【正文】 塑性變形過程中發(fā)生的回復(fù) 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶： 在塑性變形過程中發(fā)生的再結(jié)晶 動(dòng)態(tài)回復(fù) 真應(yīng)力 真應(yīng)變曲線： I： 微應(yīng)變階段 II：動(dòng)態(tài)回復(fù)的初始階段 III: 穩(wěn)態(tài)變形狀態(tài) 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶 真應(yīng)力 應(yīng)變曲線 ： I： 加工硬化階段 II：動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的初始階段 III: 穩(wěn)態(tài)流變狀態(tài) 熱變形過程中鋼的奧氏體再結(jié)晶行為 ? 熱塑性變形過程中或變形之后的鋼組織的再結(jié)晶在控制軋制中起決定作用，奧氏體晶粒的細(xì)化是控制軋制的基礎(chǔ)，是本課的重點(diǎn)。 再結(jié)晶階段 ： 強(qiáng)度、硬度明顯下降，塑性明顯提高；密度急劇升高。 顯微組織的變化 回復(fù)階段 ： 顯微組織仍為纖維狀，無可見變化。金屬的這種組織在熱力學(xué)上處于不穩(wěn)定的亞穩(wěn)狀態(tài) ， 如果對其進(jìn)行加熱 ， 變形金屬就能由亞穩(wěn)狀態(tài)向穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)化 ， 從而會(huì)引起一系列的組織結(jié)構(gòu)和性能的變化 。 這一變化過程隨加熱溫度的升高可表現(xiàn)為三個(gè)階段： ? 回復(fù) ? 再結(jié)晶 ? 晶粒長大 形變金屬與合金在退火過程中的變化 回復(fù)和再結(jié)晶 回復(fù) ： 是指冷塑性變形的金屬在 （ 較低溫度下進(jìn)行 ） 加熱時(shí) ， 在光學(xué)顯微組織發(fā)生改變前 （ 即在再結(jié)晶晶粒形成前 ） 所產(chǎn)生的某些亞結(jié)構(gòu)和性能的變化過程 。 再結(jié)晶階段 ：變形晶粒通過形核長大，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌臒o畸變的等軸晶粒。 晶粒長大階段 ： 強(qiáng)度、硬度繼續(xù)下降，塑性繼續(xù)提高；粗化嚴(yán)重時(shí)下降。 ? 熱塑性加工變形過程是加工硬化和回復(fù)、再結(jié)晶軟化過程的矛盾統(tǒng)一。 以后隨著變形量增大位錯(cuò)密度繼續(xù)增加 ， 這就是材料的加工硬化 ， 造成變形應(yīng)力不斷增加達(dá)到峰值 ， 這是熱加工過程奧氏體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的一個(gè)方面 。 I：動(dòng)態(tài)回復(fù)階段 奧氏體熱加工的真應(yīng)力 真應(yīng)變曲線 這就是奧氏體高溫小變形時(shí)奧氏體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的兩個(gè)方面 。 在第一階段動(dòng)態(tài)軟化抵消不了加工硬化 ， 隨著變形量的增加金屬內(nèi)部畸變能不斷升高 ，畸變能達(dá)到一定程度后在奧氏體中將發(fā)生另一種轉(zhuǎn)變 ， 即動(dòng)態(tài)再結(jié)晶 。 II ：動(dòng)態(tài)再結(jié)晶階段 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶 發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶所必需的最低變形量稱為 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的臨界變形量 ， 以 εc表示 。Q為自擴(kuò)散激活能 。 這樣由再結(jié)晶形成的新晶粒又發(fā)生了變形 ， 產(chǎn)生了加工硬化 ，富集了新的位錯(cuò) ， 并且開始了新的軟化過程 （ 動(dòng)態(tài)回復(fù)甚至動(dòng)態(tài)再結(jié)晶 ） 。 當(dāng)?shù)谝惠唲?dòng)態(tài)再結(jié)晶完成以后 ， 在真應(yīng)力一真應(yīng)變曲線上將出現(xiàn)兩種情況：一種情況是應(yīng)力達(dá)到穩(wěn)定值 ， 變形量雖不斷增加而應(yīng)力基本不變 ， 呈穩(wěn)態(tài)變形 。 一旦動(dòng)態(tài)再結(jié)晶發(fā)生后不需要太大的變形量 ， 奧氏體就全部完成了第一輪動(dòng)態(tài)再結(jié)晶 。 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的應(yīng)力－應(yīng)變曲線 當(dāng) εcεr時(shí)發(fā)生連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶 。 由動(dòng)態(tài)再結(jié)晶產(chǎn)生核心到全部完成一輪再結(jié)晶所需要的變形量用 εr 表示。 也就是說 ， 當(dāng) T高或 低時(shí) εcεr ， 出現(xiàn)非穩(wěn)態(tài)變形 ， 間斷動(dòng)態(tài)再結(jié)晶 。 這種變化仍然是回復(fù) 、 再結(jié)晶過程 ， 但是它們不是發(fā)生在熱加工過程中 ， 所以叫做 靜態(tài)回復(fù)和靜態(tài)再結(jié)晶 。） 與 （ σ 1σ y） 之比 ， 稱為軟化百分?jǐn)?shù) ， 以 x 表示之 ， 則 x=（ σ 1σ y185。 當(dāng) x=0時(shí) 表示奧氏體在兩次熱加工的間隙時(shí)間里沒有任何的軟化 ， 因此 σ y185。 εs是產(chǎn)生靜態(tài)再結(jié)晶的最小變形量 （ 靜態(tài)再結(jié)晶的臨界變形量 ） 。 僅僅軟化了 30％ ， 還有 70％ 的加工硬化不能消除 。 （ 2） 當(dāng) εs＜ ε1 ＜ εc時(shí) （ b點(diǎn) ， b曲線 ） 曲線表明第一階段的靜回復(fù)軟化用了100s時(shí)間 。 如果再次變形 ， 真應(yīng)力 真應(yīng)變曲線恢復(fù)到原始狀態(tài) 。 第一個(gè)階段是靜態(tài)回復(fù)階段；第三個(gè)階段是經(jīng)過一個(gè)潛伏期后的靜態(tài)再結(jié)晶階段；中間的那段可以認(rèn)為是由于原來動(dòng)態(tài)再結(jié)晶核心的繼續(xù)長大 ， 這個(gè)過程幾乎不需要潛伏期 ， 可以稱為 次動(dòng)態(tài)再結(jié)晶或亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶 ， 其特點(diǎn)象沒有潛伏期的靜態(tài)再結(jié)晶 。 由于這個(gè)階段的熱加工變形量很大 ， 發(fā)生的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的核心很多 ， 形變停止后這些核心很快繼續(xù)長大 ， 生成無位錯(cuò)的新晶粒 ， 消除全部加工硬化 ， 所以不發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶的軟化過程 。 因此就整個(gè)奧氏體來說 ，任一時(shí)刻在金屬內(nèi)部總存在著變形量由零到 εc 的一系列晶粒 ， 也就是說動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生就奧氏體的整體來說并不能完全消除全部的加工硬化 。 也就是 ε一定時(shí) ， 在某一 Z值以上得不到動(dòng)態(tài)再結(jié)晶組織 ，這個(gè) Z值就為 Z的上臨界值 Zc， 應(yīng)該指出 ， Zc值是隨加工程度 ε而變的 ， ε愈大 Zc愈大 ， 即在較大的 Z值下也能產(chǎn)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶 。 試驗(yàn)條件下 ≈10s1 ??五種鋼的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶圖 前 4種鋼的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的難易程度大體 相 當(dāng) ， 僅12MnTiNb 鋼的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶發(fā)生比較困難 ， 要在較低的Z參數(shù)下才能發(fā)生 。 ??????一、動(dòng)態(tài)再結(jié)晶發(fā)生的條件 材料的初始晶粒尺寸 D0也影響動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的產(chǎn)生 。 其平均晶粒尺寸 D只由加工條件 Z來決定 ， Z和 D之間的關(guān)系符合 Z=ADm關(guān)系 ， Z愈大 （ 即變形溫度低 、 變形速率大 ） 則 D愈小 （ 圖中m≈） 。 ε變大 Zc變大 ， D0變小 Zc變大 。 只有當(dāng)形變量達(dá)到一定程度后 (即應(yīng)力達(dá)到穩(wěn)定值的變形量 )， 才能使動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒達(dá)到在該 Z參量條件下的極限值 。 靜態(tài)再結(jié)晶的控制 熱加工的靜態(tài)再結(jié)晶是在變形后發(fā)生的 ，是利用熱加工的余熱進(jìn)行的 ， 它與冷加工后再結(jié)晶的區(qū)別在于 不需要重新加熱 。 一、靜態(tài)再結(jié)晶的形核機(jī)構(gòu) 晶界凸出形核機(jī)制： 一般發(fā)生在形變較小的金屬中 亞晶界凸出形核，凸向亞晶粒小的方向 一、靜態(tài)再結(jié)晶的形核機(jī)構(gòu) 亞晶界形核機(jī)制： 一般發(fā)生在變形較大的金屬中 適于高層錯(cuò)能金屬，相鄰亞晶粒上的某些位錯(cuò)，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(kuò)散和位置的調(diào)整，終于使兩個(gè)或更多個(gè)亞晶粒的取向變?yōu)橐恢?，合并成一個(gè)大晶粒 一、靜態(tài)再結(jié)晶的形核機(jī)構(gòu) 亞晶界形核機(jī)制： 一般發(fā)生在變形較大的金屬中 適于低層錯(cuò)能金屬，通過亞晶合并和亞晶長大（通過亞晶界的移動(dòng)），使亞晶界與基體間的取向差增大，直至形成大角度晶界，便成為再結(jié)晶的核心 一、靜態(tài)再結(jié)晶的形核機(jī)構(gòu) ? 靜態(tài)再結(jié)晶的形核部位 優(yōu)先在三個(gè)晶界的交點(diǎn)處產(chǎn)生 ， 其次在晶界處發(fā)生 ，通常不發(fā)生在晶內(nèi)。 它是以結(jié)構(gòu)缺陷所伴生的能量方式存在 。 ? 在相同條件下變形的金屬，儲(chǔ)存能將隨金屬熔點(diǎn)的降低而減小 (只有 銀 例外 )。在一定的變形溫度和變形速度下，為了使靜態(tài)再結(jié)晶發(fā)生，給以某一個(gè)臨界值以上的變形量是必要的，這個(gè)臨界值就稱為 靜態(tài)再結(jié)晶的臨界變形量 εs。 Nb鋼與 SiMn鋼相比 ， Nb鋼的再結(jié)晶臨界變形量明顯增大 。 三、靜態(tài)再結(jié)晶速度 ? 再結(jié)晶速度用再結(jié)晶百分?jǐn)?shù)與時(shí)間的關(guān)系曲線表示。而 Nb鋼 在 950℃ 以下發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶就相當(dāng)困難了 。 ? 圖 215顯示含鈦 16Mn鋼在 1000℃ 軋制和850℃ 軋制時(shí) ， 停留時(shí)間增長 ， 奧氏體再結(jié)晶百分?jǐn)?shù)增加 ?？朔肿邮悄柕牟灰?guī)范名稱 各種因素對靜態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸的影響