动态回复及再结晶
回复和再结晶
4、组织观察
动态回复(Dynamic recovery) 动态回复 对层错能高的金属，如工业纯铁、铝等，易发生交滑移，在热变 形中动态回复是其软化的主要方式。 动态回复引起的软化过程是通过刃位错的攀移、螺位错的交滑移、 异号位错对消，使位错密度降低的结果。 动态回复过程中，变形晶粒不发生再结晶，仍保持沿变形方向伸 长，组织呈纤维状。 动态再结晶(Dynamic recrystallization) 动态再结晶 对层错能低的材料，如Cu、Ni、A钢等，不易发生交滑移和动态 回复，动态再结晶成为动态软化的主要方式。 动态再结晶也是形核和核长大过程。当应变速率低，变形量小时， 以界面弓出方式形核，出现锯齿形晶界；当应变速率高、变形量大时， 形成亚晶，不稳定的亚晶界可能消失，使亚晶聚合长大而形核，或亚 晶界迁移，亚晶长大而形核。 动态再结晶后得到等轴晶粒组织，晶粒内部由于继续承受变形， 有较高的位错密度和位错缠结存在，这种组织比静态再结晶组织有较 高的强度和硬度。
画一个温度和应变速率 的框架，功率耗散效率 图，从图中可以得知， 输入的功率被材料通过 微观组织改变所消耗的 比热损耗多。等值线上 的数字代表了功率耗散效率。
• Ref认为：具有高层错能的金属动态再结晶的功率 耗散效率为50%-55%。在应变速率低于0.01s-1 时发现超塑性变形的功率耗散效率为60%。动态 回复的功率耗散率稍低于动态再结晶。图6a可见， 高功率耗散率的范围在低于0.001s-1和1030℃,效 率值为52%，中应变速率0.01-0.1 s-1时，功率耗 散iaolv值为42%-48%，表明出现了动态回复。图 6b中，高功率耗散率的范围在高于0.1s-1,效率值 为65%，表明发生了超塑性变形或动态再结晶。
目前, 在金属的热变形过程中, 常用的力学模 型是 Arrhenius 型方程： & = Aσ n exp(−Q / RT ) （1） ε 其中, 为应变速率； A为与温度无关的常数； σ为流动应力；n为应力指数；Q为变形激活 能； R为气体常数；T为即热力学温度。通过 对（1）式进行处理得到动力学参数n和Q的 表达式为： & nR∂ ln σ ∂ ln ε Q= n= ∂ (1 / T ) ∂ ln σ T ε&
热变形与动态回复、再结晶
动态回复机制
随应变量的增加，位错通过增殖，密度不断增加， 开始形成位错缠结和胞状亚结构。 热变形温度较高，为回复过程提供了热激活条件。 位错运动 1. 刃型位错的攀移 2. 螺型位错的交滑移 3. 位错结点的脱钉 位错密度降低 4. 异号位错相遇 位错增殖和消亡速率达到平衡时，不再发生硬化， 应力-应变曲线转为水平的稳态流变阶段。
1.
概念：
工程上常将再结晶温度以上的加工称为热加工（ Hot working）。
2.
3.
工程上常将再结晶温度以下的加工称为冷加工 (Cold working)。
变形温度低于再结晶温度，高于室温的加工称为 温加工(Warm working)。
历史上的专业设置
1. 2.
热加工专业：
金属材料及热处理 焊接
概念：
热加工时，由于变形温度高于再结晶温度，在变形的同 时伴随着回复、再结晶过程。 在热变形过程中，形变而产生的加工硬化过程与动态回 复、再结晶所引起的软化过程同时存在，热加工后金属 的组织和性能就取决于它们之间相互抵消的程度。
动态回复和动态再结晶
分类： 在热变形时，即在外力和温度共同作 用下发生的.
动态回复时的组织结构
晶粒沿变形方向伸长呈纤维状，但晶粒内部却保持等轴 亚晶无应变的结构。 动态回复形成的亚晶尺寸d，主要取决于变形温度和变形 速率： d 1 a b lg Z
式中，a/b为常数 ， Z eQ / RT 为用温度修正过的应变速 率。
.
