金属学与热处理第六章回复与再结晶

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金属学与热处理第六章回复与再结晶

第六章回复与再结晶(一)填空题1. 金属再结晶概念的前提是，它与重结晶的主要区别是。

2. 金属的最低再结晶温度是指，它与熔点的大致关系是。

3 钢在常温下的变形加工称，铅在常温下的变形加工称。

4．回复是，再结晶是。

5．临界变形量的定义是，通常临界变形量约在范围内。

6 金属板材深冲压时形成制耳是由于造成的。

7．根据经验公式得知，纯铁的最低再结晶温度为。

(二)判断题1．金属的预先变形越大，其开始再结晶的温度越高。

（）2．变形金属的再结晶退火温度越高，退火后得到的晶粒越粗大。

（）3．金属的热加工是指在室温以上的塑性变形过程。

（）4．金属铸件不能通过再结晶退火来细化晶粒。

（）5．再结晶过程是形核和核长大过程，所以再结晶过程也是相变过程。

（）；6 从金属学的观点看，凡是加热以后的变形为热加工，反之不加热的变形为冷加工。

（）7 在一定范围内增加冷变形金属的变形量，会使再结晶温度下降。

( )8．凡是重要的结构零件一般都应进行锻造加工。

（）9．在冷拔钢丝时，如果总变形量很大，中间需安排几次退火工序。

( )10．从本质上讲，热加工变形不产生加工硬化现象，而冷加工变形会产生加工硬化现象。

这是两者的主要区别。

( )(三)选择题1．变形金属在加热时发生的再结晶过程是一个新晶粒代替旧晶粒的过程，这种新晶粒的晶型( )。

A．与变形前的金属相同 B 与变形后的金属相同C 与再结晶前的金属相同D．形成新的晶型2．金属的再结晶温度是( )A．一个确定的温度值B．一个温度范围 C 一个临界点D．一个最高的温度值3．为了提高大跨距铜导线的强度，可以采取适当的( )。

A．冷塑变形加去应力退火 B 冷塑变形加再结晶退火C 热处理强化D．热加工强化4 下面制造齿轮的方法中，较为理想的方法是( )。

A．用厚钢板切出圆饼再加工成齿轮B用粗钢棒切下圆饼再加工成齿轮C 由圆钢棒热锻成圆饼再加工成齿轮D．由钢液浇注成圆饼再加工成齿轮5．下面说法正确的是( )。

第六章回复与再结晶 PPT

三ຫໍສະໝຸດ 亚结构的变化四、回复退火的应用
回复退火在工程上称之为去应力退火，使冷加工的金属件在基本保持加工硬化状态的条件下降低其内应力（主要是第一类内应力），以避免或减轻变形并改善工件的耐蚀性。
第三节再结晶
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（recrystallization）。
A — 纯金属 B — 不纯金属 C—合金
由于杂质原子和合金元素阻碍再结晶的形核和长大，推迟再结晶过程，从而使不纯金属和合金中的储能在再结晶开始以前能通过回复而较多地释放出来。
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问
三、性能及其他指标的变化
加热过程中变形金属的性能变化
由于金属工件或材料各部分的不均匀变形所引起的，它是整个物体范围内处于平衡的力。 2. 微观内应力（第二类内应力）
由于晶粒或亚晶粒变形不均匀而引起的，它是在晶粒或亚晶粒范围内处于平衡的力。 3. 点阵畸变（第三类内应力）
由于工件在塑性变形中形成的大量点阵缺陷（如空位、间隙原子、位错等）引起的。只在晶界、滑移面等附近不多的原子群范围内维持平衡，作用范围是几十至几百纳米。
第六章金属及合金的回复与再结晶
第一节形变金属与合金在退火过程中的变化
金属和合金经塑性变形后，内部组织结构与各项性能均发生相应变化，并产生大量晶体缺陷（位错、空位等），变形金属中还储存了相当数量的弹性畸变能，使其处于热力学不稳定的高自由能状态。因此，经塑性变形的材料具有自发恢复到变形前低自由能状态的趋势。当冷变形金属加热时会发生回复、再结晶和晶粒长大等过程。

