回复与再结晶

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回复与再结晶

回复与再结晶

(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。
第八章: 回复与再结晶
8.4晶粒长大
8.4.1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)分散相粒子 第二相粒子越细小,数量越多,则阻碍晶粒长大能力越强。
8.1.1 显微组织的变化
冷变形金属随加热温度升高组织变化示意图
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.
第八章: 回复与再结晶
8.1 冷变形金属及合金在退火过程中的变化
8.1.2 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.
第八章: 回复与再结晶
8.5 金属的热加工(变形)
8.5.2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
未热轧的20钢组织:F+P
热轧后的20钢组织:F+P 带状分布
带状组织常在热轧板材、管材中 出现,性能上产生各向异性
第八章: 回复与再结晶
8.3再结晶(recrystallization)
8.3.2 再结晶动力学
第八章: 回复与再结晶
8.3再结晶(recrystallization)
8.3.3 再结晶温度及其影响因素 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(退火温度) : 退火温度越高,原子扩散越容易进行,V再↑,完成再结晶时间越短. 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.

一文看懂回复和再结晶

一文看懂回复和再结晶

一文看懂回复和再结晶回复和再结晶一、冷变形金属在加热时的组织与性能变化金属和合金经塑性变形后,由于空位、位错等结构缺陷密度的增加,以及畸变能(晶体缺陷所储存的能量)的升高将使其处于热力学不稳定的高自由能状态,具有自发恢复到变形前低自由能状态的趋势,但在室温下,因温度低,原子活动能力小,恢复很慢,一旦受热,温度较高时,原子扩散能力提高,组织、性能会发生一系列变化。

这一变化过程随加热温度的升高可表现为三个阶段:回复: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。

在此阶段,组织:由于不发生大角度晶界的迁移,晶粒的形状和大小与变形态相同,仍为纤维状或扁平状。

性能:强度与硬度变化很小,内应力、电阻明显下降。

(回复是指冷塑性变形的金属在(较低温度下进行)加热时,在光学显微组织发生改变前(即在再结晶晶粒形成前)所产生的某些亚结构和性能的变化过程。

)再结晶:指出现无畸变的等轴新晶粒逐步取代变形晶粒的过程。

在此阶段,组织:首先在畸变度大的区域产生新的无畸变晶粒的核心,然后逐渐消耗周围的变形基体而长大,直到变形组织完全改组为新的、无畸变的细等轴晶粒为止。

性能:强度与硬度明显下降,塑性提高,消除了加工硬化,使性能恢复到变形前的程度。

晶粒长大:指再结晶结束之后晶粒的继续长大。

在此阶段,在晶界表面能的驱动下,新晶粒相互吞食而长大,最后得到较稳定尺寸的晶粒。

显微组织的变化:回复阶段:显微组织仍为纤维状,无可见变化。

再结晶阶段:变形晶粒通过形核长大,逐渐转变为新的无畸变的等轴晶粒晶粒长大阶段:晶界移动,晶粒粗化,达到相对稳定的形状和尺寸。

性能变化:回复阶段:强度、硬度略有下降,塑性略有提高;密度变化不大,电阻明显下降。

再结晶阶段:强度、硬度明显下降,塑性明显提高;密度急剧升高。

晶粒长大阶段:强度、硬度继续下降,塑性继续提高;粗化严重时下降。

二、回复1. 回复动力学上图同一变形程度的多晶体铁在不同温度退火时,屈服强度的回复动力学曲线特点:(1)没有孕育期;(2)在一定温度下,初期的回复速率很大,随后即逐渐变慢,直至趋近于零;(3)每一温度的恢复程度有一极限值,退火温度越高,这个极限值也越高,而达到此一极限值所需的时间则越短;(4)预变形量越大,起始的回复速率也越快,晶粒尺寸减小也有利于回复过程的加快。