动态再结晶(dynamic reerystallization)
1. 动态回复
2. 动态再结晶
3. 亚动态再结晶-在热加工完毕去除外力后，已在动态再 结晶时形成的再结晶晶核及正在迁移的再结晶晶粒界 面，不必再经过任何孕育期继续长大和迁移。
动态再结晶及其机制
动态再结晶及其机制动态再结晶及其机制动态再结晶及其机制引言工程上常将再结晶温度以上的加工成为“热加工”，而把再结晶温度以下而又不加热的加工称为“冷加工”。
至于“温加工”则介于二者之间，其变形温度低于再结晶温度，却高于室温。
高温进行的锻造，轧制等压力加工属热加工。
热加工过程中，在金属内部同时进行着加工硬化与回复再结晶软化两个相反的过程。
在金属冷形变后的加热过程中发生的，称为静态回复和静态再结晶。
若提高金属变形的温度,使金属在较高的温度下形变时，金属在热变形的同时也发生回复和再结晶，这种与金属热变形同时发生的回复和再结晶称为动态回复和动态再结晶。
一、动态再结晶定义在热加工过程中，塑性变形使金属产生形变强化的同时发生的再结晶的现象。
这是在通常的热加工时发生的过程。
在发生回复和再结晶时，由形变造成的加工硬化与由动态回复，动态再结晶造成的软化同时发生。
二、动态再结晶的应力应变曲线值得注意的是：温度为常数时，随应变速率增加，动态再结晶应力应变曲线向上向右移动，m ax 对应的应变增大：而应变速率一定时，温度升高，曲线会向下向左移动，最大应力对应的应变减小.三、动态再结晶的机制 3.1概述在低应变速率下，动态再结晶通过原晶界的弓出机制形核。
与其对应的稳定态阶段的曲线呈波浪第一阶段—加工硬化阶段：应力随应变上升很快，金属出现加工硬化（0<ε<εc ）。
第二阶段—动态再结晶开始阶段：应变达到临界值εc ，动态再结晶开始，其软化作用随应变增加而上升的幅度逐渐降低，当σ>σmax 时，动态再结晶的软化作用超过加工硬化，应力随应变增加而下降（εc ≤ε<εs ）。
第三阶段—稳定流变阶段：随真应变的增加，加工硬化和动态再结晶引起的软化趋于平衡，流变应力趋于恒定。
但当ε以低速率进行时，曲线出现波动，其原因主要是位错密度变化慢引起。
（ε≥εs ）形变化，这是由于位错增殖速度小，在发生动态再结晶软化后，继续进行再结晶的驱动力减小，再结晶软化作用减弱，以致不能与新的加工硬化平衡，从而重新发生硬化，曲线重新上升。
冷变形金属的回复、再结晶与长大
根据加热温度不同，发生回复、再结晶及晶粒长大过程，经塑性变形后的金的过程称之为“退火”.回复阶段，从光学显微镜下观察的组织几乎没有变化，晶粒仍是冷变形之后的纤维状；在再结晶阶段，首先是出现新的无畸变的核心，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；晶粒长大阶段，是在界面能的驱动下，再结晶的新晶粒相互吞并而长大，以获得该温度下更为稳定的晶粒尺寸回复和再结晶的驱动力是内部储存的畸变能（内应力），在回复和再结晶过程中全部释放出来，不同的金属类型，再结晶以前释放的储能不同，从纯金属→不纯金属→合金，储能的释放增加；由于杂质和溶质原子阻碍再结晶的形核和长大，推迟再结晶过程.三个阶段金属的性能变化如图所示：①电阻率在回复阶段就已明显下降，到再结晶时下降更快，最后恢复到变形前的电阻；②强度和硬度在回复阶段下降不多，再结晶开始后硬度急剧下降，降低的规律因金属的种类不同而不同；③内应力在回复阶段明显下降,宏观内应力在回复时可以全部或大部分被消除，微观内应力部分消除；在再结温度以上，微观内应力被全部消除.④材料的密度随退火温度升高而增加.所谓回复是指冷变形金属在加热时，在新的无畸变晶粒出现之前，所产生的亚结构与性能的变化过程.