静态再结晶-1

3.静态再结晶动力学及晶粒尺寸
微合金钢在变形后的退火过程中发生静态 再结晶，静态再结晶的速度和晶粒尺寸受预应 变ε、变形条件 z 值和原始奥氏体晶粒尺寸 的影响。在ε<εc的情况下，㏑t0.5 与㏑ε、 ㏑drex与㏑ε存在线性关系，预应变量越小， 材料储存能越多，静态再结晶越快，晶粒尺寸 也越细小。当应变量超过εc后，静态再结晶 速度和晶粒尺寸对预应变的依赖关系有所减弱， 当变形进入稳定流变状态时，材料储存的能量 不随预应变发生变化，因此 t0.5和drex也不随 预应变发生变化。
t 0.5 = Aε d z exp(Q / RT )
−n p −q 0 − n1
d rex = A1ε
d z
p1 0
− q1
式中A 式中A、A1、n、n1、p、p1、q、q1为常数，Q为静态 为常数，Q 再结晶激活能。文献求的 0.37% C、0.026% Ti钢 C、 Ti钢 的 p1 =0.48 、q1=0.16，对于一些低合金钢 =0.16，对于一些低合金钢 q1=0.13、p1=0.67、n1=0.67、n=4、p=2。 =0.13、 =0.67、 =0.67、n=4、p=2。
静态再结晶
1. 静态再结晶行为
在七十年代，人们对静态再结晶已进行了许多研究， 在七十年代，人们对静态再结晶已进行了许多研究，田 中用冻结热轧后的奥氏体组织直接观察的方法； 中用冻结热轧后的奥氏体组织直接观察的方法；弄清下列几 点： 在现象方面，根据温度、 （1）在现象方面，根据温度、变形量可化分为完全再结 部分再结晶、未再结晶区。 晶、部分再结晶、未再结晶区。 静态再结晶所需要的临界变形量与温度、 （2）静态再结晶所需要的临界变形量与温度、初始晶粒 尺寸有关系，温度越低，晶粒越粗，所需要的变形量越大。 尺寸有关系，温度越低，晶粒越粗，所需要的变形量越大。 多道次轧制时， （3）多道次轧制时，即使每道次变形达不到再结晶的临 界变形量，但由于形变积累的效果也能产生再结晶。 界变形量，但由于形变积累的效果也能产生再结晶。 虽然再结晶是在加工后极短的时间内开始的， （4）虽然再结晶是在加工后极短的时间内开始的，可是 进行的速度和温度有很强的依赖关系。 进行的速度和温度有很强的依赖关系。 压下量越大，初始晶粒直径越小， （5）压下量越大，初始晶粒直径越小，奥氏体再结晶晶 粒直径越细小。 粒直径越细小。 加入微量的Nb 明显的抑制再结晶。 Nb， （6）加入微量的Nb，明显的抑制再结晶。
对静态复旧过程，Jonas等采用中断压缩试样的 对静态复旧过程，Jonas等采用中断压缩试样的 方法进行了研究，结果表明：静态组织变化受应变量 的影响，如图1 的影响，如图1。对于不同的应变量材料的静态复旧 过程可由静回复、静态再结晶和准动态再结晶组成, 过程可由静回复、静态再结晶和准动态再结晶组成, 而准动态再结晶的存在要以产生动态再结晶为前提， 当予变形量小于动态再结晶临界应变时静回复是唯一 的软化机制，其特点是回复产生不需要孕育期，不能 引起100%的软化，如曲线 引起100%的软化，如曲线 a所示。予变形量大于静态 再结晶临界应变时，除静回复外，静态再结晶起了更 为重要的作用。这个阶段的特点是再结晶产生需要一 定的孕育期，孕育期随变形量增加而减小，静再结晶 可以引起100%的软化，如曲线 可以引起100%的软化，如曲线 b所示。
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4. 微合金元素对静态再结晶的作用
（Recrystallization－Precipitation－Temperature－Time） Recrystallization－Precipitation－Temperature－Time） 图 3 Nb刚中的RPTT曲线 T0 ：析出物的固溶度温度 TR：明显的表现出再结晶 /析出物之间关系的上限 温度 PS，PSD：静态、形变诱 发析出的开始曲线 Rs，Rf：再结晶的开始。 终了曲线 RsD，RfD：形变诱发析出 物的实际Rs，Rf 曲线
2. 静态回复、静态再结晶、准动态再结晶 静态回复、静态再结晶、
予变形量大于动态再结晶临界应变但小于ε 予变形量大于动态再结晶临界应变但小于εs 时，曲 线形状较为复杂，此阶段的特点是静态再结晶和准动 态再结晶的联合作用。准动态再结晶是以动态再结晶 核心的直接长大，它的成长不需要孕育期，但准动态 再结晶不能使材料发生100%软化。由于变形量的增加 再结晶不能使材料发生100%软化。由于变形量的增加 以及准动态再结晶的产生，使静态再结晶孕育期缩短， 减少了材料完全软化时间，如曲线c 减少了材料完全软化时间，如曲线c 所示。变形量超 过 εs 后，材料内发生全面动态再结晶，此时准静 态再结晶数量增多，进一步加快了软化过程，如曲线 d 所示。以上结果可归于图2中。 所示。以上结果可归于图2
