论()取向生长理论(orientedgrowththeory)2.退火孪晶退火孪晶退退火火孪孪晶晶:不不易易产产生生形形变变孪孪晶晶的的fcc金金属属或或合合金金,冷变形后经再结晶退火后形成的孪晶。冷变形后经再结晶退火后形成的孪晶。典型的退火孪晶形态:典型的退火孪晶形态:A.晶界交角处的退火孪晶晶界交角处的退火孪晶B.贯穿整个晶粒的完整退火孪晶贯穿
28、整个晶粒的完整退火孪晶C.一端终止于晶内的不完整退火孪晶一端终止于晶内的不完整退火孪晶退退火火孪孪晶晶的的形形成成机机制制:在在再再结结晶晶晶晶粒粒长长大大时时晶晶界界发发生生迁迁移移出出现现层层错错形形成成的的。一一般般层层错错能能低低的的晶体容易形成孪晶。晶体容易形成孪晶。一一.金属的热加工和冷加工金属的热加工和冷加工v冷加工冷加工-在再结晶温度以下的变形加工在再结晶温度以下的变形加工.v热加工热加工在再结晶温度以上的变形加工在再结晶温度以上的变形加工.二二.动态回复和动态再结晶动态回复和动态再结晶 若提高金属变形的温度若提高金属变形的温度,使金属在热使金属在热变形的同时也发生回复和再结晶
29、,这种变形的同时也发生回复和再结晶,这种与金属变形同时发生的回复与再结晶称与金属变形同时发生的回复与再结晶称为为动态回复动态回复(dynamicrecovery)和动态再和动态再结晶结晶(dynamicrecrystallization)。(一)动态回复(一)动态回复 1.1.动态回复时的真实应力真实应变曲线动态回复时的真实应力真实应变曲线可将曲线分为三段:可将曲线分为三段:v 第第阶阶段段微微应应变变阶阶段段:应应力力增增加加很很快快,但但应应变变量量不不大大(小于小于1%),1%),加工硬化开始出现。加工硬化开始出现。v 第第阶阶段段均均匀匀变变形形阶阶段段:金金属属材材料料开开始始均均匀
30、匀塑塑性性变变形形.。伴伴随随加加工工硬硬化化作作用用的的加加强强,开开始始出出现现动动态态回回复复并并逐逐渐渐加加强强,其其造造成成的的软软化化逐逐渐渐抵抵消消加加工工硬硬化化作作用用,使使曲曲线的斜率下降并趋于水平。线的斜率下降并趋于水平。v 第第阶阶段段稳稳态态流流变变阶阶段段:由由变变形形产产生生的的加加工工硬硬化化与与动动态态回回复复产产生生的的软软化化达达到到动动态态平平衡衡,流流变变应应力力不不再再随随应应变变的的增增加加而而增增大大,曲曲线线保保持持水水平平状状态态。达达到到稳稳态态流流变变时时应应力力值值与与变变形形温温度度和和应应变变速速率率有有关关,增增高高变变形形温温度
31、度或或降降低应变速率低应变速率,都将使稳态流变应力降低。都将使稳态流变应力降低。2.2.动态回复时的组织变化动态回复时的组织变化(1)位位错错密密度度:第第阶阶段段,位位错错密密度度由由退退火火态态增增加加。第第阶阶段段位位错错密密度度升升高高,但但因因动动态态回回复复的的出出现现,位位错错消消失失率率也也增增大大。第第阶阶段段,位位错错的的增增殖殖率率和和消消失失率率达达到到平平衡衡,维维持一定的位错密度。持一定的位错密度。(2)组组织织变变化化:动动态态回回复复过过程程随随变变形形的的进进行行金金属属中中的的晶晶粒粒延延伸伸成成纤纤维维状状,而而通通过过多多边边化化或或位位错错胞胞规规整整
32、化化形形成成大大量量的的亚亚晶晶组组织织始始终终保保持持等等轴轴状状。亚亚晶晶的的尺尺寸寸及及相相互互间间位位向差取决于金属类型、形变温度和应变速率。向差取决于金属类型、形变温度和应变速率。动动态态回回复复所所获获得得的的亚亚稳稳组组织织可可通通过过热热变变形形后后的的迅迅速速冷冷却却而而保保留留下下来来,其其强强度度远远远远高高于于再再结结晶晶组组织织的的强强度度。但若从高温缓冷下来,则将发生静态再结晶。但若从高温缓冷下来,则将发生静态再结晶。v动动态态回回复复组组织织已已成成功功地地应应用用于于提提高高建建筑筑合合金金挤挤压压型型材的强度方面。材的强度方面。动态回复和动态再结晶示意图动态回
33、复和动态再结晶示意图(二)动态再结晶(二)动态再结晶 1.动态再结晶的应力动态再结晶的应力-应变曲线应变曲线金金属属在在一一定定温温度度下下以以不不同同应应变变速速率率变变形形并并发发生生动动态态再再结结晶晶时的应力应变曲线,曲线分成三个阶段:时的应力应变曲线,曲线分成三个阶段:v第第一一阶阶段段加加工工硬硬化化阶阶段段:应应力力随随应应变变上上升升很很快快,金金属属出现加工硬化(出现加工硬化(0max时时,动动态态再再结结晶晶的的软软化化作作用用超超过过加加工工硬硬化化,应应力力随随应变增加而下降(应变增加而下降(c实际测量的值。实际测量的值。v 各各种种强强化化机机理理(如如:固固溶溶强强化化、细细晶晶(晶晶界界)强化、弥散(沉淀)强化、形变强化(加工硬化)等)强化、弥散(沉淀)强化、形变强化(加工硬化)等)v2.2.再结晶温度及影响因素再结晶温度及影响因素v3.3.回复、再结晶、晶粒长大和二次再结晶的驱动力回复、再结晶、晶粒长大和二次再结晶的驱动力v4.4.结晶、重结晶、再结晶和二次再结晶的区别结晶、重结晶、再结晶和二次再结晶的区别v5.5.去应力退火与再结晶退火工艺的制定与应用去应力退火与再结晶退火工艺的制定与应用v6.6.冷、热加工处理后对材料组织结构和性能的影响冷、热加工处理后对材料组织结构和性能的影响
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