回复动力学研究材料的性能向变形前回复的速率问题：①回复过程没有孕育期；②在一定的温度下，初期的回复速率很高，以后逐渐减慢，直到最后回复的速率为零.③每一个温度的回复过程都有一个极限值，退火温度越高，这个极限值越高，需要时间越短.R为回复时已恢复的加工硬化，σm σr σ0分别为变形后、回复后以及完全退火的屈服应力，R越大，（1-R）越小，表示回复阶段性能恢复程度越大.回复过程的组织变化与回复机制多边形化：金属塑性变形后，滑移面上塞积的同号刃型位错沿原滑移面水平排列，高温时通过滑移和攀移使位错变成沿垂直滑移面的排列，形成所谓的位错墙，每组角度晶界分割晶粒成亚晶，这一过程称为位错的多边形化.只在产生単滑移的晶体中，多边形化过程最典型，多滑移情况下可能存在，更易形成胞状组织.胞状组织的规整化：过剩空位消失，变形胞状组织内的位错被吸引到胞壁，并与胞壁中的异号位错互相抵消位错密度降低，位错变得平直较规整，当回复继续时，胞胞壁中的位错缠结逐渐形成能量较低的位错网，胞壁变薄，单胞有所长大，构成亚晶粒.亚晶粒的合并：可能通过位错的攀移和位错壁的消失，从而导致亚晶转动来完成.去应力退火：冷变形金属经回复后使内应力得到很大程度的消除，同时又能够保持效果，因此回复退火又称为去应力退火.工件中内应力的降低可以避免工件的变形或开裂，②异号位错在热激活作用下相互吸引而抵消③亚晶粒长大；①位错攀移和位错环缩小；②亚晶粒合并；③多边形化；中温回复（0.3-0.5T m ）高温回复（≧0.5T m ）不同温度下对应的回复机制（T 表示熔点）温度回复机制低温回复（0.1-0.3T m ）①点缺陷移至晶界或位错处消失；②点缺陷①缠结中的位错重新排列而构成亚晶；.冷加工”塑性变形后的金属再进行加热仍是冷变形之后的纤维状；在周围的变形基体而长大，直到阶段，是在界面能的驱动粒尺寸的过程.回复和再结晶过程中全部释放金属→不纯金属→合金，储能，推迟再结晶过程.这个极限值越高，需要时间越短.后以及完全越大.沿原滑移面水平排列，高温时，每组位错墙均以小可能存在，更易形成胞状组织.被吸引到胞壁，并与胞壁中的时，胞内几乎无位错，单胞有所长大，构成亚晶粒.导致亚晶转动来完成.够保持冷变形的硬化开裂，并提高其耐腐蚀性.而抵消，位错密度下降；熔点）点缺陷合并；；0σσσσ--=m r m R质原子被吸附在晶界，织；②加工温度范围在速率敏感系数.状；抛光表面没有显示滑移线；，晶粒长大越明显；。
动态回复和动态再结晶
因此
,
2 〕 2 程 中仅 发 生 动态 回 复〔 0 〕 最近 发现 〔 工 动 态 再
,
可以把这 个 过程 看 成 是第一 类 动态多边 化
然而
,
,
缈 料 结晶能 在 这 些 对 中 发生
,
,
但 必须 在超 过 某 一极 限
。
需要指 出 的 是
,
,
第 一类 动 态 多边 化 时
。
形 变 量 之后
动 态再结晶 过程
,
是 在 高 温 塑 性 形变 过程 中新
,
关系 不可 能 由简单 的 指数关 系 确定
空 位 的 金属 中
施 加脉 动载荷 时
在含有 不 平衡 证 明了 体积 迁移
。
晶 拉的 形 成 和长大 (一次动 态再结 晶 ) 原 晶 粒长 大 (动态 集 聚再结晶 ) 的改 变
,
。
或者 是 由
。
5 能观 察到 这 种 动态 休复 〔 〕
,
。 易动性 的 1 0 。 倍
人 们感 兴趣 的 是 在 塑 性 形 变 过 程 中
产生和 消
,
度 范 围内都能观 察 到 有 趣的 是 这 种 效应在密排 晶
,
失 点 缺 陷 的 动态 休复
0
。
格 上 反映 得 更强 烈
。
休 积 迁 移 的 这种 异 常 加 速 不 仅
位错 通 道是不可能保 证 的
,
放射性 同 位 素渗入 的深
,
为 非 形 变试 样 的 体 积 扩散 系数
。
K 是随 温
度
(0 0015
.
