金屬及合金的回復(fù)與再結(jié)晶

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上金屬及合金的回復(fù)與再結(jié)晶回復(fù)：冷變形金屬在低溫加熱時，其顯微組織無可見變化，但其物理、力學(xué)性能卻部分恢復(fù) 到冷塑性變形以前的過程。 晶粒仍保持伸長的纖維狀再結(jié)晶：冷變形金屬被加熱到適當(dāng)溫度后，在變形組織內(nèi)部新的無畸變的等軸晶粒逐步取 代變形晶粒，而使形變強化效應(yīng)完全消失的過程?；貜?fù)與再結(jié)晶的驅(qū)動力都是儲存能的降低儲存能：存在于冷形變金屬內(nèi)部的一小部分（約為10）變形功形變溫度越低，形變量越大， 則儲存能越高。儲存能存在形式：彈性應(yīng)變能（ ）點陣畸變能 點陣畸變能包括點缺陷能和位錯能，點缺陷能所占的比例較小，而位錯能所占比例較大，約占總 儲存能的 90。力學(xué)性能的變化在

2、回復(fù)階段：強度、硬度均略有下降，而塑性有所提高在再結(jié)晶階段：硬度、硬度均顯著下降，塑 性大大提高在晶粒長大階段：強度、硬度繼續(xù)下降，塑性繼續(xù)提高，粗化嚴重時下降另外，金屬的電阻與晶體中點缺陷的濃度有關(guān)。隨著加熱溫度的升高，變形金屬中的點缺陷濃度明顯 降低，因此在回復(fù)和再結(jié)晶階段，電阻均發(fā)生了比較明顯的變化，電阻不斷下降。此外，點缺陷濃度的 降低，應(yīng)力腐蝕傾向顯著減小?；貜?fù)過程及其動力學(xué)特征回復(fù)是指經(jīng)冷塑性變形的金屬在加熱時，在光學(xué)顯微組織發(fā)生變化前所產(chǎn)生的某些亞結(jié)構(gòu)和性 能的變化過程 回復(fù)的程度是溫度和時間的函數(shù)溫度越高，回復(fù)的程度越大溫度一定時，回復(fù)的程度隨時間的 延長而逐漸增加但在回復(fù)初期

3、，變化較大，隨后就逐漸變慢，當(dāng)達到一個極限值后，回復(fù)停止。回復(fù)機制低溫回復(fù)時，主要涉及空位的運動?？瘴豢梢砸浦帘砻?、晶界或位錯處消失，也可以聚集形成空位對、空位群，還可以與間隙原子相互作用而消失，總之空位運動的結(jié)果使空位密度大大減小。電阻率對空位密度比較敏感，因此其數(shù)值會有顯著下降。而力學(xué)性能對空位的變化不敏感，沒有變化。中溫回復(fù)時，主要涉及位錯的運動。由于位錯滑移會導(dǎo)致同一滑移面上異號位錯合并而相互抵消，位錯密度略有下降，但降低幅度不大，力學(xué)性能變化不大。高溫回復(fù)時，主要涉及位錯的運動。位錯不但可以滑移、而且可以攀移，發(fā)生多邊化，使錯密度有所降低，降低系統(tǒng)部分內(nèi)應(yīng)力，從而使硬度、強度略有下降

4、，塑性、韌性得到改善?；貜?fù)過程中亞結(jié)構(gòu)（胞狀亞結(jié)構(gòu)）的變化金屬材料經(jīng)塑性變形后形成胞狀亞結(jié)構(gòu)，胞內(nèi)位錯密度較低，胞壁處集中著纏結(jié)位錯，位錯密 度很高。經(jīng)短暫回復(fù)退火后，空位濃度大大下降，胞內(nèi)的位錯向胞壁滑移，與胞壁的異號位錯相抵消，位 錯密度有所下降隨著回復(fù)的進一步進行，胞壁中的位錯逐漸形成低能態(tài)的位錯網(wǎng)絡(luò)，胞壁變得比較 明晰而成為亞晶界，接著這些亞晶界通過亞晶界的遷移而逐漸長大，亞晶粒內(nèi)的位錯密度進一步下 降回復(fù)溫度越低，變形量越大，則回復(fù)后的亞晶粒越細小再結(jié)晶形核機制亞晶長大形核機制（適用于大變形度） 因在回復(fù)階段，塑性變形所形成的胞狀組織經(jīng)多邊形化后轉(zhuǎn)變?yōu)閬喚?，其中有些亞晶粒就會逐漸長

