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。
铝合金再结晶温度
铝合金再结晶温度铝合金是目前工业生产和日常生活中广泛使用的一种材料，由于其具有轻、强、耐腐蚀、易加工等优点，因此广受欢迎。
而铝合金再结晶温度则是制造铝合金材料时需要关注的一个重要指标，下面将对铝合金再结晶温度进行详细介绍。
一、什么是再结晶温度再结晶温度是铝合金材料在热处理时，达到再结晶条件的温度值。
在这个温度下，材料内部发生动态再结晶过程，形成新的晶粒，从而改变铝合金的力学性能和材料组织结构。
一般来说，铝合金再结晶温度为材料熔点的60% ~ 80%。
二、再结晶温度对铝合金的影响1. 影响再结晶时间：再结晶温度决定了铝合金的再结晶时效，温度过低会延长再结晶时间，导致材料晶粒生长不良，从而降低材料的力学强度。
2. 影响晶粒尺寸：再结晶温度对铝合金晶粒尺寸的大小有明显的影响。
如果温度过低，晶粒尺寸会增大，反之则会减小。
3. 影响力学性能：在再结晶温度下，材料内部新生的晶粒会影响其力学性能，加上材料在再结晶过程中可能发生的应变硬化，从而改变材料的屈服强度和延展性能。
三、铝合金再结晶温度的测定方法1. 热变形实验法：将铝合金样品加热至一定温度后进行拉伸实验，利用真应力-真应变曲线来确定再结晶发生的温度范围。
2. 金相显微镜法：经过热处理后，对铝合金样品进行金相组织分析，通过晶粒形变角度、晶粒尺寸和形态等特征判断再结晶温度的范围。
四、如何控制铝合金的再结晶温度1. 合理控制退火时间和温度：这是一个重要的方法，当温度和时间到达一定程度时，晶粒即可重新排列，达到所需性能。
2. 添加稀土元素：稀土元素是通常在铝合金中添加的添加剂之一，可有效控制晶格结构和晶粒尺寸进而调节再结晶温度。
3. 选择适当的组合金属：利用不同含量的合金元素，可控制本身化合物的结构，从而达到调节铝合金再结晶温度的目的。
综上所述，铝合金再结晶温度是铝合金材料制造过程中一个重要的指标，直接关系到材料的力学性能和组织结构，为了获得所需的物理性能，应根据具体的制造需要，合理控制再结晶温度。
紫铜的再结晶温度
紫铜的再结晶温度全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：紫铜是一种常见的金属材料，具有良好的导电性和导热性，因此在工业生产中被广泛应用。
在加工和制造过程中，紫铜往往需要经过再结晶处理，以改善其机械性能。
再结晶是通过加热材料到特定温度下，使其晶粒重新排列，消除原有的变形和应力，从而提高材料的强度和韧性。
对于紫铜而言，其再结晶温度是其再结晶处理的关键参数之一。
紫铜的再结晶温度通常在300℃至500℃之间。
在这个温度范围内，紫铜的晶粒会开始重新排列，形成新的晶粒结构。
这个过程主要是由于晶界的移动和晶粒内部的扩散，使得紫铜的晶粒细化并且消除原有的变形。
通过控制再结晶温度和时间，可以有效地提高紫铜的强度和韧性，同时改善其加工性能。
再结晶温度的选择对于紫铜的性能和微观结构有着重要的影响。
通常情况下，再结晶温度越高，晶粒长大的速度就会越快，从而降低材料的强度。
而再结晶温度过低则可能无法完全消除原有的变形，影响其机械性能。
在实际生产中，需要根据具体的要求和工艺来选择适当的再结晶温度。
在实际生产中，人们通常通过金相显微镜等方法来观察紫铜的晶粒结构和再结晶效果。
通过这种方法可以判断再结晶温度和时间是否合适，从而进一步优化处理工艺。
还可以通过拉伸试验等方法来评估紫铜的力学性能，进一步确定再结晶效果是否达到预期的要求。
紫铜的再结晶温度是其再结晶处理中的重要参数之一，对于提高材料的性能和加工性能具有重要作用。
通过恰当地选择再结晶温度和时间，可以有效地改善紫铜的力学性能和微观结构，使其更适合各种工业应用需求。
在未来的研究中，还可以进一步探讨再结晶对紫铜性能的影响机制，提高材料的品质和生产效率。
【紫铜的再结晶温度】的研究也将继续深入发展，为紫铜材料的应用和开发提供更多的理论和实践支持。
第二篇示例：紫铜是一种常见的金属材料，具有优良的导电导热性能和良好的机械性能，广泛应用于电子、建筑、航空航天等领域。