10回复与再结晶

10回复与再结晶

§7.4.2 晶粒的异常长大 冷形变金属在初次再结晶刚完成时,晶粒是比较细小的。 如果继续保温或提高加热温度,晶粒将渐渐长大,这种 长大是大多数晶粒几乎同时长大的过程。 如将再结晶完成后的金属继续加热超过某一温度,则会 有少数几个晶粒突然长大,它们的尺寸可能达到几个厘 米,而其他晶粒仍保持细小。最后小晶粒被大晶粒吞并, 整个金属中的晶粒都变得十分粗大。这种晶粒长大叫做 异常晶粒长大或二次再结晶。
1.小变形量的晶界弓出形核机制 对于变形程度较小的金属(一般小于20%),再结晶晶核往往采 用弓出形核机制生成。 变形的两个相邻晶粒内,其位
图 晶界弓出形核
错胞的尺寸相差悬殊,晶核产 生于位错胞尺寸大的晶粒一侧, 长入到有小位错胞晶粒内,也 就是伸向畸变能较高的区域以 减少畸变能。
2.亚晶合并机制
的等轴晶粒逐渐取代变形晶粒,而使形变强化效应完全消除的过程。
第一节 形变金属及合金在退火过程中的变化 §10.1.1 显微组织的变化 在回复阶段,与冷变形状态相比,光学金相组织中几乎没有发生 变化,仍保持形变结束时的变形晶粒形貌; 在再结晶开始,首先在畸变较大的区域产生新的无畸变的晶粒核 心,然后通过逐渐消耗周围变形晶粒而长大,转变成为新的等轴 晶粒,直到冷变形晶粒完全消失; 最后,在晶界界面能的驱动下,新晶粒会发生合并长大,最终会 达到一个相对稳定的尺寸,这就是晶粒长大阶段。 §10.1.2 储存能释放与性能变化 储存能是变形金属加热时发生回复与再结晶的 驱动力。
图 再结晶全图
§10.3.6 再结晶的应用
恢复变形能力 改善显微组织 再结晶退火 消除各向异性 提高组织稳定性
再结晶退火温度:T再+100~200℃。
第四节 晶粒长大
§10.4.1 晶粒的正常长大 晶粒长大过程中,如果长大的结果是晶粒尺寸分布均匀的,那么 这种晶粒长大称为正常长大。 晶粒长大的过程实际上就是一个晶界迁移过程,从宏观上来看, 晶粒长大的驱动力是界面能的降低,而从晶粒尺度来看,驱动力 主要是由于晶界的界面曲率所造成的。 晶界移动方向总是指向曲率中心。

回复与再结晶

回复与再结晶

第一节 冷变形金属在加热时的 组织与性能变化
一、 回复与再结晶的概念 回复:冷变形金属在低温加热时,其光学显微组织无可见变化,但其物 理、力学性能却部分恢复到冷变形以前的过程。 再结晶:冷变形金属被加热到适当温度时,在变形组织内部新的无畸变 的等轴晶粒逐渐取代变形晶粒,而使形变强化效应完全消除的过程。 二 、显微组织变化(示意图) 回复阶段:显微组织仍为变形晶粒(纤维状),形态无可见变化; 再结晶阶段:变形晶粒通过形核长大,逐渐转变为新的无畸变等轴晶粒。 晶粒长大阶段:晶界移动、晶粒粗化,达到相对稳定的形状和尺寸。
二、 回复机制
1.低温回复(T=0.1-0.3Tm) 点缺陷运动:空位迁移至晶界、位错处而消失;空位与间隙原子 结合而消失; 空位聚集(空位群),然后崩塌成位错环而消失。 2.中温回复 (T=0.3-0.35Tm) 位错滑移:异号位错相遇而抵销、缠结位错重新排列,位错密度 降低。 3.高温回复(T>0.35Tm) 位错攀移(+滑移)→位错垂直排列(亚晶界)→多边化(亚晶 粒)→弹性畸变能降低。 多边化的条件:塑性变形使晶体点阵弯曲、滑移面上有塞积的同 号刃型位错、较高的加热温度使刃型位错产生攀移运动。
六、再结晶后晶粒大小及其控制
晶粒大小-变形量关系图
1.变形量:存在临界变形量(一般约为2%-10%);在临界变形量以下, 不发生再结晶,晶粒尺寸不变;在临界变形量处,再结晶后晶粒 特别粗大(峰值),生产中应避免临界变形量;在临界变形量以 上,随变形量增大,再结晶后晶粒逐渐细化。(d∝(G/N)1/2) 2. 退火温度:退火温度提高,晶粒粗化;退火温度越高,临界变 形度越小,晶粒粗大。 3. 原始晶粒尺寸:原始晶粒越细小,再结晶驱动力越大,再结晶 温度越低,且形核位臵越多,使再结晶后晶粒细化。 七、再结晶的应用-再结晶退火 恢复变形能力、改善显微组织、消除各向异性、提高组织稳定性。

