第12章回復和再結晶

§12－1冷變形金屬在加熱時的組織與性能變化回復:是指新的無畸變晶粒出現之前所產生的亞結構和性能變化的階段再結晶:是指出現無畸變的等軸新晶粒逐步取代變形晶粒的過程晶粒長大:是指再結晶結束之后晶粒的繼續長大§12－2回復一、回復動力學回復方程式

特點：二、回復機制1．低溫回復

與點缺陷的遷移有關

2、中溫回復

與位錯的滑移有關,位錯運動和重新分布

3、高溫回復

刃型位錯產生攀移

構成亞晶界電阻率的明顯下降主要是由于過量空位的減少和位錯應變能的降低；內應力的降低主要是由于晶體內彈性應變的基本消除；硬度及強度下降不多則是由于位錯密度下降不多，亞晶還較細小之故§12－3再結晶一、再結晶過程1．形核

（1）晶界弓出形核

變形程度較小（一般小于20％）

弓出形核的能量條件晶界由Ⅰ移動到Ⅱ自由能變化：假設晶界為球面:晶界弓出的能量條件：(2）亞晶形核大的變形度

①亞晶合并機制,高層錯能的金屬。

②亞晶遷移機制，低層錯能金屬。2.長大二、再結晶動力學

N不隨時間而改變

N隨時間變化Johnson-Mehl方程Avrami方程三、再結晶溫度及其影響因素冷變形金屬開始進行再結晶的最低溫度稱為

再結晶溫度

以顯微鏡中出現第一顆新晶粒時的溫度或以硬度下降50％所對應的溫度，定為再結晶溫度。工業：大變形量（70%）的金屬，經1h退火能夠完成再結晶（95%）的最低溫度。

1）變形程度的影響2）原始晶粒尺寸

3）微量溶質原子

4）第二相粒子

5）再結晶退火工藝參數

四、再結晶后的晶粒大小影響在結晶晶粒的因素：

變形度臨界變形度

2-10%2)退火溫度提高退火溫度可使再結晶的速度顯著加快，臨界變形度數值變小

§6－4晶粒長大一、晶粒的正常長大晶粒長大的驅動力自總的界面能的降低

影響晶粒長大的因素1）溫度2）分散相粒子3）晶粒間的位向差4）雜質與微量合金元素二、晶粒的異常長大(二次再結晶)

1.特點：a少數晶粒快速長大

b不是重新形核、長大2.驅動力：界面能的降低3.產生條件：正常晶粒長大過程被彌散的第二相質點或雜質、織構等所強烈阻礙。4.對性能的影響：得到粗大組織，降低材料的室溫機械性能，大多數情況下應當避免§6－5再結晶退火后組織一、再結晶退火后的晶粒尺寸取決：變形量，退火溫度二、再結晶織構（1）與原有的織構相一致；（2）原有織構消失而代之以新的織構;（3）原有織構消失不再形成新的織構。再結晶織構形成機制定向成核理論---再結晶有形核過程，母體有織構，再結晶后的晶體也會形成新的織構。定向生長理論---取向有利的晶核，其晶界可獲得最快的移動速率。三、退火孿晶

Cu和奧氏體鋼的層錯能低，易形成孿晶。§6－6熱加工與動態回復、動態再結晶材料在再結晶溫度以上的加工稱為熱加工

材料在變形的同時發生的回復和再結晶。加工硬化和加熱軟化交替或同時進行。一、動態回復

1.應力－應變曲線I．微應變階段II．均勻應變階段III．穩態流變階段影響曲線的因素

應變速率變形溫度2.動態回復機制1）螺型位錯－交滑移－與異號位錯抵消2）刃型位錯－攀移－在新滑移面上與異號位錯抵消3.動態回復組織晶粒沿變形方向伸長，同時，晶粒內部出現動態回復所形成的等軸亞晶粒。亞晶尺寸與穩態流變應力成反比，并隨變形溫度升高和變形速度降低而增大。二、動態再結晶低層錯能金屬1.應力—應變曲線I．微應變加工硬化階段（0<ε<εc)II．動態再結晶的初始階段（εc≤ε<εs）

III．穩態流變階段（ε≥εs）低應變速率時，曲線出現波動2.動態再結晶機制大角度晶界的形成及其遷移低應變速率，原晶界弓出形核高應變速率，亞晶聚集形核3.動態再結晶的組織結構晶粒等軸，晶界鋸齒狀，晶粒內有被位錯分割的亞晶§9－7金屬材料的熱加工一、熱加工二、熱加工對金屬組織和性能的影響1．消除了某些鑄造缺陷，較鑄態具有較佳的機械性能。

2．加工流線3．帶狀組織4．顯微組織的細化§6-8超塑性某些金屬材料，在特定條件下拉伸時，能得到特別高的延伸率，這一現象稱為超塑性，按產生超塑性的冶金因素不同，可其分為兩類：（1）微晶超塑性（組織超塑性）（2）相變超塑性目前研究最多的是微晶超塑性一、超塑性的表示（力學性能指標）不產生縮頸和獲得高延伸率是衡量材料超塑性的兩項指標。延伸率用δ=（l-l0）/l0×100%表示。(2)不產生縮頸的抗縮頸能力用應變速率敏感指數m表示。

m越高，越有利于獲得超塑性。超塑性合金，m≥0.3-0.9

二、實現組織超塑性的條件1．應變速率較小2．變形溫度較高，一般>0.5T熔

3．等軸、復相的極細晶粒（d<10μm）

三、組織超塑性變形后的組織變化

1.晶粒保持為等軸狀，但產生粗化.2.有明顯的晶界滑動和晶粒轉動，沒有明顯的晶內滑移，也沒有位錯密度的顯著升高，看不到晶內亞結構。3.