材料的變形與再結(jié)晶(文件)
【正文】 越多，間距越小，強(qiáng)化作用越明顯。 2022/9/7 42 經(jīng)一定量的塑性變形后 ,晶體中的位錯(cuò)線通過(guò)運(yùn)動(dòng)與交互作用 ,形成位錯(cuò)纏結(jié)，進(jìn)一步增加變形量時(shí) ,大量位錯(cuò)發(fā)生聚集 ,并由纏結(jié)的位錯(cuò)組態(tài)變成胞狀亞結(jié)構(gòu)， 隨著變形量的增加 ,變形胞的數(shù)量增多 ,尺寸減小 。 如 拖拉機(jī)的履帶，鐵路的道叉等都是利用加工硬化來(lái)提高硬度及耐磨性的。 2022/9/7 44 由于變形而使晶粒具有擇優(yōu)取向的組織 ， 稱(chēng)為 形變織構(gòu) ?？棙?gòu)有 有利的一面，也有有害的一面 。 （ 2） 微觀 殘余應(yīng)力 （ 第二類(lèi)內(nèi)應(yīng)力 ） ：是晶?；騺喚ЯＶg的變形不均產(chǎn)生的 。 2022/9/7 48 冷變形金屬在加熱時(shí)的組織和性能變化 分為三個(gè)階段 : 回復(fù) ：指新的無(wú)畸變晶粒出現(xiàn)之前所產(chǎn)生的亞結(jié)構(gòu)和性能變化的階段。在此階段， 組織 ：首先在畸變度大的區(qū)域產(chǎn)生新的無(wú)畸變晶粒的核心，然后逐漸消耗周?chē)淖冃位w而長(zhǎng)大，直到變形組織完全改組為 新的、無(wú)畸變的細(xì)等軸晶粒 為止。 點(diǎn)缺陷密度下降 ： 主要與位錯(cuò)的滑移有關(guān) 。 多邊化的產(chǎn)生條件 ：①塑性變形使晶體點(diǎn)陣發(fā)生彎曲；②在滑移面上有塞積的同號(hào)刃型位錯(cuò)；③需要加熱到較高的溫度，使位錯(cuò)能產(chǎn)生攀移運(yùn)動(dòng)。 亞晶合并 機(jī)制：在變形程度較大且具有高層錯(cuò)能的金屬中，多以這種機(jī)制形核。 界面遷移的推動(dòng)力 是無(wú)畸變的新晶粒與周?chē)兊哪阁w之間的應(yīng)變能差。當(dāng) 變形量達(dá)到一定程度， T再 趨于一定值， 見(jiàn)圖 713。當(dāng)?shù)诙嗔Ｗ?尺寸和間距都較大時(shí) ，變形中阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，提高變形儲(chǔ)能，提高再結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力， 易發(fā)生再結(jié)晶，使 T再 降低 ；當(dāng)?shù)诙嗔Ｗ?尺寸和間距都很小時(shí) ，阻礙位錯(cuò)重排構(gòu)成亞晶界，阻礙晶界遷移， 阻礙了再結(jié)晶，使 T再 提高 。即凡影響 N、 G的因素，均影響再結(jié)晶后的晶粒大小 。③當(dāng)變形量大于臨界變形量之后，再結(jié)晶后晶粒細(xì)化，且變形量越大，晶粒越細(xì)化。 （ 4） 合金元素和不熔雜質(zhì) ：越多，會(huì)阻礙再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)大，則再結(jié)晶晶粒越細(xì)小。是靠晶界遷移，相互吞食而進(jìn)行的，它使界面能減小，是一個(gè)自發(fā)過(guò)程。 2022/9/7 67 金屬的熱加工 冷熱加工的劃分 小于再結(jié)晶溫度的加工稱(chēng)為 冷加工 ；大于再結(jié)晶溫度的加工稱(chēng)為 熱加工 。 2022/9/7 69 熱加工中回復(fù)與再結(jié)晶分為兩類(lèi)：一類(lèi)在 變形終止或中斷后 ，保溫或冷卻過(guò)程中進(jìn)行，稱(chēng)為 靜態(tài)回復(fù)和靜態(tài)再結(jié)晶 （前面討論的屬于此類(lèi)）。如高層錯(cuò)能金屬： Al、 αFe、 Zr、 Mo、 W等。 2022/9/7 72 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶也是形核和核長(zhǎng)大過(guò)程。 