可达 10 0 0 井 。 )
,
动态回复机制
动态回复机制
动态回复机制主要指的是金属在热塑性变形过程中，通过热激活、空位扩散、位错运动（滑移、攀移）相消和位错重排的过程。
这种机制有助于消除材料中的内部应力，使其更加稳定。
在动态回复过程中，金属材料内部会出现位错聚集，形成位错胞结构，进而形成亚晶界（小角晶界）。
这个过程有助于改善金属材料的力学性能，如提高其强度和韧性。
对于某些具有高层错能的金属材料，如钛合金，动态回复机制可能导致动态再结晶现象。
再结晶过程中，亚晶会不断的吸收位错，最终从小角度晶界转变为大角度晶界。
这个过程有助于进一步提高金属材料的综合性能。
动态回复机制的实现需要满足一定的条件。
例如，在加工硬化和动态软化过程中，二者存在着明显的制约关系，而动态硬化和动态软化谁能占主导地位决定了热变形进行的阶段。
同时，加工温度和应变速率也会影响动态回复的效果。
综上所述，动态回复机制对于改善金属材料的性能具有重要意义，是材料科学和工程领域的重要研究内容。
钛合金热变形是的动态回复和 再结晶
应该是连续动态再结晶的结果。更高的变形温度、 更慢的应变速度以及变形前更细的初始晶粒，都
有利于 ａ相的球化。
万方数据
一
八 ４ ２一
国外工艺技术集锦
由 此可见， 钦合金的 热变形过程， 单相ａ 合金 金及其它双相合金来说，动态再结晶理论在降低流 以 动态回 复为主， 动态 再结晶 沿ｐ 晶 界部分发生； 变应力、改进合金的超塑性、获得超细晶组织方面
在变形过程中晶界错配逐渐增加，变 研究 所 用合金 为Ｔ ｉ － １ ５ Ｖ － ３ Ｃ ｒ － ３ Ｓ ｎ － ３ Ａ １ （ Ｔ ｉ － １ ５ － ３ ） ， 晶粒中形成， Ｔ ｉ － ｌ Ｏ Ｖ － ２ Ｆ ｅ － ３ Ａ １ （ Ｔ ｉ － １ ０ ２ ３ ） 和Ｔ ｉ － ６ Ａ ｌ － ４ Ｖ 忆－ ６ ４ ） ， 其 形 后 形 成了由 大 角 度晶 界 组 成的ａ ＋ ａ 双 相 组织。 可 相变点分别为７ ５ ０ ， ７ ８ ０ ， １ ０ ０ ０ ℃。经 ６ ０ ％ 〕 冷轧变形 见， ６ ８ ０ ℃下组织的变化是典型的连续动态再结晶 后， Ｔ ｉ － １ ５ － ３ 和Ｔ ｉ － １ ０ ２ ３ 合金分别在９ ０ ０ ℃和 ８ ５ ０ ℃ 的 结果。 原因 可能是ａ 析出 相比０ 相的 硬度高， 会
轴的拉长的细晶 ａ片、不规则弯曲的 ａ片和等轴 ａ 片３ 种形态组成。虽然也出现了一些大角度晶界 连结的动态再结晶 ａ晶粒 ， 但 ａ片中大量小角度 晶界说明动态回复是主要过程。变形量增大，ａ 相 的晶界错配逐渐增加 ，大角度晶界形成和 ａ晶粒
经７ ５ ０℃和 ８ ０ ０℃保温后， Ｔ ｉ － １ ５ － ３ 合金的组
晶界变成波纹状， 说明在这种变形条件下，主要是
发生球化。７ ５ ％ 压缩变形后， 多数晶界变为大角度
金属学与热处理名词解释复习
金属学与热处理名词解释复习回复：即在加热温度较低时，仅因金属中的一些点缺陷和位错迁移而所引起的某些晶内的变化。
晶粒大小和形状无明显变化。
回复的目的是消除大部分甚至全部第一类内应力和一部分第二类和第三类内应力。
多边形化：冷变形金属加热时，原来处于滑移面上的位错，通过滑移和攀移，形成与滑移面垂直的亚晶界的过程。
多边形化的驱动力来自弹性应变能的降低。
多边形化降低了系统的应变能。
再结晶：冷变形后的金属加热到一定温度或保温足够时间后，在原来的变形组织中产生了无畸变的新晶粒，位错密度显著降低，性能也发生显著变化，并恢复到冷变形前的水平，这个过程称为再结晶。
再结晶不是相变。
再结晶的目的是释放储存能，使新的无畸变的等轴晶粒形成并长大，使之在热力学上变得更为稳定。