金属学

为简单，考虑λ=90° 为简单，考虑λ=90°-φ，即滑移 λ=90 面法线、滑移方向、外力轴在同一平面上，则： cosλcosφ=cos（90°-φ）cosφ cosλcosφ=(1/2)sin2φ φ=45°，（cosλcosφ） =1/2， φ=45°，（cosλcosφ）max=1/2， cosλcosφ τ最大。这样的滑移系启动时所需最大。外力最小，最易滑移。外力最小，最易滑移。
（2）对有多组滑移பைடு நூலகம்的晶体：多个滑移系滑移。）对有多组滑移面的晶体：
5、多系滑移多系滑移：多系滑移：在两个或更多个滑移系上同时或交替进行的滑移。进行的滑移。出现在：出现在：外力轴和几个滑移系构成的取向因子相同（称等效滑移系），分切应力同时达到临界值。多个等效滑移系各自作独立的滑移。滑移线：呈交叉、曲折形状。滑移线：
3、滑移所需的临界分切应力滑移面的面积=A/cosφ 外力在滑移方向上的分力为Fcosλ，
外力在滑移面上沿滑移方向的分切应力：
式中：F/A为正应力； cosλcosφ为取向因子(Schmidt）。式中：看出：看出：外力和截面一定，作用于滑移系上的分切应力只与晶体的受力方位（λ、φ）有关。当某一滑移系的取向因子大时，作用在该滑移系的分切应力也大。
2、滑移的晶体学特征（滑移系）滑移的晶体学特征（
滑移面：能够发生滑移的晶面（滑移面：能够发生滑移的晶面（原子密度最大或次大的晶面）。滑移方向：在滑移面上能够进行滑移的方向（滑移方向：在滑移面上能够进行滑移的方向（原子密度最大的方向）。大的方向）。原因：原因：原子面密度最大，其面间距大，原子面间结合力小。位错滑移所需加的临界切应力小，位错易发生移动；原子密度最大的方向，原子列间距大，原子列间结合力小。

金属材料及热处理：回复与再结晶

影响再结晶后晶粒的大小的因素
变形量。存在临界变形量，生产中应避免采用临界变形量。
原始晶粒尺寸。晶粒越小，驱动力越大，形核位置越多，使晶粒细化。
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。
温度。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。严格控制退火保温
能量存在形式：位错（80～90％）、弹性应变能（3～12％）和点缺陷
储存能的释放：原子迁移至平衡位置，储存能得以释放。
储能释放的共同点：
每一曲线都出现一高峰，这个高峰出现的位置对应于再结晶开始的温
度，在此之前，只发生回复。
• 在回复阶段，A（纯金属）型曲线储能释放少，C型曲线储能释放多，B型曲线则介乎二者之间
晶界凸出形核（变形量较小时）晶界弓出形核，凸向亚晶粒小(位错密度较高)的方
向
形核机制
a.高层错能金属即相邻亚晶粒某些边界上的位错，通过
攀移和滑移，转移到这两个亚晶外边的亚晶界上去，而使这两个亚晶之间的亚晶界消失，合并成一个大的亚晶。同时通过原子扩散和相邻亚晶转动，使两个亚晶的取向变为一致。
中温回复
正负位错的抵销
高温回复
温度>0.5Tm 原子活动能力强，G降低。位错可以攀移、滑移和交
滑移，位错垂直排列形成多边化亚晶粒-多边化。多变化可以降低弹性畸变能，消除宏观、微观应力。亚晶略有长大。
攀移形成小角度晶界（多边化）
·
两平行滑移面上异号位错通过攀移相互抵消
同一滑移面上异号位错攀移过夹杂物后相互抵消
d ktn , n 1/ 2
k k0 exp(Q / RT )
晶界迁移时，弯曲的晶界总是趋向于平直化，向曲率中心移动，结果是大晶粒吞食小晶粒而长大

