《形变热处理》PPT课件

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1、第八章形变热处理8.1热变形时金属的组织变化8.2时效型合金的形变热处理8.3马氏体型合金的形变热处理概述：将塑性变形的形变强化与热处理时的相变强化结合，使成型工艺与最终性能统一起来。缺陷与相变相互作用！在塑性变型中，合金内部缺陷（以位错为主）增加，且晶体缺陷分布发生改变若有相变，则相变与缺陷的相互影响，不是简单的形变强化与相变强化的叠加，也不是任何变形与热处理的简单组合形变热处理与常规热处理相比，具有高密度位错和亚结构（亚晶）实质：亚结构强化Yieldstrength:400~600MPaorhigherforsomea

2、luminumalloys!Anexample:AA6061---Al-Mg-SiseriesEffectofthermomechanicaltreatmentonalloypropertiesSPDmethodH-TbeforeSPDProcessingTemperatureYS/UTS(MPa)Elongation(%)ARB/3passesFullyannealedRT255/263---ARB/8passesFullyannealedRT--/3635ECAP/6passesFullyannealedRT280/-

3、-~15ECAP/8passesFullyannealedRT--/3405WQ-ECAP/6passes+LTagingWaterquenched393K429/46417WQ-HRDSR/1pass-LTagingWaterquenched393K455/4897.4SPD:强变形ARB:多道叠轧HRDSR:高比值差分轧制DifferentmicrostructuresforAA6061afterdifferentprocesses:803Kfor4hr—WQorFC—HRDSR(--agingat373K),with

4、therollsurfaceswasmaintainedat413KthroughthewholeHRDSRprocess.FC:furnacecooling;HRDSR:High-rationdifferentialspeedrolling;WQ:waterquenching.Ys=455MPa,UTS=489MPaRef:W.J.Kimetal.,Mater.Sci.Eng.A520(2009),23-28.EBSDimagesAA6061:(a)FC-HRDSR(asreceived),(b)WQ-HRDSR,(c)

5、WQ-HRDSR-agingat373Kfor48hr,(d)WQ-HRDSR-agingat373Kfor48hr(RD-NDplane),(e)precipitates,’and/or’’,(f)otherparticles!Ref:Mater.Sci.Eng.A520(2009),23-28.8.1热变形时金属的组织变化变形速度、变形程度、温度不断变化；合金、变形方式、设备---应力-应变图热变形过程中与热变形完成后的结构变化动态回复：边加工边回复动态再结晶：加工与再结晶同时发生静态恢复与再结晶亚动态再结晶：回复

6、与再结晶过程（造成一定软化）热变形中组织变化复杂，不是单纯再结晶：动态的！热变形对应于位错可以攀移的温度：0.5Tm动态回复热变形时，回复机制：位错交滑移、攀移。多次动态多边化，使位错密度恒定。位错密度急剧增加阶段---加工硬化大。稳定阶段，即回复导致的消失与加工导致的增加平衡。在热作用下，位错组合成亚晶即多边化（亚晶等轴状）。775OC测定的Zr-0.7Sn合金在不同应变速率下的应力—应变曲线（动态回复）亚晶平均直径D与温度、变形速率的关系：可见：变形温度高、变形速率低，达到稳定变形阶段的应力越小，位错密度越小，生成的亚

7、晶越粗！775OC测定的Zr-0.7Sn合金在不同应变速率下的应力—应变曲线（动态回复）775℃测定的Zr-0.7Sn合金在不同应变速率下的应力—应变曲线（动态回复）高层错能金属热变形时易发生位错交滑移和攀移，即易发生动态回复，例：Al,alpha-Fe,Mo,W,Alpha-Zr,Be,Zn等，这些金属即使大变形也难出现再结晶。添加低层错能原子将显著阻碍动态回复，有利于动态再结晶。注意：冷变形中也可能产生动态回复，降低加工硬化系数，但难达到稳定变形阶段。冷变形时唯一的动态回复机制是位错交滑移，位错消失速率小，不能抵消位错

8、增殖，因而位错密度不断增加。位错能攀移的温度T=0.5Tm。热变形温度高于此。明显波浪：硬化与软化！先硬化再软化；有平衡值。动态再结晶层错能低的合金：Cu,Ni,gama-Fe,Ag,Au,Pb,Co等热变形时易发生。变形速率小时，晶界弓出机制；速率大时亚晶长大。波浪线：波峰对应再结晶开始，波谷对应再结