材料科学基础I第九章-2(回复与再结晶).
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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。
材料科学基础第九章复习资料西南⽯油⼤学北京⼯业⼤学版材料科学基础第九章1.弹性模量:产⽣弹性形变时所需的应⼒,⼯程上表征材料对弹性变形的抗⼒。
2.滞弹性:在弹性范围内,应变落后于应⼒的⾏为称为滞弹性。
3.普弹性:陶瓷材料,⾦属材料及玻璃态⾼分⼦材料在较⼩负荷下⾸先发⽣的形变。
特征:1:应⼒与应变符合线性关系及胡克定律。
2:加上或去除应⼒时,应变都能瞬时达到平衡4.⾼弹性:特点是弹性模量⼩、形变量⼤,变性具有热效应,伸长时放热,回缩时吸热,且在⼀定条件下表现出明显的松弛效应。
5.内耗:由于应变滞后于应⼒,在适当频率的外⼒作⽤下,应⼒-应变曲线就变成了封闭回线,这⼀过程将产⽣不可逆的能量消耗,回线所包围的⾯积就是应⼒循环⼀周所消耗的能量,称内耗。
10.施密特定律:==式中称为取向因⼦,记作。
ON、OP、OT,都在同⼀平⾯上时,则有,当时=,滑移处于最有利的位置,称为软取向。
当,称为硬取向。
11.临界分切应⼒:能引起滑移或孪⽣所需要的最⼩分切应⼒。
12.多系滑移:由临界分切应⼒定律可知,当对⼀个晶体施加外⼒时,可能会有两个以上的滑移系上的分切应⼒同时满⾜的条件,⽽使各⾃滑移⾯上的位错同时启动,这种现象称为多系滑移。
13.交滑移:螺位错因柏⽒⽮量与位错线平⾏,滑移⾯有⽆限多个。
因此当螺位错在某⼀⾯上的运动受阻时,可以离开这个⾯⽽沿另⼀个与原滑移⾯有相同滑移⽅向的晶⾯继续滑移,由于位错的柏⽒⽮量不变,为错在新的滑移⾯上仍按照原⽅向运动,这⼀过程就叫做交滑移。
14.主滑移系:当外⼒在某⼀滑移系上的分切应⼒值超过时,该滑移系开始启动,我们把这⼀滑移系称作主滑移系。
15.共轭滑移系:随着⼀次滑移的进⾏,晶体的取向相对于加载轴发⽣着变化,滑移到⼀定程度后,另⼀个等同的滑移系也能满⾜条件⽽参与滑移,该滑移系称为共轭滑移系。
16.扭折带:晶体在滑移和转动时,若在某些部位受阻,位错在那⾥堆积,使滑移和转动只发⽣在⼀个狭窄的带状区域,这个区域就叫做扭折带。