在使用过程中，紫铜会因为应力、变形等原因发生结晶。
回复与再结晶ppt
金属材料在高温或高压下发生塑性变形，随后在较低的温度 或压力下发生再结晶，改变晶格结构和相变，提高材料的强 度和韧性。
半导体材料的回复与再结晶
半导体材料在高温或高压下的回复过程中，通过晶格结构的 变化和缺陷的修复，材料的电学性能得到改善。
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汇报的目的和背景
汇报目的
本次汇报旨在探讨回复与再结晶对金属材料性能的影响以及应用方面的研究 进展。
背景
随着工业和科技的发展，金属材料在各个领域的应用越来越广泛，而回复与 再结晶作为金属材料热处理过程中的重要环节，对于提高金属材料的综合性 能具有重要意义。
02
回复
回复的定义和特点
回复是指一种物质在受到外部刺激（如温度、压力、电磁波 等）后，产生的某种反应或变化。
对回复与再结晶未来发展的展望
探索新的回复与再结晶技术，提高材料的综合 性能和可靠性，以满足现代科技和工业发展的 需求。
加强回复与再结晶基础理论的研究，深入探讨 材料在回复与再结晶过程中微观结构和物理性 质的演变规律。
研究新型材料在回复与再结晶过程中的行为和 特性，拓展回复与再结晶理论的应用范围。
对回复与再结晶具体案例的分析
升温
将金属加热到一定温度，使其发生再结晶 。
形核
在金属中形成新的晶核。
晶粒细化
通过控制温度和变形量，细化晶粒，提高 金属性能。
长大
新晶核逐渐长大，形成新的晶粒组织。
04
回复与再结晶的关系
回复与再结晶的联系
两种现象都与材料在高温下发生的物理性质变化有关。 两种现象都受到材料内部结构的影响。
回复与再结晶的区别
回复的特点是具有滞后性和不完全性。即，回复是在外部刺 激作用下的一个过程，需要一定的时间和能量，且回复的程 度往往不能完全恢复到初始状态。
aztec统计再结晶晶粒
aztec统计再结晶晶粒
Aztec统计再结晶晶粒是指利用Aztec（全像分析技术）对晶体再结晶过程中的晶粒进行统计和分析的过程。
再结晶是一种固态相变，它是指在固态材料中，由于高温、高压等因素引起晶粒的再分布和生长，从而形成一个全新的晶体结构。
在这个过程中，大量的小晶粒会生长成为大晶粒，而有些晶粒则会被消失或合并成新的晶粒，因此，晶粒尺寸的分布情况对材料的性能和应用具有重要的影响。
Aztec技术是一种高分辨率的电子显微镜技术，它可以通过记录晶体的原子排列信息，对晶体的晶粒尺寸、晶界面形态和晶粒分布等进行定量分析。
通过对Aztec统计结果的分析，可以了解晶体的再结晶机制和规律，为进一步优化材料的制备与性能提供重要的参考依据。
材料科学基础第09章再结晶-文档资料
其中A为与材料类型结构有关的常数，Q为激活能，R为 气体常数，T发生回复的温度，t为回复进行的时间。
回复动力学
因此在不同的温度下，回复到相同的程度 所用的时间的为：
即ln(t)和1/T成线形关系。一方面可以由此测 量计算它的激活能；另一方面说明热激活过程 中时间和温度的等效关系。实际上任何材料变 形后都在慢慢的发生回复，平时在室温下未见 到性能变化的仅因为变化的速度很慢。
其他组织变化
再结晶织构：材料的冷变形程度较大，如果产生了变 形织构，在再结晶后晶粒取向的遗传，组织依然存在 择优取向，这时的织构称为再结晶织构。
晶粒的非正常长大
在长大过程中，一般晶粒在正常缓慢长大时，如 果有少数晶粒处在特别优越的环境，这些大量吞食周 围晶粒，迅速长大，这种现象称为晶粒的异常长大。 这些优先长大的少数晶粒最后到互相接触，早期的 研究以为是形核和核心的生长过程，而称为“二次再 结晶”，但实质并不是靠重新产生新的晶核，而是在 一次再结晶后的长大过程中，某些晶粒的环境特殊而 产生的优先长大。 材料发生异常长大时，出现了晶粒大小分布严重 不均匀，长大后期可能造成材料晶粒尺寸过大，它们 都对材料的性能带来十分不利的影响。
回复
所谓回复，即在加热温度较低时，仅因金属中的 一些点缺陷和位错的迁移而引起的某些晶内的变化。 回复阶段一宏观应力基本去除，微观应力仍然残存； 2. 物理性能，如电阻率，有明显降低，有的可 基本回到未变形前的水平；