第六章回复、再结晶与金属热加工

第八章回复、再结晶与金属热加工经过冷变形后的金属材料吸收了部分变形功，其内能增高，结构缺陷增多，处于不稳定状态，具有自发恢复原始状态的趋势。

室温下，原子扩散能力底，这种亚稳定状态可以一直保持下去，一旦受热，原子扩散能力增强，就将发生组织结构与性能的变化。

回复、再结晶与晶粒长大是冷变形金属加热过程中经历的基本过程。

1 形变金属及合金在退火过程中的变化1.1 显微组织变化金属经过塑性变形，会发生加工硬化现象，而且内部产生残余内应力。

为了去除内应力，或者为了消除加工硬化现象以便继续变形，需要对冷变形金属进行加热处理。

由于变形金属内部存在严重的晶格畸变，原子处于不稳定状态，本身就有向稳定状态转变的倾向。

加热时，原子的活动扩散能力提高了，促使其向稳定状态转变，并使金属的组织结构和性能发生变化。

这种变化可分为回复（recovery）、再结晶（recrystallization）和晶粒长大（grain growth）这三图 4.11 回复再结晶回复个阶段，如图 4.11所示。

1.2 储存能释放与性能变化冷变形时，外力所作的功尚有一小部分储存在形变金属内部，这部分能量叫储存能，加热过程中，原子活动能力增强，偏离平衡位置大，能量高的原子将向低能的平衡位置迁移，将储存能逐步释放出来，使内应力松驰，纯金属储存能释放少，合金储存能释放多，储存能的释放使金属的对结构敏感的性质发生不同程度的变化。

右图给出几种性能的变化与储存能的关系2. 回复回复是指冷变形金属在加热温度较低时，金属中的一些点缺陷和位错的迁移，使晶格畸变逐渐减小，内应力逐渐降低的过程。

这时因为原子活动能力不大，所以金属的晶粒大小和形状尚无明显的变化，因而其强度、硬度和塑性等机械性能变化不大，而只会使内应力及电阻率等理化性能显著降低。

工业上，对冷变形后金属要保持其因加工硬化而提高的强度、硬度，又需消除残余内应力的，则可在低温回复阶段加热保温，以基本去除其内应力，这种热处理称为去应力退火。

金属学及热处理-回复再结晶

6-回复与再结晶
影响因素
金属的预先变形度。金属的预先变形度越大，金属中的储存能越多，再结晶的驱动力越大，故金属的再结晶温度越低，但当变形度增加到一定数值后，再结晶温度趋于一稳定值；但当变形度小到一定程度时，则再结晶温度将趋向于金属的熔点，即不会有再结晶过程的发生。原始晶粒大小。原始晶粒细小，晶界增多，提供更多的有利于生核的区域。此外，细晶粒金属有更大的变形抗力，相同变形度下，变形储能高，再结晶驱动力大，因此，细晶粒容易发生再结晶，使再结晶温度降低。
电阻率对点缺陷比较敏感，所以它的数值有较显著的下降，而机械性能对点缺陷的变化不敏感，所以这时机械性能不出现变化。
6-回复与再结晶中温阶段：位错的运动，表现为：
1. 异号位错互相吸引而抵消；
2. 缠结中的位错重新组合；
3. 亚晶粒的长大。高温阶段：当温度大于0.5Tm后，位错可以获得足够的能量自身除滑移外还可产生攀移，除异号位错中和外，还有位错的组合和重新排列，例如排列成墙明显降低弹性应变能，变形的晶体发生多边化，甚至形成亚晶粒。
金属学与热处理
2011版
授课内容
0-绪论 1-金属的晶体结构 2-纯金属的结晶 3-二元合金相图
4-铁碳合金
5-金属及合金的塑性变形 6-金属及合金的回复再结晶 7-扩散 8-钢的热处理原理 9-钢的热处理工艺
6-回复与再结晶
金属及合金经塑性变形后，强度、硬度升高，塑性、韧性下降，这对于某些应用是重要的，但却给进一步的冷成形加工(例如深冲)带来困难，常常需要将金属加热进行退火处理，以使其性能向塑性变形前的状态转化；塑性、韧性提高，强度、硬度下降。本章的目的是讨论塑性变形后的金属与合金在加热时，其组织结构发生转变的过程，主要包括回复、再结晶和晶粒长大，了解这些过程的发生和发展的规律。