动态回复与再结晶：在再结晶温度以上进行热加工时，在塑性变形过程中发生的，而不是在变形停止后发生的回复与再结晶。
回复和再结晶的驱动力：金属处于热力学不稳定状态，有发生变化以降低能量的趋势，预先冷变形所产生的储存能的降低是回复和再结晶的驱动力。
再结晶形核机制：亚晶长大形核机制、晶界凸出形核机制。
再结晶温度：经过严重冷变形（变形度在70%以上）的金属，在约1h的保温时间内能够完成再结晶（>95%转变量）的温度。
影响奥氏体晶粒大小的因素：加热温度和保温时间、加热速度、钢的化学成分、钢的原始组织。
钢在冷却时的转变：钢在奥氏体化后的两种冷却方式：等温冷却方式、连续冷却方式珠光体转变及其组织在温度A1以下至550℃左右的温度范围内，过冷奥氏体转变产物是珠光体，即形成铁素体与渗碳体两相组成的相间排列的层片状的机械混和物组织。
在珠光体转变中，由A1以下温度依次降到鼻尖的550℃左右，层片状组织的片间距离依次减小。
根据片层的厚薄不同，这类组织又可细分为三种。
第一种是珠光体，其形成温度为A1～650℃，片层较厚，一般在500倍的光学显微镜下即可分辨。
用符号“P”表示。
第二种是索氏体，其形成温度为650℃～600℃，片层较薄，一般在800～1000倍光学显微镜下才可分辨。
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一、动态回复
1. 动态回复时的真实应力－真实应变曲线,分为三段
第Ⅰ阶段—微应变阶段:应力增加很快,但应变量不大(小于1%),加工硬 化开始出现。 第Ⅱ阶段—均匀变形阶段:曲线的斜率逐渐下降，金属材料开始均匀塑 性变形，即开始流变，并发生加工硬化，且随加工硬化作用的加强,开始出 现动态回复并逐渐加强,其造成的软化逐渐抵消加工硬化作用,使曲线的斜 率下降并趋于水平，加工硬化率为零，进入第三阶段。 第Ⅲ阶段—稳态流变阶段:在达到第三阶段后，即可实现持续形变。表现 为由变形产生的加工硬化与动态回复产生的软化 达到动态平衡,流变应力不再随应变的增加而增大, 曲线保持水平状态。达到稳态流变时应力值与变 形温度和应变速率有关,增高变形温度或降低应变 速率,都将使稳态流变应力降低。 • 这一特性已用于钢材，如在750℃以下的热加工。 • 注意：当应变速率增大时：曲线整体移向上方， 即稳态流变应力增大；温度升高时：曲线下移， 稳态流变应力减小。
5.4
热变形和动态回复再结晶
压力加工是利用塑性变形的方法使金属成形并 改性的工艺方法。由于在常温下进行塑性变形会引 起金属的加工硬化，即出现变形抗力增大、塑性下 降，这使得对某些尺寸较大或塑性低的金属在常温 下难以进行塑性变形。生产上通常采用在加热条件 下进行塑性变形。 热变形或热加工指金属材料在再结晶温度以上 的加工变形。工业生产个，高温进行的锻造，轧制 等压力加工属热加工。热加工过程中，在金属内部 同时进行着加工硬化与回复再结晶软化两个相反的 过程。
5.4
热变形和动态回复再结晶
压力加工是利用塑性变形的方法使金属成形并 改性的工艺方法。由于在常温下进行塑性变形会引 起金属的加工硬化，即出现变形抗力增大、塑性下 降，这使得对某些尺寸较大或塑性低的金属在常温 下难以进行塑性变形。生产上通常采用在加热条件 下进行塑性变形。 热变形或热加工指金属材料在再结晶温度以上 的加工变形。工业生产个，高温进行的锻造，轧制 等压力加工属热加工。热加工过程中，在金属内部 同时进行着加工硬化与回复再结晶软化两个相反的 过程。
•
3.动态回复时的组织变化
