ch10_回复再结晶1

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。
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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。

7.3 再结晶
7.3 再结晶
7.3 再结晶
7.3 再结晶
7.3 再结晶
7.3 再结晶
第二相粒子的作用
（1）增加形变储存能而 增缘故。
7.3 再结晶
（2）第二相粒子附近可能作为再结晶形核位置。
大而硬间距宽的第二相粒子，由于形变时粒子附近出现更多 不均匀形变区，这些区域有大的显微取向差，可促进形核。 （Particle Stimulated Nucleation)
7.5 金属的热变形
动态回复引起的软化过程是通过刃型位错的攀移、螺位 错的交滑移，使异号位错对消、位错密度降低的结果。 动态回复中也发生多边化，形成亚晶。层错能较高的金 属如铝合金、纯铁、铁素体钢等热加工时，易发生动态 回复，因这些金属中易发生位错的交滑移及攀移之故。
动态回复过程中，变形晶粒不发生再结晶，故仍呈纤维 状，热变形后迅速冷却，可保留伸长晶粒和等轴亚晶的 组织。在高温较长时间停留，则可发生静态再结晶而使 材料彻底软化。动态回复组织比再结晶组织的强度高， 将动态回复组织保留下来可提高金属的强度，例如热挤 压法生产的建筑用铝镁合金，采用保留动态回复组织的 方法，提高其使用强度。
晶粒正常长大后，各晶粒尺寸的分布仍然是均匀的。
7.4 晶粒长大
7.4 晶粒长大
影响晶粒长大的因素
温度：温度越高，晶粒长大越快，一定温度下，晶粒长大极 限尺寸后不再长大，提高温度长大继续。
杂质与合金元素：吸附于晶界可使界面能下降，降低了界面 移动的驱动力，使晶界不易迁动。
第二相质点：阻碍晶界迁动，使晶粒长大受到抑制。 相邻晶粒的位相差：位相差越大，晶界可动性越高，小角晶
7.3 再结晶
再结晶：冷变形后的金属加热到一定温度后，在变形 基体中重新生成无畸变的新晶粒的过程。

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(二) 回复与再结晶时，原子活动能力不大，只做短距离扩散，使 晶格扭曲减轻，残余应力显著下降，但组织和力学性能无明显变化。 这一过程称回复。 在生产中利用回复处理来保持金属有较高强度和硬度的同时， 还适当提高其韧性，降低内应力。如冷拔钢丝卷制成弹簧后，进行 一次250～300 ℃的低温退火。
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第十一章
2．合理分布
在制造和设计受冲击载荷的零件时，要充分考虑锻造 流线的分布对金属性能的影响。 合理的热加工流线方向的分布是：零件工作时最大正 应力与流线方向平行(图11-6a) ，最大切应力与流线方向 垂直(图11-6b) ；热加工流线沿着零件轮廓分布不被切除 则更为合理(图11-6c) 。
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(二) 锻造比 锻造比是表示金属变形程度大小的参数。具体计算如下： y拔长 = S0／S（视频） y镦粗 = H0／H（视频） 式中 S0、S —— 拔长前、后金属坯料的横截面积； H0、H —— 镦粗前、后金属坯料的高度； 锻造比越大，热变形程度也越大，热加工流线也越明显， 其金属组织、性能改善越明显。
在临界变形速度 C之后，消耗于金属塑性变 形的能量转化为热能，即热效应。由于热效应的 作用，使金属温度升高，塑性上升，变形抗力减 小，金属易锻压加工。
3．应力状态 挤压时金属三个方向承受压应力，如图11-89a所示 。在压应力的作用下，金属呈现出很高的塑性。拉拔时 金属呈两向压应力和一向拉应力状态，如图 11-8b 所示 。拉应力易使金属内部的缺陷处产生应力集中，增加金 属 破 裂 倾 向 ， 表 现 出 金 属 的 塑 性 下 降 。
合理选用金属材料和 创造有利的变形条件，是 提高金属塑性，降低变形 抗力，提高其可锻性的最 基本条件，这样才能以较 小的能量消耗获得高质量 的锻压件。

1)位错滑移，高温蠕变时滑移的特点是随温度的升高和应变速
率的降低，滑移带变粗和间距增大，以致在滑移带间距超过晶
粒尺度时晶内不显示滑移带，而只显示晶界的粗化；此外，高 温变形时滑移系增多，更利于产生多滑移和交滑移。
2)亚晶形成，蠕变时晶粒内部变形不均匀，积聚到一定程度会
导致晶粒“碎化”而形成亚晶；此外，位错的多边化也会形成 亚晶。
(三)晶体的转动
图10-14 拉伸时晶体的转动 a)原始试样 b)自由滑移变形 c)受夹头限制时的变形
图10-15 压缩时晶体的转动 a)变形前 b)变形后
三、多晶体的塑性变形
(一)多晶体塑性变形的特点
(二)晶界的作用
图10-16 锌的单晶体与多晶体的应力-应变曲线
(三)霍耳-配奇(Hall-Petch)公式
中晶粒不能长大，或长得很慢，即要保持细小的晶粒组织。
2.在高温下变形 一般情况下超塑性材料的加工温度范围在(0. 5～0.65)Tm之间。 3.低应变速率和高应变速率敏感系数 超塑性加工时的应变速 率通常在10-2～10－4s－1,以保证晶界扩散过程充分进行，但应变 速率的敏感系数m要大。
三、蠕变
合金化和热处理对弹性模量的影响不大，但大量的合金元素可
以使弹性模量产生显著变化。
第二节 一、塑性变形机制
金属的塑性变形
(一)滑移
图10-2
单晶滑移示意图
图10-2
单晶滑移示意图
图10-3 三种常见金属晶体结构的滑移系
(二)孪生
图10-7 面心立方晶体孪生变形示意图 a)孪生面和孪生方向 b)孪生变形时原子的移动
第四节
冷塑性变形金属的回复再结晶
一、冷变形金属的回复
二、冷变形金属的再结晶