材料科学基础回复与再结晶ppt课件.ppt

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1、第七章回复与再结晶第一节冷变形金属在加热时的变化第一节加热时的变化第七章一、显微组织变化第一阶段-回复阶段：显微组织仍为纤维状，无可见变化；第二阶段-再结晶阶段：变形晶粒通过形核长大，逐渐转变为新的无畸变的等轴晶粒。第三阶段-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。回复晶粒长大再结晶升高加热温度或延长保温时间低碳钢（0.05%C）变形度70%+不同温度退火0.5小时的组织变化400℃450℃450℃600℃850℃第一节冷变形金属在加热时的变化第一节加热时的变化第七章二、性能变化1力学性能（示意图）回复阶段：强度、硬度略有下降，塑性略有提高。再结晶阶段：强度、硬度明

2、显下降，塑性明显提高。晶粒长大阶段：强度、硬度继续下降，塑性继续提高，粗化严重时下降。2物理性能密度：在回复阶段变化不大，在再结晶阶段急剧升高；电阻：电阻在回复阶段可明显下降。退火温度与黄铜强度、塑性和晶粒大小的关系第一节冷变形金属在加热时的变化第一节加热时的变化第七章三、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％）变形功。弹性应变能（3～12％）2存在形式位错（80～90％）点缺陷驱动力3储存能的释放：原子活动能力提高，迁移至平衡位置，储存能得以释放。回复再结晶四、内应力变化回复阶段：大部分内应力消失；再结晶阶段：内应力可完全消除。第二节回复第二节回复第七

3、章一、回复过程中微观结构的变化机制回复：冷变形金属加热时，尚未发生光学显微组织变化前的微观结构及性能的变化过程。驱动力：弹性畸变能的降低。种类：低温回复：0.1Tm~0.3Tm，空位浓度显著下降中温回复：0.3Tm~0.5Tm，位错密度略有下降高温回复：≥0.5Tm，多边化过程1低温回复（0.1－0.3Tm）空位移至晶界、位错处点缺陷运动空位＋间隙原子消失缺陷密度降低空位聚集（空位群、对）第二节回复第二节回复第七章2中温回复（0.3－0.5Tm）异号位错相遇而抵销位错滑移位错缠结重新排列位错密度降低亚晶粒长大3高温回复（>0.5Tm）位错攀移（＋滑移）位错垂直排列（亚晶界）多边化（亚晶

4、粒）弹性畸变能降低。第二节回复第二节回复第七章同号刃型位错塞积于同一滑移面上时，位错间相互排斥，发生攀移，在不同的滑移面上垂直排。异号刃形位错产生的应变部分抵消。随多边化的进行，逐步形成位错网络，构成亚晶界。二、回复动力学（示意图）1动力学曲线特点（1）没有孕育期；（2）开始变化快，随后变慢；（3）长时间处理后，性能趋于一平衡值。第二节回复第二节回复第二节回复第七章x0–原始加工硬化残留率；x－退火时加工硬化残留率；c0－比例常数；t－加热时间；T－加热温度。三、去应力退火（回复退火）：降低应力（保持加工硬化效果），防止工件变形、开裂，提高耐蚀性。第三节再结晶第三节再结晶第七章再结晶：

5、冷变形的金属在足够高的温度下加热时，通过新晶粒的形核及长大，以无畸变的等轴晶粒取代变形晶粒的过程。（a）黄铜冷加工变形量达到b）经580ºC保温3秒后的组织CW＝38％后的组织（a）是黄铜冷加工变形量达到CW＝38％后的组织，可见粗大晶粒内的滑移线。经过580ºC保温3秒后，试样上开始出现白色小的颗粒（图b），即再结晶出的新的晶粒。（c）580ºC保温4秒后的金相组织显示有更多新的晶粒出现（d）580ºC保温8秒后的金相组织粗大的带有滑移线的晶粒已完全被细小的新晶粒所取代，即完成了再结晶。（e）580ºC保温15分后的金相组织:晶粒已有所长大（f）700ºC保温10分后晶粒长大的的

6、金相组织:晶粒长大一、再结晶的形核及长大1.形核（1）晶界凸出形核(冷变形度较小的金属)变形较小的晶粒凸向变形较大的晶粒.第三节再结晶第三节再结晶第七章亚晶合并形核亚晶直接长大形核晶界凸出形核，形核方式：亚晶形核能量条件：凸出形核所需的能量条件:第三节再结晶第三节再结晶第七章（2）亚晶形核机制：冷变形度较大的金属亚晶合并形核（相邻亚晶粒取向差较小，同时要求金属具有较高的层错能）亚晶直接长大形核（相邻亚晶粒取向差较大，在较低的层错能的金属中发生。）第三节再结晶第三节再结晶第七章2长大驱动力：畸变能差方式：晶核向畸变晶粒扩展，直至新晶粒相互接触。晶界移动方向：背向曲率中心注：再结晶不是相变

7、过程。二、再结晶动力学再结晶动力学：取决于形核率N和长大速率G的大小。再结晶动力学曲线表示T—φR—τ关系曲线,其特点：(1)恒温动力学曲线呈“S”形(2)有一孕育期(3)等温下,再结晶速度呈现“慢、快、慢”的特点第三节再结晶第三节再结晶第七章等温再结晶曲线：再结晶速度与温度的关系：T1、T2温度等温退火，产生同样程度的再结晶所需时间比：规律:开始时再结晶速度很小，在体积分数为0.5时最大，然后减慢。由于v再∝1/t,所以,1/t=A’e-QR