材料的變形與再結(jié)晶(存儲版)
【正文】 形核和長大，阻礙再結(jié)晶過程，因而使 T再 提高。②當變形量達到一定值時，再結(jié)晶后的晶粒特別粗大，把這個變形量稱為“ 臨界變形量 ” ，一般金屬的臨界變形量為 2～ 10％。 2022/9/7 65 晶粒長大 再結(jié)晶后，再繼續(xù)保溫或升溫，會使晶粒進一步長大。 2022/9/7 68 熱加工過程中 ，在金屬內(nèi)部 同時進行著 加工硬化與回復再結(jié)晶軟化 兩個相反的過程。 2）動態(tài)回復機制 變形量 ↑→位錯增殖 →變形溫度 ↑→位錯攀移交滑移脫釘?shù)窒?→位錯密度 ↓→位錯增殖速率和消亡速率達到平衡。 2022/9/7 74 熱加工對組織及性能的影響 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， 細化晶粒 。 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，固溶強化，彌散強化，加工硬化，變形織構(gòu)， 再結(jié)晶，冷加工，熱加工。 。 。 2022/9/7 81 思考題 ？舉例說明其應(yīng)用。嚴重時報廢，輕微時用擴散退火或正火消除。 2）動態(tài)再結(jié)晶機制 動態(tài)再結(jié)晶也是通過形核和核長大過程來完成的。如高層錯能金屬： Al、 αFe、 Zr、 Mo、 W等。 2022/9/7 67 金屬的熱加工 冷熱加工的劃分 小于再結(jié)晶溫度的加工稱為 冷加工 ；大于再結(jié)晶溫度的加工稱為 熱加工 。 （ 4） 合金元素和不熔雜質(zhì) ：越多，會阻礙再結(jié)晶晶粒長大，則再結(jié)晶晶粒越細小。即凡影響 N、 G的因素，均影響再結(jié)晶后的晶粒大小 。當 變形量達到一定程度， T再 趨于一定值， 見圖 713。 亞晶合并 機制：在變形程度較大且具有高層錯能的金屬中，多以這種機制形核。 點缺陷密度下降 ： 主要與位錯的滑移有關(guān) 。 2022/9/7 48 冷變形金屬在加熱時的組織和性能變化 分為三個階段 : 回復 ：指新的無畸變晶粒出現(xiàn)之前所產(chǎn)生的亞結(jié)構(gòu)和性能變化的階段。織構(gòu)有 有利的一面，也有有害的一面 。 如 拖拉機的履帶，鐵路的道叉等都是利用加工硬化來提高硬度及耐磨性的。 圖 位錯繞過第二相粒子示意圖 粒子越多，間距越小，強化作用越明顯。 2022/9/7 37 多相合金與單相固溶體合金的不同之處是除基體相外，還 有第二相存在 ，第二相的數(shù)量、尺寸、形狀和分布不同，使多相合金的塑性變形更加復雜。 強度高，是因為晶粒細，單位面積上的晶粒數(shù)多，晶界的總面積大，每個晶粒周圍不同取向的晶粒數(shù)多，對塑性變形的抗力大；塑韌性好，是因為晶粒細，單位體積中的晶粒數(shù)越多，變形可在更多的晶粒中發(fā)生，且比較均勻，減少了應(yīng)力集中，使金屬發(fā)生很大的塑性變形也不斷裂。 2022/9/7 25 滑移的位錯機制 2022/9/7 26 τ αα τ τ τ 完整晶體 2. 孿生 在切應(yīng)力作用下 ,晶體的一部分以一定的晶面 (孿生面 )為對稱面和一定的晶向 (孿生方向)與另一部分發(fā)生 相對切變 的現(xiàn)象 . 孿生 2022/9/7 27 1) 點陣類型不變但晶體位向發(fā)生變化 ， 呈鏡面對稱； 2) 孿生是一種均勻切變 ， 每層原子面的位移量與該原子面到孿生面的距離成正比 ， 其相鄰原子面的相對位移量相等 ，且小于一個原子間距 ， 即孿生時切變量是原子間距的分數(shù)倍； 3) 孿生變形速度很快 ， 接近聲速 。 ）時，取向因子最小， σS為無限大，不可能產(chǎn)生滑移，此時的位向稱為 硬位向 ； 當外力與滑移面和滑移方向的夾角都接近 45176。如 Cu的塑性比 αFe好。 在常溫和低溫下，單晶體的塑性變形主要通過 滑移、孿生和扭折 等方式進行。 2. 彈性的不完整性 2022/9/7 6 (1) 包申格效應(yīng) 材料經(jīng)預(yù)先加載產(chǎn)生少量塑性變形，然后同向加載則 σ e升高，反向加載則 σ e降低的現(xiàn)象 ,稱為 包申格效應(yīng) 。材料科學基礎(chǔ) Fundamentals of Materials Science 主講教師：王亞男 2022/9/7 2 第 7章 材料的變形與再結(jié)晶 Chapter 7 Deformation and recrystallization of materials 彈性變形 晶體塑性變形 回復和再結(jié)晶 金屬的熱加工 小結(jié) 思考題 2022/9/7 3 材料的變形 材料受力后要發(fā)生變形，外力較小時產(chǎn)生 彈性變形 ，外力較大時產(chǎn)生 塑性變形 ，而當外力過大時就會發(fā)生 斷裂 。 2022/9/7 5 工程上應(yīng)用的材料為多晶體，內(nèi)部存 在各種類型的缺陷， 彈性變形時 ，可能出 現(xiàn) 加載線與卸載線不重合 、 應(yīng)變的發(fā)展跟 不上應(yīng)力的變化 等現(xiàn)象，稱為 彈性的不完 整性 ，包括 包 申格效應(yīng) 、 彈性后效 、 彈性 滯后 等。 2022/9/7 11 單晶體的塑性變形 1. 滑移 在 切應(yīng)力 作用下，晶體的一部分沿著一定晶 面（ 滑移面 ）和一定晶向（ 滑移方向 ）相對另一 部分發(fā)生 相對位移 的現(xiàn)象 。 BCC與 FCC的滑移系數(shù)相同，但滑移方向?qū)λ苄宰冃蔚淖饔帽然泼娲?，所?FCC的塑性比 BCC的塑性好。 ）或垂直（ λ＝ 90176。當移動到晶體外表面時，晶體沿其滑移面產(chǎn)生了位移量為一個 b的滑移 。 ? 實驗表明： 晶粒越細，不僅強度高，而且塑韌性也好 。 合金的塑性變形 合金是在純金屬的基礎(chǔ)上又加入其它元素 ,使相結(jié)構(gòu)發(fā)生了變
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