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文档简介

1、9-4 晶粒生长与二次再结晶,1、定义： 晶粒生长材料热处理时，平均晶粒连续增大的过程。 推动力：基质塑性变形所增加的能量提供了 使晶界移动和晶粒长大的足够能量。 二次再结晶(晶粒异常生长或晶粒不连续生长) 少数巨大晶体在细晶消耗时成核长大过程。,2、晶粒长大的几何情况： 晶界上有界面能作用，晶粒形成一个与肥皂泡沫相似的三维阵列； 边界表面能相同，界面夹角呈120度夹角，晶粒呈正六边形；实际表面能不同，晶界有一定曲率，表面张力使晶界向曲率中心移动。 晶界上杂质、气泡如果不与主晶相形成液相，则阻碍晶界移动。,晶粒长大定律：,讨论： (1)当晶粒生长后期(理论)：DD0,(2)实际：直线斜率为1/

2、21/3， 且更接近于1/3。 原因：晶界移动时遇到杂质或 气孔而限制了晶粒的生长。,界面 通过 夹杂 物时 形状 变化,3、晶界移动 (1)移动的七种方式,1气孔靠晶格扩散迁移 2气孔靠表面扩散迁移 3气孔靠气相传递 4气孔靠晶格扩散聚合 5气相靠晶界扩散聚合 6单相晶界本征迁移 7存在杂质牵制晶界移动,移动？ 阻碍？,影响因素： 晶界曲率； 气孔直径、数量； 气孔作为空位源向晶界扩散的速度； 气孔内气体压力大小； 包裹气孔的晶粒数。,气孔通过空位传递而汇集或消失。 实现烧结体的致密化。,初期,中、后期,后期,后期：当Vp=Vb时， A：要严格控制温度。,B：在晶界上产生少量液相， 可抑制晶

3、粒长大。 原因：界面移动推动力降低， 扩散距离增加。,4、讨论：坯体理论密度与实际密度存在差异的原因？ 晶粒长大是否无止境？,(1) 存在因素：气孔不能完全排除。,随烧结进行，T升高，气孔逐渐缩小， 气孔内压增大，当等于2/r时，烧结停止。 但温度继续升高，引起膨胀，对烧结不利。,采取措施：,气氛烧结、真空烧结、热压烧结等。,讨论： a、,(2) Zener理论,d夹杂物或气孔的平均直径 f夹杂物或气孔的体积分数 Dl晶粒正常生长时的极限尺寸,原因：相遇几率 小。,b、 初期：f 很大，D0 Dl，所以晶粒不会长大； 中、后期： f 下降，d 增大， Dl增大。 当D0 Dl，晶粒开始均匀生长。 一般f=10%时，晶粒停止生长。这也是普通烧结 中坯体终点密度低于理论密度的原因。,二、二次再结晶,概念： 当正常晶粒生长由于气孔等阻碍而停 止时，在均匀基相中少数大晶粒在界面 能作用下向邻近小晶粒曲率中心推进， 而使大晶粒成为二次再结晶的核心，晶 粒迅速长大。 推动力：大、小晶粒表面能的不同。,比较：,晶粒异常长大的根源：,起始颗粒大小；,控制温度(抑制晶界移动速率)； 起始粉料粒度细而均匀； 加入少量晶界移动

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