3. 力学性能，如硬度和流变应力，觉察不到有 明显的变化； 4. 光学金相组织看不出任何变化，温度较高发 生回复，在电子显微镜下可间到晶粒内部组 织的变化。(位错的胞状组织转变为亚晶)
晶粒长大的动力分析
两晶粒的界面如果是弯曲 如图所示，则在晶粒Ⅰ内存在 附加压力
再结晶名词解释
再结晶名词解释
再结晶是固态材料在特定条件下进行晶体重排和重新生长的过程。
固态材料的再结晶过程可以通过热处理来实现，常见的方法有退火和热变形。
在退火过程中，材料被加热到高温，使原有的晶体结构解体，并通过原子或分子的扩散使晶体重新排列和生长。
退火温度一般低于材料的熔点，以避免材料的熔化。
热变形是通过对材料施加外力和热处理相结合的方法进行再结晶。
在热变形过程中，材料会先被加热到高温，然后在施加的外力的作用下，发生塑性变形。
在变形过程中，材料内部会发生组织的重排和晶体的再生长，从而实现再结晶的目的。
再结晶可以改变材料的晶体结构和晶粒尺寸，从而影响材料的性能。
再结晶可以消除材料的应力，提高材料的延展性和塑性，降低材料的硬度和强度。
再结晶还可以改善材料的晶界和析出相，提高材料的晶体纯度和均匀性，改善材料的热稳定性和耐腐蚀性。
再结晶过程中的主要因素包括温度、时间和应力。
温度是再结晶发生的关键因素，适当的温度可以促进原始晶体的解体和晶体的再生长。
时间是再结晶的持续时间，较长的时间可以使再结晶更完全。
应力是对材料施加的外力，可以改变材料的形变行为和再结晶的速率。
再结晶广泛应用于金属、合金和陶瓷等固态材料的制备和加工
过程中。
通过再结晶可以改善材料的性能和特性，满足不同应用领域对材料的要求。
再结晶也是固态材料学和材料科学研究的重要内容之一，对于探索材料的结构与性能关系、理解材料的微观机制和提高材料的性能具有重要意义。
钴的再结晶温度
钴的再结晶温度全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：钴是一种重要的金属元素，被广泛应用于电池、合金、催化剂等领域。
在工业生产和科学研究中，钴的再结晶温度是一个重要的参数，它直接影响着钴材料的性能和应用范围。
钴的再结晶温度是指在加热过程中钴材料发生再结晶的温度，再结晶是指材料在加热过程中失去原有的晶粒结构，重新排列形成新的晶粒结构。
再结晶过程会改变材料的晶体结构和晶粒大小，从而影响材料的硬度、强度和导电性等性能。
钴的再结晶温度取决于钴的晶体结构、晶粒大小、纯度等因素。
通常情况下，钴的再结晶温度在500℃到800℃之间，随着温度的升高，再结晶过程的速度会加快，但过高的温度会导致晶粒长大过快，影响材料的力学性能。
钴的再结晶温度可以通过实验方法来确定，常用的方法包括热处理实验、金相显微镜观察等。
在实验中，首先需要制备一定尺寸的钴试样，然后根据实际需求确定加热温度和时间，在恰当的条件下进行加热处理，最后通过金相显微镜观察材料的晶粒结构和尺寸变化，从而确定钴的再结晶温度。
钴的再结晶温度的确定对于钴材料的制备和应用具有重要意义。
在工业生产中，了解钴的再结晶温度可以帮助优化材料的热处理工艺，提高材料的性能和使用寿命。
在科学研究中，钴的再结晶温度也是研究钴材料性能和结构的重要参数，为设计和制备新型材料提供参考依据。
钴的再结晶温度是一个重要的参数，直接影响着钴材料的性能和应用范围。
通过实验方法确定钴的再结晶温度，可以为钴材料的制备和应用提供重要参考，促进钴材料的发展和应用。
【字数不够，无法继续生成文章】第二篇示例：钴是一种重要的过渡金属元素，广泛应用于各种工业领域，如电池制造、合金制备、催化剂等。
钴具有优良的物理和化学性质，是一种非常稳定的金属。
在钴的应用过程中，再结晶是一个非常重要的工艺，可以改善材料的性能和结构。
再结晶是指在金属材料经过变形加工后，通过加热处理使其晶粒再生长，消除残余应力，去除硬化相，从而使材料恢复原有的结构和性能的过程。
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再结晶
