第七章回复与再结晶

第七章回复与再结晶第1页，课件共28页，创作于2023年2月第七章:

回复与再结晶7.1形变金属及合金在退火过程中的变化冷变形金属:随加热T↑,或加热到T≥0.5T熔后保温,组织变化如图:第2页，课件共28页，创作于2023年2月第七章:

回复与再结晶7.1形变金属及合金在退火过程中的变化7.1.1显微组织的变化再结晶后组织恢复到变形前的程度，性能也恢复到变形前的程度晶粒长大:新晶粒逐渐相互合并长大.第3页，课件共28页，创作于2023年2月第七章:

回复与再结晶7.1形变金属及合金在退火过程中的变化7.1.2储存能与内应力变化随T↑,储存能逐渐释放.

再结晶后,形变储存能全部释放.再结晶:内应力全部消除.第4页，课件共28页，创作于2023年2月第七章:

回复与再结晶7.1形变金属及合金在退火过程中的变化7.1.3性能变化晶粒长大:力学性能降低.第5页，课件共28页，创作于2023年2月第七章:

回复与再结晶7.2回复1.概念:冷变形金属在加热温度不高时,仅因金属中的一些点缺陷和位错迁移而引起亚结构和某些性能变化.晶粒外形无明显变化.2.组织和性能变化空位浓度降低、位错密度减少、保留破碎拉长的晶粒外形；保留部分加工硬化；内应力降低；耐腐蚀性提高；电阻率降低第6页，课件共28页，创作于2023年2月第七章:

回复与再结晶7.2回复7.2.1回复机理回复是点缺陷和位错运动的结果.1.低温回复点缺陷运动,空位↓2.中、高温回复产生位错运动，使位错密度降低：

异号位错相互合并消失；缠结的位错重新组合；位错滑移和攀移；亚晶规整化；机理→位错多边化:冷变形金属在回复退火过程中,通过位错的滑移和攀移,使同号韧型位错垂直于滑移面方向,排列形成小角度晶界,这一过程称为多边化.攀移:位错垂直于滑移面方向运动→热运动第7页，课件共28页，创作于2023年2月第七章:

回复与再结晶7.2回复7.2.1回复退火的应用回复退火：称为去应力退火例:冷卷弹簧钢,成型后经过250-300℃去应力退火.既消除了大部分内应力，又提高强度（保留部分加工硬化）第8页，课件共28页，创作于2023年2月第七章:

回复与再结晶7.3再结晶(recrystallization)1.概念:冷变形金属加热到一定温度后(T>0.4T熔),在原来变形组织中重新产生了无畸变的新晶粒,性能恢复到完全软化状态（冷变形前的状态）,这一过程称为再结晶.2.组织变化:破碎拉长晶粒变为新的等轴晶粒,位错,亚晶恢复到变形前的程度.3.性能变化:加工硬化消除.4.与重结晶的异同点:第9页，课件共28页，创作于2023年2月第七章:

回复与再结晶7.3再结晶(recrystallization)7.3.1再结晶的形核与长大（再结晶示意图）再结晶是形核和晶核长大的过程在畸变的晶体中形成无畸变的晶核，晶核不断的长大，再结晶完成后，获得等轴晶粒。第10页，课件共28页，创作于2023年2月第七章:

回复与再结晶7.3再结晶(recrystallization)7.3.1再结晶的形核与长大（再结晶示意图）1.形核机制(1)晶界弓出形核(见图7-7)小变形量时,各晶粒形变不均匀,变形小的晶粒向变形度大的亚晶粒一侧弓出→形成无畸变晶核(2)亚晶合并变形大时:多边形化的亚晶合并为再结晶晶核.(3)亚晶蚕食变形大时，低密度位错的亚晶蚕食途中遇到的位错。2.长大再结晶晶核形成后,自发长大,形成无畸变的新等轴晶粒.第11页，课件共28页，创作于2023年2月第七章:

回复与再结晶7.3再结晶(recrystallization)7.3.2

影响再结晶的因素再结晶温度:经过严重冷变形的金属,在一个小时的退火保温时间内,能完成再结晶的最低温度(T再).对纯金属T再=0.4T熔再结晶速度:V再若T再低,V再快,则再结晶易进行.影响再结晶的因素如下：1.加热温度:(退火)退火温度越高,原子扩散越容易进行,V再↑,完成再结晶时间短.2.预先变形量变形度越大,则T再越低∵储存能大,再结晶驱动力大.第12页，课件共28页，创作于2023年2月第七章:

回复与再结晶7.3再结晶(recrystallization)7.3.2

影响再结晶的因素3.溶质原子溶质原子,使T再↑∵偏聚在晶界处,阻碍位错运动和晶界迁移.4.原始晶粒大小5.分散相粒子大尺寸,间距大的粒子→促进再结晶小尺寸,间距小的粒子→阻碍再结晶第13页，课件共28页，创作于2023年2月第七章:

回复与再结晶7.3再结晶(recrystallization)7.3.4再结晶后晶粒大小的控制晶粒细,力学性能高,希望再结晶后晶粒细小.影响再结晶后晶粒大小的因素如下：1.预先变形度临界变形度造成晶粒粗大的原因:各晶粒变形不均匀,加热时大晶粒吞并小晶粒.塑变时,应尽量避免此变形度.超过临界变形度,随ε↑,再结晶后晶粒细化.第14页，课件共28页，创作于2023年2月第七章:

回复与再结晶7.3再结晶(recrystallization)7.3.4再结晶后晶粒大小的控制晶粒细,力学性能高,希望再结晶后晶粒细小.影响再结晶后晶粒大小的因素如下：1.预先变形度对某些金属合金:当ε>90%时,再结晶后晶粒粗大

反常长大二次再结晶第15页，课件共28页，创作于2023年2月第七章:

回复与再结晶7.3再结晶(recrystallization)7.3.4再结晶后晶粒大小的控制2.退火温度:退火温度高,晶粒长大.临界变形度↓第16页，课件共28页，创作于2023年2月第七章:

回复与再结晶7.4晶粒长大再结晶完成初期:获得细小等轴晶粒.第17页，课件共28页，创作于2023年2月第七章:

回复与再结晶7.4晶粒长大7.4.1晶粒的正常长大1.晶粒长大驱动力∴高温下晶粒自发长大

*晶界向曲率中心方向移动(见图)∴晶粒长大是大晶粒吞并小晶粒.第18页，课件共28页，创作于2023年2月第七章:

回复与再结晶7.4晶粒长大7.4.1晶粒的正常长大2.晶粒的稳定形状球状晶粒界面能最低，但晶粒不能为球状→有空隙。第19页，课件共28页，创作于2023年2月第七章:

回复与再结晶7.4晶粒长大7.4.1晶粒的正常长大2.晶粒的稳定形状（1）若晶粒小于六边（小晶粒）

若为直线，夹角<120度

若满足120度，晶界必向外凸∴小晶粒只能逐渐缩小，直至消失。（2）若晶粒大于六边

若为直线，夹角大于120度

若满足120度，晶界必向内凹。∴晶粒长大规律是大晶粒吞并小晶粒。第20页，课件共28页，创作于2023年2月第七章:

回复与再结晶7.4晶粒长大7.4.1晶粒的正常长大3.影响晶粒长大的因素晶粒长大，是通过晶界处的原子扩散迁移实现（1）温度随T↑，晶粒长大温度一定，晶粒达到一定尺寸后不再长大。（2）杂质与合金元素异类原子吸附晶界处，降低晶界能，减少驱动力，阻碍晶粒长大。第21页，课件共28页，创作于2023年2月第七章:

回复与再结晶7.4晶粒长大7.4.1晶粒的正常长大3.影响晶粒长大的因素晶粒长大，是通过晶界处的原子扩散迁移实现（3）第二相质点第二相粒子越细小，数量越多，则阻碍晶粒长大能力越强。

（4）相邻晶粒位向差位向差越大，则晶面能越高，驱动力越大，晶界移动快。第22页，课件共28页，创作于2023年2月第七章:

回复与再结晶7.4晶粒长大7.4.2晶粒反常长大“二次再结晶”——个别一些晶粒过分长大、使材料内晶粒大小相差悬殊。第23页，课件共28页，创作于2023年2月第七章:

回复与再结晶7.5金属的热加工（变形）热加工：在再结晶温度以上进行塑性变形称为热加工。如高温下：锻造、轧制、拉拔、挤压等。冷加工：在再结晶温度以下进行塑性变形称为冷加工。特点：

(1)产生加工硬化；(2)表面光洁度高、尺寸精度高；

如：α-Fe

T再≥450℃，在450℃以下成型为冷加工。

Pb

T再〈室温，在室温成型为热加工。第24页，课件共28页，创作于2023年2月第七章:

回复与再结晶7.5金属的热加工（变形）7.5.1动态回复与动态再结晶动态回复：加工硬化→回复交替进行，冷却后可保持部分加工硬化。动态再结晶：加工硬化随时被再结晶消除。第25页，课件共28页，创作于2023年2月第七章:

回复与再结晶7.5金属的热加工（变形）7.5.2热加工后的组织与性能热加工对组织和性能有如下影响：1.改善铸锭组织和性能(1)焊合气孔、疏松，使材料密度升高；(2)细化组织：打碎粗大树枝晶、柱状晶、块状碳化物；(3)消除偏析；从而使性能提高。2.使纤维组织分布合理热加工时：枝晶偏析、夹杂物、第二相沿变形方向被拉长，呈纤维状。第26页，课件共28页，创作于2023年2月第七章:

回复与再结晶7.5金属的热加工（变形）7.5.2热加工后的组织与性能热加工对组织和性能有如下影响：3.产生带状组织第27页，课件共28页，创作于2023年2月第七章:

回复与再结晶7.5金属的热加工（变形）7.5.3超塑性

某些金属在高温下拉伸时，具有极大的延伸率；δ可达200%-1000%，这种性能称为超塑性。

获得超塑性的条件是：1.变形一般在0.5—0.65T熔进行。2.应变速率应加以控制，通常1-0.01%.s-1。3.在超塑性变形温度下，材料具有微细等轴晶粒（≤10um）的组织。4.金属具有超塑性时，其流