回复与再结晶

回复与再结晶

晶粒的正常长大(normal grain growth)
正常长大:再结晶后的晶粒均匀连续的长 大。 驱动力:界面能越大,曲率半径越小,驱 动力越大。(长大方向是指向曲率中心, 而再结晶晶核的长大方向相反。) 长大方式:大晶粒吞食小晶粒,大角度晶 界向曲率中心移动。
晶粒的正常长大
晶粒的稳定形状 晶界趋于平直; 二维晶粒:二维坐标中晶粒边数趋于6, 晶界夹角趋于120°; 三维晶粒:十四面体。
7.5 金属的热塑性变形
7.4.1 热、冷塑性变形的区别 (1) 热、冷塑性变形的区别 冷加工:在再结晶温度以下的变形加工。 加工硬化。 热加工:在再结晶温度以上的变形加工。 加工硬化、软化。 热加工温度:T再<T热加工<T固-100~200℃。
金属的冷加工
性能变化是单向的: 变形前 变形后
第7章 回复与再结晶
本章主要内容
冷塑性变形金属在加热时的转变 回复阶段 再结晶
金属的热塑性变形
回复与再结晶
7.1 冷塑性变形金属在加热时的转变
机械功(塑性变形) 热量(散失) 晶体内部缺陷储存能量→金属处于不稳 定的高能状态→有向低能转变的趋势
根据冷变形金属加热时组织和性能的变 化,可分为回复、再结晶和晶粒长大三 个阶段。
导致位错密度降低
7.2.2 回复机制
(3) 高温回复(>0.5Tm) 攀移:位错垂直于滑移面的移动。 机制:原子面下端原子的扩散,位错随半 原子面的上下移动而上下运动。 分类:正攀移(原子面上移、空位加入)、 负攀移(原子面下移、原子加入)。 攀移的作用:原滑移面上运动受阻—攀 移—新滑移面—滑移继续。
7.1.1 显微组织的变化

