【正文】 溶質(zhì)原子 ：微量溶質(zhì)原子 可顯著提高 T再 ，原因是溶質(zhì)原子與位錯(cuò)和晶界間存在著交互作用，使溶質(zhì)原子在位錯(cuò)及晶界處偏聚，對位錯(cuò)的滑移與攀移和晶界的遷移起阻礙作用，不利于再結(jié)晶的形核和長大，阻礙再結(jié)晶過程，因而使 T再 提高。 對純金屬： T再 ≈ （ K） K＝ ℃ ＋ 273 一般 再結(jié)晶退火溫度 比 T再 要高出 100～200℃ ，目的：消除加工硬化現(xiàn)象。 總之，三種形核機(jī)制 都是 大角度晶界的突然遷移。 再結(jié)晶是一種 形核 和 長大 過程 ， 即通過在變形組織的基體上產(chǎn)生新的無畸變再結(jié)晶晶核，并通過逐漸長大形成等軸晶粒，從而取代全部變形組織的過程，見下圖。 攀移 ：①使滑移面上不規(guī)則的位錯(cuò)重新分布，垂直排列成墻，降低了位錯(cuò)的彈性畸變能；②形成沿垂直滑移面方向排列并具有一定取向差的位錯(cuò)墻，產(chǎn)生亞晶，即多邊化結(jié)構(gòu)。在此階段， 在晶界表面能的驅(qū)動下，新晶粒相互吞食而長大 ，最后得到較穩(wěn)定尺寸的晶粒。 性能 ：強(qiáng)度與塑性變化很小，內(nèi)應(yīng)力、電阻明顯下降。 內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生，使材料變脆，耐蝕性降低。 2022/9/7 46 5. 殘余應(yīng)力 殘余應(yīng)力是一種 內(nèi)應(yīng)力 ， 在工件中處于自相平衡狀態(tài) ， 其產(chǎn)生是由于工件內(nèi)部各區(qū)域變形不均勻及相互間的牽制作用所致 。 ? 軋板時(shí)形成的織構(gòu)稱為 板織構(gòu) ， 其主要特征為各晶粒的某一晶面和晶向分別趨于平行軋制面和軋制方向。 如 鋼板冷軋、鋼絲冷拔等過程中，需要安排中間退火工藝，消除加工硬化。 產(chǎn)生原因 ： 變形量不大時(shí)，晶界附近產(chǎn)生位錯(cuò)堆積；隨變形量增加，位錯(cuò)之間產(chǎn)生交互作用，出現(xiàn)纏結(jié)現(xiàn)象，使晶粒破碎成為亞晶粒；變形越大，晶粒越碎，亞晶界增多，位錯(cuò)密度增大，變形抗力增大，表現(xiàn)出：強(qiáng)度、硬度升高，塑性、韌性降低，即產(chǎn)生了加工硬化。 圖 位錯(cuò)切過粒子的示意圖 強(qiáng)化作用如下： 1）位錯(cuò)切過粒子時(shí)，出現(xiàn)新的表面，界面能升高； 2） 位錯(cuò)切過粒子時(shí)，產(chǎn)生反相疇界，引起能量升高； 3）位錯(cuò)切過粒子時(shí)，引起原子錯(cuò)排，需要額外作功； 4）位錯(cuò)切過粒子時(shí)，產(chǎn)生彈性應(yīng)力場，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動； 5）位錯(cuò)切過粒子時(shí) ，產(chǎn)生割階，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動。 2022/9/7 39 第二相粒子分為 ： 不可變形粒子和可變形粒子 。 (2)第二相在晶粒內(nèi)部呈片層狀分布，使其強(qiáng)度、硬度比基體金屬要高得多，使塑韌性下降。 