回复和再结晶z

第12章回复和再结晶

§12－1冷变形金属在加热时的组织与性能变化回复:是指新的无畸变晶粒出现之前所产生的亚结构和性能变化的阶段再结晶:是指出现无畸变的等轴新晶粒逐步取代变形晶粒的过程晶粒长大:是指再结晶结束之后晶粒的继续长大§12－2回复一、回复动力学回复方程式

特点：二、回复机制1．低温回复

与点缺陷的迁移有关

2、中温回复

与位错的滑移有关,位错运动和重新分布

3、高温回复

刃型位错产生攀移

构成亚晶界电阻率的明显下降主要是由于过量空位的减少和位错应变能的降低；内应力的降低主要是由于晶体内弹性应变的基本消除；硬度及强度下降不多则是由于位错密度下降不多，亚晶还较细小之故§12－3再结晶一、再结晶过程1．形核

（1）晶界弓出形核

变形程度较小（一般小于20％）

弓出形核的能量条件晶界由Ⅰ移动到Ⅱ自由能变化：假设晶界为球面:晶界弓出的能量条件：(2）亚晶形核大的变形度

①亚晶合并机制,高层错能的金属。

②亚晶迁移机制，低层错能金属。2.长大二、再结晶动力学

N不随时间而改变

N随时间变化Johnson-Mehl方程Avrami方程三、再结晶温度及其影响因素冷变形金属开始进行再结晶的最低温度称为

再结晶温度

以显微镜中出现第一颗新晶粒时的温度或以硬度下降50％所对应的温度，定为再结晶温度。工业：大变形量（70%）的金属，经1h退火能够完成再结晶（95%）的最低温度。

1）变形程度的影响2）原始晶粒尺寸

3）微量溶质原子

4）第二相粒子

5）再结晶退火工艺参数

四、再结晶后的晶粒大小影响在结晶晶粒的因素：

变形度临界变形度

2-10%2)退火温度提高退火温度可使再结晶的速度显著加快，临界变形度数值变小

§6－4晶粒长大一、晶粒的正常长大晶粒长大的驱动力自总的界面能的降低

影响晶粒长大的因素1）温度2）分散相粒子3）晶粒间的位向差4）杂质与微量合金元素二、晶粒的异常长大(二次再结晶)

1.特点：a少数晶粒快速长大

b不是重新形核、长大2.驱动力：界面能的降低3.产生条件：正常晶粒长大过程被弥散的第二相质点或杂质、织构等所强烈阻碍。4.对性能的影响：得到粗大组织，降低材料的室温机械性能，大多数情况下应当避免§6－5再结晶退火后组织一、再结晶退火后的晶粒尺寸取决：变形量，退火温度二、再结晶织构（1）与原有的织构相一致；（2）原有织构消失而代之以新的织构;（3）原有织构消失不再形成新的织构。再结晶织构形成机制定向成核理论---再结晶有形核过程，母体有织构，再结晶后的晶体也会形成新的织构。定向生长理论---取向有利的晶核，其晶界可获得最快的移动速率。三、退火孪晶

Cu和奥氏体钢的层错能低，易形成孪晶。§6－6热加工与动态回复、动态再结晶材料在再结晶温度以上的加工称为热加工

材料在变形的同时发生的回复和再结晶。加工硬化和加热软化交替或同时进行。一、动态回复

1.应力－应变曲线I．微应变阶段II．均匀应变阶段III．稳态流变阶段影响曲线的因素

应变速率变形温度2.动态回复机制1）螺型位错－交滑移－与异号位错抵消2）刃型位错－攀移－在新滑移面上与异号位错抵消3.动态回复组织晶粒沿变形方向伸长，同时，晶粒内部出现动态回复所形成的等轴亚晶粒。亚晶尺寸与稳态流变应力成反比，并随变形温度升高和变形速度降低而增大。二、动态再结晶低层错能金属1.应力—应变曲线I．微应变加工硬化阶段（0<ε<εc)II．动态再结晶的初始阶段（εc≤ε<εs）

III．稳态流变阶段（ε≥εs）低应变速率时，曲线出现波动2.动态再结晶机制大角度晶界的形成及其迁移低应变速率，原晶界弓出形核高应变速率，亚晶聚集形核3.动态再结晶的组织结构晶粒等轴，晶界锯齿状，晶粒内有被位错分割的亚晶§9－7金属材料的热加工一、热加工二、热加工对金属组织和性能的影响1．消除了某些铸造缺陷，较铸态具有较佳的机械性能。

2．加工流线3．带状组织4．显微组织的细化§6-8超塑性某些金属材料，在特定条件下拉伸时，能得到特别高的延伸率，这一现象称为超塑性，按产生超塑性的冶金因素不同，可其分为两类：（1）微晶超塑性（组织超塑性）（2）相变超塑性目前研究最多的是微晶超塑性一、超塑性的表示（力学性能指标）不产生缩颈和获得高延伸率是衡量材料超塑性的两项指标。延伸率用δ=（l-l0）/l0×100%表示。(2)不产生缩颈的抗缩颈能力用应变速率敏感指数m表示。

m越高，越有利于获得超塑性。超塑性合金，m≥0.3-0.9

二、实现组织超塑性的条件1．应变速率较小2．变形温度较高，一般>0.5T熔

3．等轴、复相的极细晶粒（d<10μm）

三、组织超塑性变形后的组织变化

1.晶粒保持为等轴状，但产生粗化.2.有明显的晶界滑动和晶粒转动，没有明显的晶内滑移，也没有位错密度的显著升高，看不到晶内亚结构。3.