材料科学基础课件第六章金属及合金的回复与再结晶

二、储存能及内应力的变化
1.储存能的变化
冷变形造成的偏离平衡位置大、能量较高的原子，在加热过程中向能量较低的平衡位置迁移，使内应力得以松弛，储存能随之逐渐释放出来。
2.残余内应力的变化
在回复阶段，第一类内应力得到较为充分的消除，第二类或第三类内应力部分得到消除。
1－纯金属；2－不纯金属；3－合金。
回复机制：
空位与间隙原子的合并
①空位迁移到金属的自由表面或晶界处而消失；
②空位与间隙原子合并，空位与间隙原子同时消失；
③空位与位错发生交互作用而消失；
④空位聚集成空位片，然后崩塌成位错环而消失。
位错环
空位聚集成空位片，然后崩塌成位错环
第六章金属及合金的回复与再结晶－§6.2 回复
2.中温回复
2.再结晶阶段的变化
硬度和强度显著下降，塑性和韧性显著提高，电阻率显著地降低。
再结晶阶段位错密度下降明显，点缺陷继续减少，导致上述性能变化。
冷拉伸变形后的工业纯铜在加热时性能的变化
第六章金属及合金的回复与再结晶－§6.2 回复
第二节回复（Recovery）
回复是冷变形金属在较低温度加热时，在光学显微组织发生改变前所产生的某些亚结构和性能变化的过程。
冷变形金属在加热过程中能量的释放
在再结晶阶段，因冷变形造成的残余内应力得以完全消除。
第六章金属及合金的回复与再结晶－§6.1 冷变形金属在加热时的组织和性能变化
三、性能的变化
1.回复阶段的变化
硬度和强度略有下降，塑性和韧性略有提高，电阻率较显著地降低，应力腐蚀倾向显著减小。
回复阶段位错密度减少有限，但点缺陷数量明显降低，导致上述性能的变化。

第六章回复及再结晶

δ T
912℃ G
L
L+γ
4.3 C
L +Fe3C
D
γ α+γ
P 0.0218 0.77 S
1148℃ F
γ +Fe3C
A1
727℃
K
α
α+Fe3C
Fe C% Fe3C
6.69
0.0008 Q
二形变金属在退火过程中的变化
根据组织变化不同，分为三个阶段：
回复再结晶晶粒长大
组织变化
变形金属加热时性能性能变化
§6-1 形变金属与合金在加热过程中的变化
1 金属加热中组织转变的原因 ——驱动力问题退火T> Ac1 时，驱动力为相变中两相的体积自由能之差；退火T< Ac1时，对形变金属而言驱动力为形变储存能(其中晶格畸变能占80~90%) ┗ 不稳定组织
铁碳相图
L+δ
1538℃ 1495℃ 0.53 J 2.11 E
② 纯度
—— 纯度↓，杂质% ↑ ，T再↑ 如：高纯铝(99.999%)： T再＝80 ℃ ；而工业纯铝(99.9%)： T再＝ 290℃ 原因：杂质原子阻碍基体原子扩散以及晶界迁移又如：纯铁： T再＝ 450℃；而碳钢： T再＝ 500～650℃
③ 变形程度
最低再结晶温度
——变形程度↑，T再↓ 原因：储存能↑，驱动力↑ 当ε<40%, 影响显著；当 ε>60%, 趋于稳定；当ε↓↓，T再↑↑→ 无再结晶过程
③ 晶粒内部点缺陷、亚结构发生变化： Ⅰ 点缺陷大大下降 ——畸变原子回到正常晶格位置。
Ⅱ 发生多边形化过程，形成回复亚晶。
——通过异号位错的合并使位错密度有所降低，同号位错通过“多边形化”的规整化过程，形成回复亚晶，但仍保留较高密度位错。

