第7章 回复与再结晶

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1、知识要点KeywordsHubeiAutomotiveIndustriesInstitute冷变形金属在加热时的变化；recovery---回复回复机制；recralstallization---再结晶七回复与再结晶再结晶及再结晶后的晶粒长大；Graingrowth---晶粒长大；23Keywords7.1冷变形金属在加热时的组织与性能变化7.1冷变形金属在加热时的组织与性能变化一回复与再结晶二显微组织变化（示意图）precold-workedstates——原始状态回复：冷变形金属在低温加热时，其显微组织无可见变Strain

2、energy——形变能回复阶段：显微组织仍为纤维状，无可见变化；化，但其物理、力学性能却部分恢复到冷变形以前的过程。再结晶阶段：变形晶粒通过形核长大，逐渐转变为新的Ductility——塑性再结晶：冷变形金属被加热到适当温度时，在变形组织内无畸变的等轴晶粒。部新的无畸变的等轴晶粒逐渐取代变形晶粒，而使形变强Tensilestrength——拉伸强度化效应完全消除的过程。晶粒长大阶段：晶界移动、晶粒粗化，达到相对稳定的形状和尺寸。Electricalconductivity——导电性Corrosionresistance——耐腐蚀

3、性Hotworking——热加工4567.1冷变形金属在加热时的组织与性能变化7.1冷变形金属在加热时的组织与性能变化7.1冷变形金属在加热时的组织与性能变化三性能变化三性能变化四储存能变化（示意图）1储存能：存在于冷变形金属内部的一小部分（～10％）1力学性能（示意图）变形功。回复阶段：强度、硬度略有下降，塑性略有提高。弹性应变能（3～12％）再结晶阶段：强度、硬度明显下降，塑性明显提高。2存在形式位错（80～90％）驱动力晶粒长大阶段：强度、硬度继续下降,塑性继续提高，点缺陷粗化严重时下降。3储存能的释放：原子活动能力提高，迁

4、移至平衡位置，2物理性能储存能得以释放。再密度:在回复阶段变化不大，在再结晶阶段急剧升高；回结电阻：电阻在回复阶段可明显下降。复晶SmithWF.FoundationsofMaterials9ScienceandEngineering.McGRAW.HILL.3/E7.2回复7.1冷变形金属在加热时的组织与性能变化7.2回复五内应力变化一回复动力学（示意图）一回复动力学（示意图）1动力学曲线特点回复阶段：大部分或全部消除第一类内应力，部2加工硬化残留率与退火温度和时间的关系（1）没有孕育期；分消除第二、三类内应力；（2）开始变化快

5、，随后变慢；第一类内应力：宏观内应力（3）长时间，性能趋于平衡。ln(x0/x)=c0texp(-Q/RT)第二类内应力：微观内应力第三类内应力：点阵畸变可见，回复是个驰豫过程x–原始加工硬化残留率；x－退火时加工硬化残留率；0再结晶阶段：内应力可完全消除。dxcxt－恒温下的加热时间c－比例常数；t－加热时间；T－加热温度。0dtx－冷变形导致的性能增量经加热后的残留分数c－与材料和温度有关的比例常数117.2回复7.2回复7.2回复二回复机理二回复机理二回复机理3高温回复（>0.5Tm）1低温回复（0.1－0.3Tm

6、）2中温回复（0.3－0.5Tm）位错攀移（＋滑移）位错垂直排列（亚晶界）多边化（亚晶粒）弹性畸变能降低。移至晶界、位错处异号位错相遇而抵销消失空位＋间隙原子缺陷度位错滑移位错密度降低点缺陷运动降低密位错缠结重新排列空位聚集（空位群、对）7.2回复7.3再结晶7.3再结晶一再结晶的形核与长大三回复退火的应用一再结晶的形核与长大①晶界凸出形核（变形量较小时,<20%）1回复机制与性能的关系1形核晶界弓出形核，凸向亚晶粒小的方向.内应力降低:弹性应变基本消除;凸出形核（变形量较小时）硬度、强度下降不多：位错密度降低不明显，亚晶较细；

7、晶核伸向小位错胞晶粒(畸变能较高区域)内.电阻率明显下降：空位减少，位错应变能降低。亚晶长大形核机制（变形量较大时）2去应力退火亚晶合并形核降低应力（保持加工硬化效果），防止工件变形、开裂，亚晶界移动(长大)形核(吞并其它亚晶或变形部分)提高耐蚀性。7.3再结晶7.3再结晶7.3再结晶一再结晶的形核与长大一再结晶的形核与长大一再结晶的形核与长大①1形核亚晶合并形核，适于高层错能金属。②亚晶长大形核机制(变形量较大时）过程：位错多边化→回复亚晶→形核亚晶合并亚晶直接长大20亚晶合并形核示意图197.3再结晶7.3再结晶7

8、.3再结晶一再结晶的形核与长大一再结晶的形核与长大二再结晶动力学（1）再结晶速度与温度的关系驱动力：畸变能差V＝Aexp(-Q/RT)再R2长大（2）规律方式:晶核向畸变晶粒扩展,至新晶粒相互S形，有孕育期;接触温度越高,变形量越大孕育期越短;在体