2）動(dòng)態(tài)再結(jié)晶機(jī)制 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶也是通過(guò)形核和核長(zhǎng)大過(guò)程來(lái)完成的。 2022/9/7 75 2. 熱加工材料的組織特征 (1) 形成“流線”，出現(xiàn)各向異性 夾雜物一般沿晶界分布，熱加工時(shí)，晶粒變形，夾雜物也變形，晶粒發(fā)生再結(jié)晶形成等軸晶粒，而夾雜仍沿變形方向呈纖維狀分布，這種夾雜的分布叫 “ 流線 ” 。嚴(yán)重時(shí)報(bào)廢，輕微時(shí)用擴(kuò)散退火或正火消除。 ? 多晶體塑性變形 ：晶界作用； 晶粒越細(xì)，不僅強(qiáng)度高，且塑韌性好 ？多晶體塑性變形特點(diǎn)？ ? 合金塑性變形 ：?jiǎn)蜗喙倘荏w合金：溶質(zhì)原子 →強(qiáng)度 ↑→固溶強(qiáng)化 ；多相合金：第二相 →彌散強(qiáng)化 。 2022/9/7 81 思考題 ？舉例說(shuō)明其應(yīng)用。 ？判斷下列晶面及晶向是否構(gòu)成滑移系？并說(shuō)明原因。 。 FCC中 (111)[110]、 (111) 。 。 2022/9/7 80 ? 冷變形金屬在加熱時(shí)組織和性能的變化 ； 再結(jié)晶溫度 ： T再 ≈ （ K） 再結(jié)晶退火溫度 ： T再 ＋ (100－ 200)℃ 影響再結(jié)晶后晶粒大小的因素： 5點(diǎn)。 2022/9/7 78 2022/9/7 79 小 結(jié) 1. 概念 軟位向，硬位向，滑移，滑移系，臨界分切應(yīng)力，孿生，固溶強(qiáng)化，彌散強(qiáng)化，加工硬化，變形織構(gòu)， 再結(jié)晶，冷加工，熱加工。 2022/9/7 76 2022/9/7 77 (2) 形成“帶狀組織” 熱加工不當(dāng)，亞共析鋼中的 F與 P會(huì)呈層狀分布，在層與層之間還有一些被拉長(zhǎng)的夾雜物，這種層狀分布的組織稱(chēng)為“ 帶狀組織 ”。 2022/9/7 74 熱加工對(duì)組織及性能的影響 ① 熱加工可使氣孔 、 疏松焊合 ， 提高致密度 ； ② 熱加工可 消除或減輕 鑄錠組織、成分 不均勻性 ； ③ 熱加工可使粗大組織破碎并均勻分布， 細(xì)化晶粒 。 如低層錯(cuò)能金屬： Cu、 Ni、 γ Fe、不銹鋼等。 2）動(dòng)態(tài)回復(fù)機(jī)制 變形量 ↑→位錯(cuò)增殖 →變形溫度 ↑→位錯(cuò)攀移交滑移脫釘?shù)窒?→位錯(cuò)密度 ↓→位錯(cuò)增殖速率和消亡速率達(dá)到平衡。 動(dòng)態(tài)回復(fù)與動(dòng)態(tài)再結(jié)晶 2022/9/7 70 動(dòng)態(tài)回復(fù)引起的 軟化過(guò)程 是通過(guò) 刃位錯(cuò)的攀移 、 螺位錯(cuò)的交滑移 、 異號(hào)位錯(cuò)對(duì)消 ，使位錯(cuò)密度降低的結(jié)果。 2022/9/7 68 熱加工過(guò)程中 ，在金屬內(nèi)部 同時(shí)進(jìn)行著 加工硬化與回復(fù)再結(jié)晶軟化 兩個(gè)相反的過(guò)程。 見(jiàn)下圖 ， 是出現(xiàn)少數(shù)較大的晶粒優(yōu)先快速成長(zhǎng)，逐步吞食掉其周?chē)拇罅啃【Я＃詈笮纬煞浅４执蟮慕M織，使力學(xué)性能大大降低，稱(chēng)為 二次再結(jié)晶 。 2022/9/7 65 晶粒長(zhǎng)大 再結(jié)晶后，再繼續(xù)保溫或升溫，會(huì)使晶粒進(jìn)一步長(zhǎng)大。 變形量 晶粒尺寸 原始晶粒尺寸 臨界變形量 2022/9/7 64 （ 2） 退火溫度 ：提高退火溫度，使再結(jié)晶速度加快，晶粒長(zhǎng)大 。②當(dāng)變形量達(dá)到一定值時(shí)，再結(jié)晶后的晶粒特別粗大，把這個(gè)變形量稱(chēng)為“ 臨界變形量 ” ，一般金屬的臨界變形量為 2～ 10％。 保溫時(shí)間越長(zhǎng)， T再 越低 。 (3)微量
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1