第六章回复与再结晶

σb
HB
δ
4 金属Ag经大变形量(70％)冷加工后，试样一端
浸入冰水中，一端加热至0.9Tm，过程持续1小时，然后将试样冷至室温。试画出沿试样长度的组织与硬度分布曲线，并简要说明之。解答：Ⅰ. 温度T<T再，仅回复，硬度略有下降； II. 随T ↑，再结晶，硬度大大↓，且随T↑，再结晶的体积％↑，HB↓； Ⅲ. 随温度↑，晶粒长大，晶界对位错运动阻碍↓，故HB进—步↓。
2、（1）列举4种强化金属和合金的方法；（2）指出晶粒大小对材料的机械性能影响的特殊性？如何获得细小的再结晶晶粒？答： (1)固溶强化、位错强化、晶界强化、第二相强化； (2)在常温条件下，晶粒愈细小，金属的强硬度愈高，塑韧性亦愈好。但高温下晶界强度低于晶内，晶粒细小强度反而下降，但晶粒过于粗大会降低塑性，故须采取适当粗的晶粒度。
§6-2 回复
一回复的定义及特点
1 定义：
冷变形后的金属在加热温度不高时，其光学组织未发生明显改变，但点缺陷以及某些亚结构发生变化，使物理、化学性能大致恢复到变形前，这一过程称为~。
2 回复特点
① 加热T低：T回 = (0.25~0.3)T熔； ② 显微组织无明显变化
——仍保留拉长、畸变的晶粒
§6-4 动态回复与动态再结晶
§6-5 金属的热加工
主要内容：（1）热加工与冷加工区别（2）热加工对组织与性能影响一金属热加工与冷加工的概念
热加工与冷加工的本质差别
冷热加工的区分、衡量依据：
塑性变形T 是>还是< T再。
本质差别：塑性加工中是否有再结晶软化过程，是否能在塑性变形的同时消除加工硬化例：W 在1000℃塑性变形非热加工；
§6-1 形变金属与合金在加热过程中的变化

第六七章金属及合金的回复与再结晶及钢的热处理

第六章金属及合金的回复与再结晶1．解释下列名词：回复：再结晶：热加工：冷加工：再结晶温度：2、说明回复在工业上的应用。

3、冷加工的金属在加热退火过程中组织性能有何变化？4、已知金属W、Fe、Cu的熔点分别为3380 ︒C、1534 ︒C、1083 ︒C，试估算这些金属的最低再结晶温度范围。

第七章钢的热处理原理和工艺1.解释下列名词：1）奥氏体的起始晶粒度：实际晶粒度：本质晶粒度：2）珠光体：索氏体：屈氏体：贝氏体：马氏体：3）奥氏体：过冷奥氏体：残余奥氏体：4）淬火临界冷却速度（V k）：淬透性：淬硬性：5）调质处理：变质处理：2.指出A1、A3、A cm；A C1、A C3、A ccm；A r1、A r3、A rcm各临界点的意义。

3.珠光体类型组织有哪几种？它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点？4.贝氏体类型组织有哪几种？它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点？5.马氏体组织有哪几种基本类型？它们在形成条件、晶体结构、组织形态、性能有何特点？马氏体的硬度与含碳量关系如何？6.试比较共析碳钢过冷奥氏体等温转变曲线与连续转变曲线的不同点。

7.将¢5mm的T8钢加热至760℃并保温足够时间，问采用什么样的冷却工艺可得到如下组织：珠光体，索氏体，屈氏体，上贝氏体，下贝氏体，屈氏体+马氏体，马氏体+少量残余奥氏体；在C曲线上描出工艺曲线示意图。