材料科学基础4-回复、再结晶

材料科学基础4-回复、再结晶

Q Q A exp RT t1 A exp RT t2 1 2
t1 t2 exp exp 1 1 RT2 R T2 T1 e RT 1
晶粒长大--3.影响晶粒长大(即晶界迁移率)的因素
(1)温度 温度越高,晶粒长大速度越快,晶粒越粗大
G =G0exp(-QG /RT)
G:晶界迁移速度 G0:常数 QG:晶界迁移的激活能
(2)第二相 晶粒长大的极限半径 R=kr/f K:常数 r:第二相质点半径 f:第二相的体积分数 ∴ 第二相质点的数量越多,颗粒越小,则阻碍晶粒长大的能 力越强。 (3)可溶解的杂质或合金元素阻碍晶界迁移,特别是晶界偏 聚现象显著的元素,其阻碍作用更大。但当温度很高时, 晶界偏聚可能消失,其阻碍作用减弱甚至消失。
§2
一、回复动力学 1.回复动力学曲线
回复
回复动力学特点:
(1)回复过程没有孕育期,随着退火的开始进行,发 生软化。 (2)在一定温度下,初期的回复速率很大,以后逐渐 变慢,直到最后回复速率为零。
(3)每一温度的回复程度有一极限值,退火温度越高, 这个极限值也越高,而达到此极限所需时间则越短
(4)回复不能使金属性能恢复到冷变形前的水平。
TC TA TB sin A sin B sin C
当界面张力平衡时: 因 为 大 角 度 晶 界 TA=TB=TC, 而 A+B+C=360o ∴A=B=C=120o
晶粒长大--晶粒长大的方式
(3)在二维坐标中, 晶界边数少于6的晶 粒,其晶界向外凸出, 必然逐渐缩小,甚至 消失,而边数大于6 的晶粒,晶界向内凹 进,逐渐长大,当晶 粒的边数为6时,处 于稳定状态。 在三维坐标中, 晶粒长大最后稳 定的形状是正十 四面体。

第七章 回复与再结晶用

第七章 回复与再结晶用
二 显微组织变化(示意图)
Smith W F. Foundations of Materials Science and Engineering. McGRAW.HILL.3/E
4
第一节 冷变形金属在加热时的变化
三 性能变化 1 力学性能(示意图) 回复阶段:强度、硬度略 有下降,塑性略有提高。 再结晶阶段:强度、硬度 明显下降,塑性明显提高。 晶粒长大阶段:强度、硬 度继续下降,塑性继续提高, 粗化严重时下降。 2 物理性能 密度:在回复阶段变化不大, 在再结晶阶段急剧升高; 电阻:电阻在回复阶段可 明显下降。
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第四节 晶粒长大
三 再结晶退火的组织
1 再结晶图。退火温度、变形量与晶粒大小的关系图。 2 再结晶织构:再结晶退火后形成的织构。退火可将形变织 构消除,也可形成新织构。 择优形核(沿袭形变织构) 择优生长(特殊位向的再结晶晶核快速长大) 3 退火孪晶:再结晶退火后出现的孪晶。是由于再结晶过程 中因晶界迁移出现层错形成的。
34
第五节 金属的热变形
一 动态回复与动态再结晶
1 动态回复:在塑变过程中发生的回复。(静态…) 高层错能金属(铝及铝合金、纯铁、铁素体钢等)热 加工时,螺型位错的交滑移和刃型位错的攀移均较易进行, 位错很容易从结点和位错网中解脱出来而与异号位错相互 抵消,因此,亚晶中的位错密度低,剩余的储存能不足以 引起动态再结晶,动态回复是这类金属热加工中起主导作 用的软化机制。
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第三节 再结晶
四 影响再结晶的因素
1 退火温度。温度越高,再结晶速 度越大。加热速度太低或太高,再 结晶温度提高。
2 变形量。变形量越大,再结晶温 度越低;随变形量增 大,再结晶 温度趋于稳定;在给定温度下发生 再结晶需要以一临界变形量,变形 量低于该值,再结晶不能进行。 3 原始晶粒尺寸。晶粒越小,变形 抗力越大,冷变形储存能越高,再 结晶驱动力越大;同时,晶界越多, 有利于形核。