冷变形后的金属加热到一定温度后，在原来的变形组织中产生无畸变的新晶粒，而且性能恢复到变形以前的完全
软化状态，这个过程称为再结晶，其驱动力为冷变形时所产生的储能。
一、再结晶的形核与长大
1．形核（1）亚晶粒粗化的形核机制——一般发生在冷变形度大时
A.亚晶合并形核，适于高层错能金属
B.亚晶粒长大形核，适于低层错能金属通过亚晶合并和亚晶长大，使亚晶界与基体间的取向差增大，直至形成大
角度晶界，便成为再结晶的核心。
（2）原有晶界弓出的形核机制——一般发生在形变较小的金属中
2．长大
形核之后，无畸变核心与周围畸变的旧晶粒之间的应变能差是核心长大的驱动力，当各个新晶粒彼此接触，原来
变形的旧晶粒全部消失时，再结晶过程即告完成。
二、再结晶动力学
1．恒温动力学曲线
冷轧60%的含Si3.25钢的等温再结晶
（1）具有S形特征，存在孕育期
（2）再结晶速率开始时很小，然后逐渐加快，再结晶体积分数约为0.5时，速度达到最大值，随后逐渐减慢
（3）温度越高，转变速度越快。
2．Johnson-Mehl（约翰逊—梅厄）方程
已再结晶体积分数
N：形核速度
G：长大速度
退火保温时间3．Avrami（阿弗瑞米）方程：
：已再结晶体积分数k
n：系数
t：退火保温时间
阿弗瑞米方程较约翰逊—梅厄方程更为适用。
三、影响再结晶速率与再结晶温度的主要因素
通常把再结晶温度定义为经过严重冷变形的金属（ε>70%），加热1小时，再结晶体积占到总体积的95%的温度。
另外，有的文献把保温30~60min，开始发生再结晶或完成50%再结晶的温度定义为再结晶温度，因此，引用再结晶
温度时，必须注意它的具体条件。
对于工业纯金属，其起始再结晶温度与熔点之间存在下列关系：T再=（0.3~0.4）T熔
1．退火温度
N0、G0：常数
QN、QG：形核激活能和长大激活能
升高退火温度，将显著提高和G，再结晶速度加快。
2．变形程度
变形程度增高，再结晶速度加快，再结晶温度降低，并逐步趋于一稳定值。
例1：纯Zr 当面积缩减13%时，557℃完成等温再结晶需40h 当面积缩减51%时，557℃完成等温再结晶需16h。
例2：
3．微量溶质原子或杂质
提高金属的再结晶温度，降低再结晶速度
例：
4．第二相可能促进，也可能阻碍再结晶，主要取决于基体上第二相粒子的大小及其分布。
设粒子间距为，粒子直径为di：λ≥1μm，di≥0.3μm 第二相粒子降低再结晶温度，提高再结晶速度
λ<1μm，di≤0.3μm 第二相粒子提高再结晶温度，降低再结晶速度
例：
5．原始晶粒
原始晶粒细小使再结晶速度增加，再结晶温度降低。
6．加热速度
极快的加热或加热速度过于缓慢时，再结晶速度降低，再结晶温度上
升。
7．加热时间在一定范围内延长加热时间会降低再结晶温度
例：纯Al的加热时间与再结晶温度的关系：
四、再结晶后晶粒大小的控制
再结晶后晶粒尺寸d与G和之间存在下列关系：
上式表明：增大形核率或减小长大速率G可以得到细的再结晶晶粒
1．变形程度
对应于再结晶后得到特别粗大晶粒的变形程度称为“临界变形度”，一般为2-10%，当变形量超过临界变形度以
后，随变形度增加，再结晶晶粒变细。
2．原始晶粒大小
原始晶粒越细，再结晶后晶粒越细。
3．退火温度
当变形程度和保温时间一定时，退火温度越高，所得到的晶粒越粗大。
4.加热速度
加热速度很慢将使晶粒粗化
5．合金元素及第二相
在其他条件相同的情况下，凡延缓再结晶及阻碍晶粒长大的合金元素或杂质均使金属再结晶后得到细晶粒组织。
五、再结晶全图
将变形程度、退火温度与再结晶后晶粒大小的关系（保温时间一定）表示在一个立体图上，就构成了“再结晶全
图”。
,
六、再结晶织构
1．定义：冷变形金属在再结晶过程中形成的织构。
2．形成理论：定向生长理论、定向成核理论
，
七、退火孪晶
面心立方金属和合金（如铜、黄铜、不锈钢等）经加工及再结晶退火
后，经常在再结晶退火组织中发现孪晶。
其形成与层错能有关。
Cu和奥氏体钢等层错能低，易形成孪晶。
退火孪晶是由于新晶粒界面在推进过程中由于某些原因（如热应力等）而出现堆垛层错而造成的。
{111}面：孪晶带。