8.何谓球化退火？为什么过共析钢必须采用球化退火而不采用完全退火？9确定下列钢件的退火方法，并指出退火目的及退火后的组织：1）经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度；2）具有片状渗碳体的T12钢坯；10淬火的目的是什么？亚共析碳钢及过共析碳钢淬火加热温度应如何选择？试从获得的组织及性能等方面加以说明。

11淬火钢回火过程中的组织转变？12.回火的目的是什么？常用的回火操作有哪几种？指出各种回火操作得到的组织、性能及其应用范围。

第6章金属及合金的回复与再结晶

第六章：金属及合金的回复与再结晶1．回复和再结晶的概念：形变后的金属和合金处于不稳定的高自由能状态，具有一种向着形变前低自由能状态自发恢复的趋势，因此，只要动力学条件允许，例如温度较高，原子具有相当的扩散能力时，形变后的金属和合金就会自发的向着自由能降低的方向转变。

进行这种转变的过程称回复和再结晶。

前者是指在较低温度下或在较早阶段所发生的转变过程；后者则指在较高温度下或较晚阶段发生的过程。

2．退火：将金属材料加热到某一规定温度，并保温一段时间，而后缓慢冷却至室温的一种热处理过程。

其目的在于足够提高金属材料组织和结构的热力学稳定性，以保证所要求的各种性能指标，形变金属和合金的退火主要由回复、再结晶和晶粒长大三个过程综合组成的。

3．形变金属或合金退火过程中发生的一般变化：①显微组织的基本变化回复阶段：显微组织的基本变化看不出任何变化，晶粒保持伸长状或扁片状；再结晶阶段：形变晶粒内部发生了新晶粒的生核和成长过程，直到形变组织完全改组为新的等轴晶粒；晶粒长大阶段：新晶粒逐步相互吞食而长大，直到一个较为稳定的尺寸。

②储存能的变化供金属和合金形变而施加的外部能量有相当一部分以弹性能和缺陷能的形式储存在金属内部，这一部分储存能在加热退火过程中应释放出来，成为回复和再结晶的推动力。

③性能的变化硬度、强度变化：回复过程中，位错密度的减小有限，只有达到再结晶阶段时，位错密度才会显著下降，因此回复阶段强度变化有限，再结晶阶段变化很大。

电阻、密度变化：在回复阶段，点缺陷密度显著下降，因此回复阶段电阻显著减小，密度逐步增大。

总之，回复过程中，硬度和强度等力学性能等变化率很小，而电阻和密度等一些物理性能变化率却相当大；再结晶过程中，各种变化都是比较剧烈的。

回复机理：再结晶与相变：再结晶形似相变，但并非相变。

一般来说，再结晶前后各晶粒的晶体类型不变，成分也不变。

从转变过程来看与相变有很多相似之处。

相变是自由能较低的新相在自由能较高的旧相中进行生核和成长的过程，驱动力是体积自由能差，阻力主要来自异相间的界面能；而再结晶则是无畸变能或畸变能较低的晶粒在畸变能较高的基体中进行生核和成长的过程，驱动力是畸变能差，阻力则来自晶界能。

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，原来处于滑移而上的位错，通过滑移和攀移，形成与滑移而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泄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泄状态，有发生变化以降低能疑的趋势，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、晶界凸岀形核机制。

再结晶温度：经过严重冷变形（变形度在70%以上）的金属，在约lh的保温时间内能够完成再结晶（＞95%转变量）的温度。

影响奥氏体品粒大小的因素：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°C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，111 Al以下温度依次降到鼻尖的550°C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，这类组织乂可细分为三种。

