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。