第九章回复与再结晶 回复 再结晶 晶粒长大 再结晶后的组织 金属的热加工
第九章 回复与再结晶 • 回复 • 再结晶 • 晶粒长大 • 再结晶后的组织 • 金属的热加工
引言 冷变形后的金属材料存在加工硬化和残余内应力 等性能变化,在很多情况下并不是人门希望的,可以 通过加热引起的组织变化来改变这些性能。 塑性变形后,在材料的内部的晶粒破碎拉长,位 错等缺陷大量增加和存在的内应力都使材料存在弹性 应变能,使其内能升高处于不稳定的状态,系统本身 就存在释放能量的潜力,当温度提高后,原子的活动 能力增强,原子在热运动中会使材料朝着减少缺陷、 降低能量的方向发展,造成组织和性能的变化
引言 冷变形后的金属材料存在加工硬化和残余内应力 等性能变化，在很多情况下并不是人门希望的，可以 通过加热引起的组织变化来改变这些性能。 塑性变形后，在材料的内部的晶粒破碎拉长，位 错等缺陷大量增加和存在的内应力都使材料存在弹性 应变能，使其内能升高处于不稳定的状态，系统本身 就存在释放能量的潜力，当温度提高后，原子的活动 能力增强，原子在热运动中会使材料朝着减少缺陷、 降低能量的方向发展，造成组织和性能的变化
冷变形后的材料加热转变 回复再结晶晶粒长大 对冷变形的塑性 材料进行重新加热, 随着加热的温度和保 恻 温时的不同,发生的 变化大致可以分为三 个阶段:回复、再结 晶和晶粒的长大,他 强度 塑性 们都是减少或消除结 器求 构缺陷的过程。相应 材料的内应力、晶粒 尺寸、强度、塑性等 性能也发生对应变化。 加热温度一
冷变形后的材料加热转变 对冷变形的塑性 材料进行重新加热， 随着加热的温度和保 温时的不同，发生的 变化大致可以分为三 个阶段：回复、再结 晶和晶粒的长大，他 们都是减少或消除结 构缺陷的过程。相应 材料的内应力、晶粒 尺寸、强度、塑性等 性能也发生对应变化
第一节回复 回复的变化 回复机制 回复动力学 回复概念 所谓回复,即在加热温度较低时,仅因金属中的 一些点缺陷和位错的迁移而引起的某些晶内的变化 回复阶段一般加热温度在0.4T以下
第一节 回复 • 回复的变化 • 回复机制 • 回复动力学 所谓回复，即在加热温度较低时，仅因金属中的 一些点缺陷和位错的迁移而引起的某些晶内的变化。 回复阶段一般加热温度在0.4Tm以下。 回复概念
回复的组织性能变化 1.宏观应力基本去除,微观应力仍然残存: 2.物理性能,如电阻率,有明显降低,有的可 基本回到未变形前的水平 3.力学性能,如硬度和流变应力,觉察不到有 明显的变化; 4光学金相组织看不出任何变化,温度较高发 生回复,在电子显微镜下可间到晶粒内部组 织的变化。(位错的胞状组织转变为亚晶)
回复的组织性能变化 1.宏观应力基本去除，微观应力仍然残存； 2.物理性能，如电阻率，有明显降低，有的可 基本回到未变形前的水平； 3.力学性能，如硬度和流变应力，觉察不到有 明显的变化； 4.光学金相组织看不出任何变化，温度较高发 生回复，在电子显微镜下可间到晶粒内部组 织的变化。(位错的胞状组织转变为亚晶)
回复机制 低温阶段:点缺陷的迁移和减少,表现为: 1.空位与间隙原子的相遇而互相中和; 2.空位或间隙原子运动刃位错处消失,引起位错的攀 移; 3.点缺陷运动到界面处消失。他们都将减少晶体中的 点缺陷,力学性能无变化,但物理性能发生回复。 较高温阶段:位错的运动和重新分布,滑移面上 异号位错相遇销毁,可使位错密度略有降低
回复机制 低温阶段：点缺陷的迁移和减少，表现为： 1. 空位与间隙原子的相遇而互相中和； 2. 空位或间隙原子运动刃位错处消失，引起位错的攀 移； 3. 点缺陷运动到界面处消失。他们都将减少晶体中的 点缺陷，力学性能无变化，但物理性能发生回复。 较高温阶段：位错的运动和重新分布，滑移面上 异号位错相遇销毁，可使位错密度略有降低
回复机制 高温回复:当温度大于0.3Tm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 变形后出现的位错分布 多边化后刃型倥错的排列
回复机制 高温回复：当温度大于0.3Tm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
回复动力学 回复过程是热激活过程,转变的速度决定于原子 的活动能力,即决定于转变的温度。 设材料的某一可测量物理性能指标数值为P,(P可 能指电阻率或其他),变形前为Po,变形后为P,可以 证明发生回复过程后的性能和时间的关系为 In( p-po )=-A e t pd- po 其中A为与材料类型结构有关的常数,Q为激活能,R为 气体常数,T发生回复的温度,t为回复进行的时间
回复动力学 回复过程是热激活过程，转变的速度决定于原子 的活动能力，即决定于转变的温度。 设材料的某一可测量物理性能指标数值为P,(P可 能指电阻率或其他)，变形前为P0，变形后为Pd，可以 证明发生回复过程后的性能和时间的关系为： 其中A为与材料类型结构有关的常数，Q为激活能，R为 气体常数，T发生回复的温度，t为回复进行的时间
回复动力学 因此在不同的温度下,回复到相同的程度 所用的时间的为: nt=常数+⊥ R T 即1n(t)和1/T成线形关系。一方面可以由此测 量计算它的激活能;另一方面说明热激活过程 中时间和温度的等效关系。实际上任何材料变 形后都在慢慢的发生回复,平时在室温下未见 到性能变化的仅因为变化的速度很慢
回复动力学 因此在不同的温度下，回复到相同的程度 所用的时间的为： 即ln(t)和1/T成线形关系。一方面可以由此测 量计算它的激活能；另一方面说明热激活过程 中时间和温度的等效关系。实际上任何材料变 形后都在慢慢的发生回复，平时在室温下未见 到性能变化的仅因为变化的速度很慢
第二节再结晶 基本过程 再结晶形核 再结晶动力学 影响再结晶速度的因素
第二节 再结晶 • 基本过程 • 再结晶形核 • 再结晶动力学 • 影响再结晶速度的因素