第七章回复与再结晶

第七章回复与再结晶
化严重时下降。 (2)物理性能 密度:在回复阶段变化不大,在再结晶阶段急剧升高; 电阻:电阻在回复阶段可明显下降。
回复、再结晶及晶粒长大阶段中性能的变 化情况
7.2 回复
回复过程3阶段(储存能在回复阶段三个峰值所对应的) 约化温度:表征加热温度的高低,用绝对温标表示的加热温度与其熔点温度之比, TH =T/Tm。
错相遇相消,位错密度下降,位错缠结内部重新排列组合,使亚晶规整化。
(3)高温回复( TH >0.5Tm) 高温回复,原子活动能力进一步增强,位错除滑移外,还可攀移。主要机制是多边化。冷变形后由
于同号刃型位错在滑移面上塞积而导致点阵弯曲,在退火过程中通过刃型位错的攀移和滑移,使同号 刃型位错沿垂直于滑移面的方向排列成小角的亚晶界,这个过程称为多边化。其驱动力来自应变能的 下降。
位错及晶界处,对位错的运动及晶界的迁移起阻碍作用,因此不利于再结晶的形核与长大,阻碍再结 晶,使再结晶温度升高。 4.原始晶粒尺寸
其他条件相同情况下,晶粒越细,变形抗力越大,冷变形后存储能越多,再结晶温度越低。相同变 形度,晶粒越细,晶界总面积越大,可供形核场所较多,生核率也增大,再结晶速度加快。
5.分散相粒子 分散相粒子直径较大,离子间距较大的情况下,再结晶被促进;而小的粒子尺寸和小的粒子间距,
储存能的释放与性能变化
1 储存能:存在于冷变形金属内部的一小部分(~10%)变形功。
弹性应变能(3~12%) 2 存在形式 位错(80~90%)
点缺陷
3 储存能的释放:原子活动能力提高,迁移至平衡位置,储存能得以释放。
(1)力学性能 回复阶段:强度、硬度略有下降,塑性略有提高。 再结晶阶段:强度、硬度明显下降,塑性明显提高。 晶粒长大阶段:强度、硬度继续下降,塑性继续提高,粗
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3.亚晶蚕食机制 变形量很大的低层错能金属扩展位错宽度大,不易束集,交滑移困难, 位错密度很高。在位错密度很大的小区域,通过位错的攀移和重新分布, 形成位错密度很低的亚晶。这个亚晶便向周围位错密度高的区域生长。 相应的,亚晶界的位错密度逐渐增大,亚晶与周围形变基体取向差逐渐 变大,最终由小角度晶界演变成大角度晶界。大角度晶界一旦形成,可 突然弓出,迁移,蚕食途中所遇位错,留下无畸变晶体,成为再结晶核 心,如图。 总之,三种形核机制都是大角度晶界的突然迁移。所不同的是获得大 角度晶界途径不同。
内应力降低:弹性应变基本消除; 硬度、强度下降不多:位错密度降低不明显,亚晶较细; 电阻率明显下降:空位减少,位错应变能降低。
2去应力退火 降低应力(保持加工硬化效果),防止工件变形、开 裂,提高耐蚀性。
第 八 章 第 三 节 再 结 晶
第三节 再结晶
一 再结晶的形核与长大 1 形核 a.亚晶长大形核机制 (变形量较大时) 亚晶合并形核 亚晶界移动(长大)形核(亚晶蚕食)
第一节 冷变形金属在加热时的
组织与性能变化
四 储存能变化(示意图) 1 储存能:存在于冷变形金属内部的一小部分(~ 10%)变形功。 弹性应变能(3~12%) 2 存在形式 位错(80~90%) 驱动力 点缺陷 3 储存能的释放:原子活动能力提高,迁移至平衡位 臵,储存能得以释放。 再 结 回 晶 复
第 八 章 第 三 节 再 结 晶
第三节 再结晶
五 再结晶晶粒大小的控制(晶粒大小-变形量关系图) 2 原始晶粒尺寸。晶粒越小,驱动力越大,形核位臵越多, 使晶粒细化。 3 合金元素和杂质。增加储存能,阻碍晶界移动,有利于 晶粒细化。 4 温度。退火温度越高,临界变形度越小,晶粒粗大。
第 八 章 第 三 节 再 结 晶
第 八 章 第 三 节 再 结 晶
第三节 再结晶