4. 微合金元素对静态再结晶的作用
图4. V、M 0、Nb对钢静 Nb对钢静 态再结晶的影响(a） 态再结晶的影响 1000℃,b）900℃
4. 微合金元素对静态再结晶的作用
图5. C-Mn， 0.1V，0.2V钢的 再结晶（软化） 与析出（硬化）的HTT曲线
5. 微合金元素在奥氏体区的沉淀动力学
3.静态再结晶动力学及晶粒尺寸
在一定的预应变条件下，变形条件z值越大，材 料内储存的能量越大，因而静态再结晶速度越快，静 态再结晶晶粒尺寸也越小。一般 t0.5和drex与变形条 件Z 值之间有如下关系：
t 0.5 = A Z-q d rex =A1 Z-q1
3.静态再结晶动力学及晶粒尺寸
原始奥氏体晶粒尺寸 d0 也影响静态再结晶的速 度和晶粒尺寸。原始奥氏体晶粒尺寸越小，静态再结 晶的形核位置越多，再结晶速度越快，晶粒尺寸也越 小。t0.5 、drex 与d0存在如下关系： t0.5 = B d0p drex = B1 d0p1 综合以上分析，t0.5 、drex 与ε、Z 、d 0之间有如 下关系：
• I.WEISS等考虑到微合金元素的析出物对εp的推 迟作用而利用一种新的机械方法研究了微合金元 素在钢中的静态沉淀，应变诱发沉淀和动态沉淀 的动力学曲线。
5. 微合金元素在奥氏体区的沉淀动力学
5. 微合金元素在奥氏体区的沉淀动力学
另外文献用电镜和定量化 学相分析的方法研究了碳 氮化物在等温保持过程中 碳氮化物的颗粒尺寸和数 量的的变化。得出碳氮化 物颗粒尺寸的变化与变形 温度和形变量有关，受析 出颗粒的形核率和生长率 的控制。碳氮化物的数量 与时间的关系的关系曲线 如图 2.15。可见析出的 2.15。可见析出的 碳氮化物存在一个回溶过 程。 图7. 在应变诱导条件下Nb的等温析出量（980℃）
1. 静态再结晶行为
为基础，根据十年来组织观察， 以这些知识 为基础，根据十年来组织观察，一直反复 的进行了更详细的研究。此外，使用高精度的加工设备， 的进行了更详细的研究。此外，使用高精度的加工设备，根 据分段加工时的S 曲线形变应力变化， 据分段加工时的S－S曲线形变应力变化，研究了在加工后极 短时间内发生的静态复原过程。 短时间内发生的静态复原过程。这时静态复原的进展程度能 用软化(x 表示： 用软化(xs)表示：
2. 静态回复、静态再结晶、准动态再结晶 静态回复、静态再结晶、
图1. 形变量对1060钢（0.68%C） 软化过程的影响 a-ε=0.055；b-ε =0.098； c-ε= 0.24；d-ε=0.41
图2. 软化率与形变奥 氏体状态的关系
3. 预应变 、变形条件 z及原始 预应变ε、 及原始 奥氏体晶粒尺寸 d0对静态再结晶 动力学及晶粒尺寸的影响
4. 微合金元素对静态再结晶的作用
在钢中加入的微合金元素V、Ti、Nb抑制静态再 结晶过程，其抑制作用有两种：一是由固溶元素产生 的溶质阻塞作用；另一是析出相产生的钉扎作用。 奥氏体中析出相有：加热时未固溶的析出相；变形中 产生的动态析出相；在轧制道次之间再结晶奥氏体晶 粒中生成的静态析出相或者未再结晶奥氏体中形变诱 发析出相。 已经确认，未固溶的碳氮化物尺寸过大，对再结晶晶 粒没有钉扎作用，而微合金钢在高应变速率的热轧条 件下，不能发生动态析出，只有在未再结晶奥氏体中 因形变诱发析出的碳氮化物才强烈的抑制静态再结晶。 形变诱发析出的地点是由于热加工而产生的位错或者 奥氏体晶界处。 随退火温度的增加，析出相开始以与温度相应的速率 长大，钉扎作用消失，再结晶才得以进行。
σm −σ2 xs = ..................(5) σ m − σ1
在这里， 分别是第一阶段、 在这里，σ1、σ2分别是第一阶段、第二阶段加工时的屈服应 是单级的变形中断时的变形应力。 力， σm是单级的变形中断时的变形应力。
2. 静态回复、静态再结晶、准动态再结晶 静态回复、静态再结晶、
4. 微合金元素对静态再结晶的作用
图3是 RPTT图，是描绘形变诱发析出相抑制再结晶的 RPTT图，是描绘形变诱发析出相抑制再结晶的 示意图。在Nb(CN)的固溶温度(T0)以下被分为三个区： 示意图。在Nb(CN)的固溶温度(T0)以下被分为三个区： （1）是在开始析出之前再结晶已完成，析出对再结 晶没有影响的区域。 （2）是在再结晶进行的过程开始析出，推迟了再结 晶终了的区域。 （3）析出于再结晶之前开始，推迟再结晶开始与终 了的区域。特别是在（3）区，由于析出相与再结晶 之间的相互作用，明显的抑制再结晶。