动态回复过程随变形的进行金属中的晶粒延伸成纤维状，而 通过多边化或位错胞规整化形成大量的亚晶粒组织始终保持等 轴状，即使形变量很大也是如此。这被解释为动态回复过程中 亚晶界的迁移和多边化的结果。亚晶的尺寸及相互间位向差取 决于金属类型、形变温度和应变速率。 亚晶平均直径d与T、ε的关系如下： 1/d = a + blog[εexp（Q/RT）] a、b为常数 动态回复所获得的亚稳组织可通过热变形后的迅速冷却而保 留下来，其强度远远高于再结晶组织的强度。但若从高温缓冷 下来，则将发生静态再结晶。 • 对于给定金属材料，动态回复亚晶粒的大小受形变温度和形 变速率的影响：形变温度越高或形变速率越低，亚晶粒越大。 • 动态回复组织已成功地应用于提高建筑合金挤压型材的强度 方面。
图 5.39 铝在400oC挤压时动态 回复所形成的亚晶
3）动态回复的机制
(1).是位错的攀移和交滑移，攀移在动态回复中 起主要的作用。 (2).层错能的高低是决定动态回复进行充分与否 的关键因素
(3). 动态回复易在层错能高的金属，如铝及铝合
金中发生。
5.4
热变形和动态回复再结晶
压力加工是利用塑性变形的方法使金属成形并 改性的工艺方法。由于在常温下进行塑性变形会引 起金属的加工硬化，即出现变形抗力增大、塑性下 降，这使得对某些尺寸较大或塑性低的金属在常温 下难以进行塑性变形。生产上通常采用在加热条件 下进行塑性变形。 热变形或热加工指金属材料在再结晶温度以上 的加工变形。工业生产个，高温进行的锻造，轧制 等压力加工属热加工。热加工过程中，在金属内部 同时进行着加工硬化与回复再结晶软化两个相反的 过程。
5.4.1 动态回复和动态再结晶
在金属冷形变后的加热过程中发生的，称为静态回复和 静态再结晶。若提高金属变形的温度,使金属在较高的温度下 形变时，金属在热变形的同时也发生回复和再结晶，这种与 金属热变形同时发生的回复和再结晶称为动态回复(dynamic recovery)和动态再结晶(dynamic recrystallization)。 动态回复：在热加工过程中，塑性变形使金属产生形变 强化的同时发生的回复的现象。 动态再结晶：在热加工过程中，塑性变形使金属产生形 变强化的同时发生的再结晶的现象。 这是在通常的热加工时发生的过程。在发生回复和再结 晶时，由形变造成的加工硬化与由动态回复，动态再结晶造 成的软化同时发生。
1.热加工与冷加工 从金属学的角度，将再结晶温度以上进行的压力加工称为热 加工，发生硬化、回复、再结晶。而将再结晶温度以下进行的压 力加工称为冷加工，发生加工硬化。 例如钨的再结晶温度约为 1200℃，因此，即使在1000℃进行变形加工也属于冷加工。 热加工温度：T再<T热加工<T固－100～200℃ 2.热加工特点 在热加工过程中，金属同时 进行着两个过程：形变强化和 再结晶软化(如下图)。塑性变 形使金属产生形变强化，而同 时发生的再结晶(称为动态再 结晶)过程又将形变强化现象 予以消除。因此，热加工时一 般不产生明显加工硬化现象。
热加工过程中的动态再结晶示意图
• •
• • •
热加工时，硬化过程与软化过程是同时进行的，按 其特征不同，可分为下述五种形式： (1) 动态回复 (2) 动态再结晶 （1）、（2）是在温度和负荷联合作用下发生的。 (3) 亚动态再结晶 (4) 静态再结晶 (5) 静态回复 （3）、（4）、（5）是在变形停止之后，即在无负 荷作用下发生的。
一、动态回复
1. 动态回复时的真实应力－真实应变曲线,分为三段
第Ⅰ阶段—微应变阶段:应力增加很快,但应变量不大(小于1%),加工硬 化开始出现。 第Ⅱ阶段—均匀变形阶段:曲线的斜率逐渐下降，金属材料开始均匀塑 性变形，即开始流变，并发生加工硬化，且随加工硬化作用的加强,开始出 现动态回复并逐渐加强,其造成的软化逐渐抵消加工硬化作用,使曲线的斜 率下降并趋于水平，加工硬化率为零，进入第三阶段。 第Ⅲ阶段—稳态流变阶段:在达到第三阶段后，即可实现持续形变。表现 为由变形产生的加工硬化与动态回复产生的软化 达到动态平衡,流变应力不再随应变的增加而增大, 曲线保持水平状态。达到稳态流变时应力值与变 形温度和应变速率有关,增高变形温度或降低应变 速率,都将使稳态流变应力降低。 • 这一特性已用于钢材，如在750℃以下的热加工。 • 注意：当应变速率增大时：曲线整体移向上方， 即稳态流变应力增大；温度升高时：曲线下移， 稳态流变应力减小。