一 再结晶的形核与长大 驱动力:畸变能差 2 长大
方式:晶核向畸变晶粒扩展,至新晶粒相互接触。
注:再结晶不是相变过程。
第 八 章 第 三 节 再 结 晶
第三节 再结晶
二 再结晶动力学 (1)再结晶速度与温度的关系 v再=Aexp(-QR/RT) 1/t= A/· exp( –QR/RT) (2)规律 有孕育期; 温度越高,变形量越大孕育期越短;在体 积分数为0.5时速率最大,然后减慢。
第 八 章 第 三 节 再 结 晶
第三节 再结晶
四 影响再结晶的因素 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.
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
b.凸出形核(变形量较小时,<20%) 晶核伸向小位错胞晶粒(畸变能较高区域) 内.
第 八 章 第 三 节 再 结 晶
第三节 再结晶
一 再结晶的形核与长大 1 形核 a亚晶长大
亚晶合并
亚晶蚕食
第 八 章 第 三 节 再 结 晶
第三节 再结晶
一 再结晶的形核与长大 b晶界凸出形核 晶界弓出形核,凸向亚晶粒小的方向.
式中Es为两侧单位体积的储存能之差,是驱动力,阻力是晶界能的增加。当部 分晶界弓出一球表面时,则
1.小变形量的弓出形核机制
代人前式,并令△G<0得到
由图7b可见R=L/sinα, 当α =π/2时,即晶界弓出成半球形,如图中 虚线sinα=1,R达到一极小值,即Rmin=L,此时2ζ/Rmin取得极大值, 因此弓出形核的最大阻力是晶界弓出成半球时。克服这一阻力需满足
第 八 章 第 四 节 晶 粒 长 大
第四节 晶粒长大
二 晶粒的异常长大
1 异常长大:少数再结晶晶粒的急剧长大现象。(二次再结晶) 2 基本条件:正常晶粒长大过程被(第二分散相微粒、织构) 强烈阻碍。 3 驱动力:界面能变化。(不是重新形核)
第 八 章 பைடு நூலகம் 四 节 晶 粒 长 大
第四节 晶粒长大
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 温度越高,晶界易迁移,晶粒易粗化。 (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。
(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。
由上式,△ Es增大,L可减小,说明形核容易。晶界弓出一旦超过半球形, 由于R逐渐增大, 2ζ/R逐渐减小,晶核可自动长大。
2.亚晶合并机制 变形量较大的高层错能金属再结晶核心通过亚晶合并来产生。采用 多边化和亚晶界的“Y'’过程或通过相邻亚晶的转动,逐步使小亚晶 A,B,C合并成大的亚晶(ABC),如图7-8所示,成为位错密度很低,尺寸 较大的亚晶,随亚晶尺寸的增大,与四周的亚晶粒的位向差必然越来越 大,最后形成大角度晶界。大角度晶界可动性大,可迅速移动,扫除移 动路径中存在的位错,在其后留下无应变的晶体,这就形成了再结晶核 心。
2.晶粒的稳定形貌 比界面能通常为常数,故Ф1=Ф2=Ф3=120°,,故其 平衡形貌如图,三叉晶界,晶界角120°。
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。
一 晶粒的正常长大
1.晶粒长大的驱动力 从个别晶粒长大的微观过程来说,晶界具有不同的曲率则是造成晶 界迁移的直接原因。设想有一如图所示的双晶体,B晶粒呈球状存在 于A晶粒之中,两晶粒的交界是半径为R的球面。显然,如果晶界向减 小R的方向移动,即向曲率中心移动,使体系总量下降。A、B双晶体 的界面能为
1.小变形量的弓出形核机制