固溶強(qiáng)化 ：溶質(zhì)原子的存在及其固溶度的增加，使基體金屬的變形抗力提高。 2022/9/7 33 多晶體是由單晶體組成的 ， 在同樣的外力作用下 ， 不同晶?；葡瞪系那袘?yīng)力不一樣 ， 處于 軟位向 的首先開始滑移 ， 如： A晶粒 ， 它周圍的晶粒 B、C處于硬位向 ， 未發(fā)生塑性變形 ， 只能以彈性變形來協(xié)調(diào)已變形晶粒 A， 因而限制了 A晶粒的繼續(xù)發(fā)展； 2022/9/7 34 當(dāng)外力進(jìn)一步增加時(shí) ， 位錯(cuò)在 A晶粒晶界附近堆積 ， 這樣就產(chǎn)生了應(yīng)力集中 ， 達(dá)到一定程度時(shí) ， 變形就會越過晶界 ， 傳到它附近的晶粒 B、 C中 ， A晶粒也可能發(fā)生轉(zhuǎn)動 ， 轉(zhuǎn)到硬位向 ， 不再繼續(xù)變形 ，另一批 B、 C晶粒開始發(fā)生變形 。見圖 多晶體的塑性變形 2022/9/7 31 ? 由此可知 ： σS∝ d1/2 即 d↓， σS↑， 細(xì)晶強(qiáng)化 。 扭折是一種 協(xié)調(diào)性變形 ，它能引起 應(yīng)力松弛 ，使晶體 不致斷裂 。 2022/9/7 24 滑移的位錯(cuò)機(jī)制 晶體滑移并 不是 晶體的一部分相對于另一部分沿著滑移面作 剛性整體位移 ，而是借助 位錯(cuò)在滑移面上的運(yùn)動 來逐步進(jìn)行的。 2022/9/7 21 由于晶體的轉(zhuǎn)動，使原來有利于滑移的晶面滑移到一定程度后，變成不利于滑移的晶面；而原來不利于滑移的晶面，則可能轉(zhuǎn)到有利于滑移的方向上，參與滑移。 由圖可見： 當(dāng)外力與滑移面平行（ υ＝ 90176。 2022/9/7 17 滑移的臨界分切應(yīng)力 不是有切應(yīng)力作用就能產(chǎn)生滑移，只有在滑移面上沿滑移方向的分切應(yīng)力達(dá)到一定值時(shí)，才能發(fā)生滑移。 FCC BCC 2022/9/7 16 實(shí)驗(yàn)表明： 滑移系越多，滑移越容易，塑性越好。 2022/9/7 14 滑移系 一個(gè) 滑移面 和此面上的一個(gè) 滑移方向 合起來稱為一個(gè) 滑移系 ， 可用 {hkl}uvw來表示 ， 見圖 。 實(shí)際應(yīng)用的金屬材料有的要求高內(nèi)耗，有的要求低內(nèi)耗， 如 制作鐘、樂器的材料，要求低內(nèi)耗，消振能力低，聲音好聽；制作機(jī)座、汽輪機(jī)葉片的材料，要求高內(nèi)耗，以消除振動。 可見： B、 C為同向加載， σe↑ ； C、D為反向加載，σe↓ 。多數(shù)金屬材料的彈性變形量小，而橡膠類高分子材料的彈性變形量大。如：普碳鋼和灰鑄鐵。 不同材料變形時(shí)其應(yīng)力 應(yīng)變曲線和試樣形貌不同。 (3) 彈性變形量隨材料的不同而異。 退火軋制黃銅在不同載荷下彈性極限的變化。 彈性滯后表明： 加載時(shí)消耗于材料的變形功大于卸載時(shí)材料恢復(fù)所釋放的變形功 ， 多余的部分被材料內(nèi)部所消耗 ， 稱為內(nèi)耗 ， 大小＝彈性滯后環(huán)面積 。 晶體的塑性變形 2022/9/7 12 切應(yīng)力作用下晶體滑移示意圖（微觀） τ τ 2022/9/7 13 滑移線 （ 小臺階 ） 滑移量 滑移塊