1 动态回复（图5.38）
特点：流变应力不随应变而变的稳态流变。
1）真应力—真应变 曲线（图5.37） I．微应变阶段 II．动态回复的初始 阶段 III．稳态变形阶段
图5.37 真应力—真应变曲线
图 5.38 动态回复的应力应变曲线（流变曲线）
2）组织结构的变化 热加工后的晶 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(图5.39)。
5.4 热变形与动态回复、再结晶
冷塑性变形引起的加工硬化，可以通过 加热发生再结晶来加以消除。如果性变形 所引起的加工硬化就可以立即被再结晶过程 所消除。将金属或合金加热至再结晶温度以 上进行的压力加工称为热加工。 在再结晶温 度以下的加工称为冷加工。
在热加工过程中，金属内部同时进行着 加工硬化和再结晶软化这两个相反的过程， 不过此时的再结晶是在加工的同时发生的， 称为动态再结晶，它与上一章介绍的冷加工 后退火时发生的再结晶是不尽相同的。有时 在热加工过程中硬化和软化这两个因素不能 刚好全部抵消。
•
3.动态回复时的组织变化
动态回复过程随变形的进行金属中的晶粒延伸成纤维状，而 通过多边化或位错胞规整化形成大量的亚晶粒组织始终保持等 轴状，即使形变量很大也是如此。这被解释为动态回复过程中 亚晶界的迁移和多边化的结果。亚晶的尺寸及相互间位向差取 决于金属类型、形变温度和应变速率。 亚晶平均直径d与T、ε的关系如下： 1/d = a + blog[εexp（Q/RT）] a、b为常数 动态回复所获得的亚稳组织可通过热变形后的迅速冷却而保 留下来，其强度远远高于再结晶组织的强度。但若从高温缓冷 下来，则将发生静态再结晶。 • 对于给定金属材料，动态回复亚晶粒的大小受形变温度和形 变速率的影响：形变温度越高或形变速率越低，亚晶粒越大。 • 动态回复组织已成功地应用于提高建筑合金挤压型材的强度 方面。
2.动态回复机制 第Ⅰ阶段, 金属中的位错密度由退火态的 1010~1011m-2 增至1011~1012m-2 。第Ⅱ阶段位错密度继 续升高,但因动态回复的出现,位错消失率也增大。第 Ⅲ阶段，位错的增殖率和消失率达到平衡，位错密度 维持在1014~1015m-2。和冷形变时相同，随着位错密度 的增大，金属中形成位错缠结和位错胞。位错密度的 增大导致了回复过程的发生，位错消失的速率随应变 的增大不断增大，最后终于使位错增殖与位错消失达 到平衡，不再发生加工硬化的稳态流变阶段。 动态回复机制是位错的攀移和交滑移，攀移在动 态回复中起主要的作用。层错能的高低是决定动态回 复进行充分与否的关键因素。动态回复易在层错能高 的金属，如铝及铝合金中发生。
1.热加工与冷加工 从金属学的角度，将再结晶温度以上进行的压力加工称为热 加工，发生硬化、回复、再结晶。而将再结晶温度以下进行的压 力加工称为冷加工，发生加工硬化。 例如钨的再结晶温度约为 1200℃，因此，即使在1000℃进行变形加工也属于冷加工。 热加工温度：T再<T热加工<T固－100～200℃ 2.热加工特点 在热加工过程中，金属同时 进行着两个过程：形变强化和 再结晶软化(如下图)。塑性变 形使金属产生形变强化，而同 时发生的再结晶(称为动态再 结晶)过程又将形变强化现象 予以消除。因此，热加工时一 般不产生明显加工硬化现象。