5、大，發(fā)展成為再結(jié)晶的晶核，這種亞晶成為再結(jié)晶晶核的方式有兩種：） 亞晶界移動形核 它是依靠某些局部位錯密度很高的亞晶界的移動，吞并相鄰的變形基體和亞晶而成長為再結(jié)晶 晶核。） 亞晶合并形核 相鄰亞晶界上的位錯，通過攀移和滑移，轉(zhuǎn)移到周圍的晶界或亞晶界上，導(dǎo)致 原來亞晶界的消失，然后通過原子擴散和位置的調(diào)整，終于使兩個或更多個亞晶粒的取向變?yōu)橐恢拢?合并成為一個大的亞晶粒，成為再結(jié)晶的晶核。 晶界凸出形核機制（變形度約小于 ） 又稱為晶界弓出形核。由于變形度小，所以金屬的變形不均勻，有的晶粒變形度大，位錯密度也 大；有的晶粒變形度小，位錯密度也小。回復(fù)退火后，它們的亞晶粒大小也不同。在再結(jié)晶退火

6、時，在 顯微鏡下可以直接觀察到，晶界中的某一段就向亞晶粒細小、位錯密度高的一側(cè)弓出，被這段晶界掃 過的區(qū)域，位錯密度下降，成為無畸變的晶體，這就是再結(jié)晶晶核。再結(jié)晶中的長大當(dāng)再結(jié)晶晶核形成之后，它就可以自發(fā)、穩(wěn)定地生長。晶核在生長時，其界面總是向畸變區(qū)域推進。 界面移動的驅(qū)動力：無畸變的新晶粒與周圍基體的畸變能差。界面移動的方向：背離界面曲率中心。 當(dāng)舊的畸變晶粒完全消失，全部被新的無畸變的再結(jié)晶晶粒所取代時，再結(jié)晶過程即告結(jié)完成， 此時的晶粒即為再結(jié)晶初始晶粒。再結(jié)晶晶粒長大的驅(qū)動力是新晶粒與周圍變形基體的畸變能差。形變金屬必須加熱到一定的溫度，才能夠發(fā)生再結(jié)晶，這個溫度叫再結(jié)晶溫度。再結(jié)晶

7、溫度：冷變形金屬開始發(fā)生再結(jié)晶的最低溫度，通常為經(jīng)過嚴重冷變形（變形在70以上）的金屬，在約 的保溫時間內(nèi)能夠完成再 結(jié)晶（轉(zhuǎn)變量）的溫度。臨界變形度：通常把對應(yīng)于得到特別粗大晶粒的變形度稱為臨界變形度。當(dāng)變形度達到某一數(shù)值（一般金屬均在2%-10%范圍內(nèi)）時，由于此時的變形度很小，儲存能較低，再結(jié)晶驅(qū)動力較小，形成粗大的晶粒。影響再結(jié)晶溫度的因素1 變形度。在一定的變形度范圍內(nèi)，變形度大，儲存能多，再結(jié)晶驅(qū)動力大，再結(jié)晶溫度越低2 變形金屬中雜質(zhì)和合金元素含量含量高，位錯、晶界移動的阻力大，同時溶質(zhì)原子的擴散速度 低，再高。3 變形金屬的晶粒大小晶粒小，晶界多，易形核，再低4 加熱速度和保溫時間加熱速度慢，回復(fù)充分，儲存能減少（這個具體原因有待考察），驅(qū)動力少，越高；保溫時間長，利 于形核、長大，再低要想得到合適細小的再結(jié)晶晶粒，必須嚴格控制再結(jié)晶晶粒的長大得到細小再結(jié)晶晶粒的方法（） 避開臨界變形度。 當(dāng)變形度很小時，晶粒大小沒有變化當(dāng)變形度達到某一值（ 10）時，晶粒突然粗大。當(dāng)變形度超過臨界變形度后，晶粒隨變形度增大而 變得細?。ǎ?加熱溫度要適當(dāng)。 （加熱溫度過高會使晶粒粗化）（） 金屬的原始晶粒尺寸要細小。變形度一定時，原始晶粒度越細，晶界越多，再結(jié)晶形核容易， 所以再結(jié)晶晶粒也越細小。（） 基體中加入合金元素，有利于細化再結(jié)晶晶粒溶入基體中的合金元素，一方面增