当变形量较小时,由于变形不均匀,相邻晶粒的位错密度相差可以 很大,此时晶界中的一小段会向位错密度高的一侧突然弓出,如图。晶 界弓出部分是原晶界的一小段,两端被钉锚住,如图b.此晶界由Ⅱ位置 移动到Ⅰ位置,扫掠出来的体积为dV,表面积增加dA。假定扫掠过后的 小区域储存能全部释放。该区域就可成为再结晶核心。 弓出形核单位体积自由能的变化为
缺陷密度降低
第 八 章
二 回复机理
第二节 回复
第 二 节 回 复
2 中温回复 (0.3-0.5Tm)
异号位错相遇而抵销
位错滑移 位错缠结重新排列 位错密度降低
第 八 章
二 回复机理
第二节 回复
第 二 节 回 复
3 高温回复(>0.5Tm) 位错攀移(+滑移) 位错垂直排列(亚晶界)
多边化(亚晶粒)
5.分散相粒子 间距和直径都较大时,提高畸变能,并可作为形核核心,促 进再结晶;直径和间距很小时,提高畸变能,但阻碍晶界迁移, 阻碍再结晶。
第 八 章 第 三 节 再 结 晶
第三节 再结晶
五 再结晶晶粒大小的控制(晶粒大小-变形量关系图) 再结晶晶粒的平均直径 d=k[G/N]1/4 1 变形量。存在临界变形量,生产中应避免临界变 形量。
第一节 冷变形金属在加热时的
组织与性能变化
二 显微组织变化(示意图)
Smith W F. Foundations of Materials Science and Engineering. McGRAW.HILL.3/E
第 八 章 第 一 节 加 热 时 的 变 化
第一节 冷变形金属在加热时的
三 性能变化 1 力学性能(示意图) 回复阶段:强度、硬度略有下降,塑性略有提高。 再结晶阶段:强度、硬度明显下降,塑性明显提高。 晶粒长大阶段:强度、硬度继续下降,塑性继续提高, 粗化严重时下降。 2 物理性能 密度:在回复阶段变化不大,在再结晶阶段急剧升高; 电阻:电阻在回复阶段可明显下降。
第 八 章 第 一 节 加 热 时 的 变 化
第一节 冷变形金属在加热时的
组织与性能变化
五 内应力变化 回复阶段:大部分或全部消除第一类内应力,部分消 除第二、三类内应力; 再结晶阶段:内应力可完全消除。
第 八 章 第 二 节 回 复
第二节 回复
一 回复动力学(示意图) 1 加工硬化残留率与退火温度和时间的关系 ln(x0/x)=c0texp(-Q/RT) x0 –原始加工硬化残留率;x-退火时加工硬化残留率; c0-比例常数;t-加热时间;T-加热温度。
第 八 章 第 一 节 加 热 时 的 变 化
第一节 冷变形金属在加热时的
组织与性能变化
二 显微组织变化(示意图)
回复阶段:显微组织仍为纤维状,无可见变化; 再结晶阶段:变形晶粒通过形核长大,逐渐转变为新的无畸变 的等轴晶粒。 晶粒长大阶段:晶界移动、晶粒粗化,达到相对稳定的形状和 尺寸。
第 八 章 第 一 节 加 热 时 的 变 化
第 八 章
三 再结晶温度
第三节 再结晶
第 三 节 再 结 晶
1 再结晶温度:经严重冷变形(变形量>70%)的金属或合 金,在1h内能够完成再结晶的(再结晶体积分数>95%) 最低温度。 高纯金属:T再=(0.25~0.35)Tm。 2 经验公式 工业纯金属:T再=(0.35~0.45)Tm。 合金:T再=(0.4~0.9)Tm。 注:再结晶退火温度一般比上述温度高100~200℃。
∴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.
2.晶粒的稳定形貌 相同体积情况下,球形晶粒的晶界面积最小,但如果晶 粒呈球形,会出现堆砌的空隙。所以实际晶粒的平衡形貌, 如图呈十四面体。当三个晶粒相交于一直线时,其二维晶 粒形状如图所示。由作用于0点的张力平衡可得到
组织与性能变化
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