第一种是珠光体，其形成温度为A1〜650°C,片层较厚，一般在500倍的光学显微镜下即可分辨。

回复与再结晶

节除第二、三类内应力；
加
再结晶阶段：内应力可完全消除。
热
时
的
变
化
第八
第二节回复
章
一回复动力学（示意图）
第 1 加工硬化残留率与退火温度和时间的关系
二节回复
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
第三节再结晶
章
五再结晶晶粒大小的控制（晶粒大小－变形量关系图）
第
再结晶晶粒的平均直径
三
d=k[G/N]1/4
节 1 变形量。存在临界变形量，生产中应避免临界变
再
形量。
结
晶
第八
第三节再结晶
章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，形核位置越多，
晶界能随R的变化导致的变化是
作用于晶界上的力，此力指向曲率
中心，
。所以晶界
移动的单位面积上的驱动力为
1．晶粒长大的驱动力来描考述虑任到意空曲间面任晶一界曲的面驱情动况力下，取两个主曲率半径R1，R2
由上式，晶界迁移驱动力随Y的增大而增大，随晶界的曲率半径增大而减小。晶界的移动方向总是指向曲率中心。
章
组织与性能变化
三性能变化
第
一
节
加
热
时
的
变
化
Smith W F. Foundations of Materials Science and Engineering. McGRAW.HILL.3/E
第第一节冷变形金属在加热时的

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第六章回复与再结晶
(一)填空题
1. 金属再结晶概念的前提是，它与重结晶的主要区别是。

2. 金属的最低再结晶温度是指，它与熔点的大致关系是。

3 钢在常温下的变形加工称，铅在常温下的变形加工称。

4．回复是，再结晶是。

5．临界变形量的定义是，通常临界变形量约在范围内。

6 金属板材深冲压时形成制耳是由于造成的。

7．根据经验公式得知，纯铁的最低再结晶温度为。

(二)判断题
1．金属的预先变形越大，其开始再结晶的温度越高。

（）
2．变形金属的再结晶退火温度越高，退火后得到的晶粒越粗大。

（）
3．金属的热加工是指在室温以上的塑性变形过程。

（）
4．金属铸件不能通过再结晶退火来细化晶粒。

（）
5．再结晶过程是形核和核长大过程，所以再结晶过程也是相变过程。

（）；
6 从金属学的观点看，凡是加热以后的变形为热加工，反之不加热的变形为冷加工。

（）
7 在一定范围内增加冷变形金属的变形量，会使再结晶温度下降。

( )
8．凡是重要的结构零件一般都应进行锻造加工。

（）
9．在冷拔钢丝时，如果总变形量很大，中间需安排几次退火工序。

( )
10．从本质上讲，热加工变形不产生加工硬化现象，而冷加工变形会产生加工硬化现象。

这是两者的主要区别。

( )
(三)选择题
1．变形金属在加热时发生的再结晶过程是一个新晶粒代替旧晶粒的过程，这种新晶粒的晶型( )。

A．与变形前的金属相同 B 与变形后的金属相同
C 与再结晶前的金属相同D．形成新的晶型
2．金属的再结晶温度是( )
A．一个确定的温度值B．一个温度范围 C 一个临界点D．一个最高的温度值
3．为了提高大跨距铜导线的强度，可以采取适当的( )。

A．冷塑变形加去应力退火 B 冷塑变形加再结晶退火
C 热处理强化D．热加工强化
4 下面制造齿轮的方法中，较为理想的方法是( )。

A．用厚钢板切出圆饼再加工成齿轮B用粗钢棒切下圆饼再加工成齿轮
C 由圆钢棒热锻成圆饼再加工成齿轮D．由钢液浇注成圆饼再加工成齿轮
5．下面说法正确的是( )。

A．冷加工钨在1 000℃发生再结晶 B 钢的再结晶退火温度为450℃
C 冷加工铅在0℃也会发生再结晶D．冷加工铝的T再≈0.4Tm＝0.4X660℃＝264℃
6 下列工艺操作正确的是( ) 。

A．用冷拉强化的弹簧丝绳吊装大型零件淬火加热时入炉和出炉
B 用冷拉强化的弹簧钢丝作沙发弹簧
C 室温可以将保险丝拉成细丝而不采取中间退火
D．铅的铸锭在室温多次轧制成为薄板，中间应进行再结晶退火
7 冷加工金属回复时，位错( )。

A．增加B．大量消失C．重排 D 不变
8在相同变形量情况下，高纯金属比工业纯度的金属( )。

A．更易发生再结晶B．更难发生再结晶
C 更易发生回复D．更难发生回复
9 在室温下经轧制变形50％的高纯铅的显微组织是( ) 。

A．沿轧制方向伸长的晶粒B．纤维状晶粒
C 等轴晶粒D．带状晶粒
(四)改错题
1．钢的再结晶退火温度一般为1 100℃。

3．低碳钢试样的临界变形度一般都大于30％
4．锡在室温下加工是冷加工，钨在1000℃变形是热加工。

5．再结晶退火温度就是最低再结晶温度。

6．再结晶就是重结晶。

(五)问答题
1．钨(T m＝3 410C)在l 100℃、锡(T m＝232℃)在室温时进行的冷变形加工分别属于冷加工或热加工?
2．用一根冷拉钢丝绳吊装一大型工件入炉，并随工件一起加热至1 000℃，当出炉后再次吊装工件时，钢丝绳发生断裂，试分析其原因。

3．当把铅铸锭在室温下经多次轧制成薄铅板时，需不需要进行中间退火?为什么?
4．用冷拔钢丝缠绕的螺旋弹簧，经低温加热后，其弹力要比未加热的好，这是为什么? 5．在室温下对铅板进行弯折，你会感到越弯越硬，但稍隔一会儿再行弯折，你会发现铅板又像初时一样柔软，这是什么原因?
6．用低碳钢板冲压成型的零件，冲压后发现各部位的硬度不同?为什么? 如何解决? 7．三个低碳钢试样变形度为5％，15％，30％，如果将它们加热至800℃，指出哪个产生粗晶粒?为什么?
8．口杯采用低碳钢板冷冲而成，如果钢板的晶粒大小很不均匀，那么冲压后常常发现口杯底部出现裂纹，这是为什么?
9．试述影响再结晶过程的因素。

如何确定纯金属的最低再结晶温度和实际再结晶退火温度?
10．如何区分热加工与冷加工?为什么锻件比铸件的性能好?热加工会造成哪些缺陷? 11．已知某低碳钢的抗拉强度为500MPa，若要选用这个牌号的钢来制造抗拉强度达900MPa的机器零件，问应采用除热处理以外的哪一种加工方法。

12．作沙发的冷拉弹簧钢丝，冷卷簧以后一般的弹性都能符合要求。

13．在冷拔钢丝生产过程中，常常要穿插几次中间退火工序才能拉到最终所需的尺寸要求。

如不中间退火，一直拉拔到最终尺寸，钢丝表面往往出现裂纹(发纹)甚至有中途拉断的现象发生。

这是什么原因?试述中间退火的原理及其作用。

14．解释产生下列现象的原因：室温下，铝的塑性优于铁；铁的塑性优于锌。

(六) 作图题
1．拉制半成品铜丝的过程如图5—1，试在图的下部绘出不同阶段的组织和性能的变化示意图，并加以适当解释。

(七)计算题
1．铅的熔点为327℃，锡的熔点为232℃，它们分别在室温20℃下进行压力加工，此时有无加工硬化现象?为什么?
2．已知W的熔点为3410℃，Fe为1538℃，Cu为1083℃，Pb为327℃。

比较几种金属在室温下塑性变形的能力，并简述理由。

(八)思考题
1．用以下三种方法制成齿轮，哪种方法最好?为什么?
(1) 由厚钢板切出圆饼再加工成齿轮
(2) 由粗钢棒切下圆饼再加工成齿轮
(3) 由圆钢棒热锻成圆饼再加工成齿轮
2．在纯铁板上冲一个孔，再将此板加热至200℃、400℃、600℃后保温1h, 试分析其孔
边缘内部组织的变化。

金属学与热处理第六章回复与再结晶

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