材料的變形與再結(jié)晶-文庫(kù)吧在線文庫(kù)
【正文】 化，也改變了基體金屬的變形抗力，使強(qiáng)度、硬度提高，塑韌性降低。 不可變形粒子的強(qiáng)化作用見(jiàn)圖 。 加工硬化是強(qiáng)化材料的一種主要手段。 形成織構(gòu) 引起各向異性 。 2022/9/7 47 回復(fù)和再結(jié)晶 金屬和合金經(jīng)塑性變形后，由于空位、位錯(cuò)等結(jié)構(gòu)缺陷密度的增加，以及畸變能的升高將使其處于熱力學(xué)不穩(wěn)定的高自由能狀態(tài)，具有自發(fā)恢復(fù)到變形前低自由能狀態(tài)的趨勢(shì)，但在室溫下，因溫度低，原子活動(dòng)能力小，恢復(fù)很慢，一旦受熱，溫度較高時(shí)，原子擴(kuò)散能力提高，組織、性能會(huì)發(fā)生一系列變化。 R 2022/9/7 51 回復(fù)機(jī)制 ： 主要與點(diǎn)缺陷的遷移有關(guān)。 2022/9/7 54 2022/9/7 55 再結(jié)晶 形核機(jī)制 有三種： 晶界弓出 形核機(jī)制：對(duì)變形度較小的金屬，多以這種方式形核。 如： Fe： T熔 ＝ 1538℃ T再 ＝ (1538＋ 273)－ 273＝ ℃ 2022/9/7 59 T再 變形度％ 影響再結(jié)晶溫度的因素有： (1)變形程度 ：隨冷 變形程度增加 ，儲(chǔ)能增多，再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力增大， 再結(jié)晶容易發(fā)生 ， 再結(jié)晶溫度低 。 2022/9/7 62 3. 再結(jié)晶后的晶粒大小 再結(jié)晶后的晶粒大小 d取決于形核率 N和長(zhǎng)大速率 G，它們之間有下列關(guān)系： d=C(G/N)1/4 C為系數(shù) 可見(jiàn)： N↑， G↓， d↓。 （ 3） 原始晶粒 ：越小，越均勻，則變形后晶粒破碎程度越均勻，再結(jié)晶后的晶粒越細(xì)。其驅(qū)動(dòng)力來(lái)自界面能的降低。動(dòng)態(tài)回復(fù)過(guò)程中， 變形晶粒不發(fā)生再結(jié)晶 ，仍保持沿變形方向伸長(zhǎng)，呈纖維狀。 1）應(yīng)力 應(yīng)變曲線：見(jiàn) 圖 ，加工硬化 →再結(jié)晶軟化 →硬化 =軟化 →動(dòng)態(tài)平衡 。 帶狀組織 具有嚴(yán)重的各向異性，使性能變壞。 判斷冷熱加工 ；熱加工對(duì)金屬組織和性能的影響；動(dòng)態(tài)回復(fù)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。 2022/9/7 82 化？ ，指出純鐵在 400℃ 加工時(shí)，屬于何種加工？并估計(jì)其再結(jié)晶退火溫度。 ，并說(shuō)明其產(chǎn)生條件。 2. 彈性變形 ：特點(diǎn) 3. 塑性變形 ? 單晶體塑性變形 ： 變形方式，產(chǎn)生條件；滑移系判定；滑移與孿生區(qū)別。 所以， 熱加工可提高力學(xué)性能 。 3） 動(dòng)態(tài)回復(fù)時(shí)的組織結(jié)構(gòu) 晶粒沿變形方向伸長(zhǎng)呈纖維狀，但內(nèi)部為等軸亞晶無(wú)應(yīng)變結(jié)構(gòu)。 （ 2）在室溫下對(duì)鉛板進(jìn)行彎折，越彎越硬，而稍隔一段時(shí)間再行彎折，鉛板又向最初一樣柔軟，這是什么原因？（鉛的熔點(diǎn)為 ℃ ） 經(jīng)計(jì)算： T鉛再 ＝－ 33℃ 所以，室溫下彎折屬于熱加工，消除了加工硬化。 1. 晶粒的正常長(zhǎng)大 ：表現(xiàn)為 大多數(shù)晶粒幾乎同時(shí)逐漸均勻長(zhǎng)大 。因?yàn)榻饘僭谂R界變形量下，只部分晶粒破碎，大部分晶粒未破碎，此時(shí)，晶粒不均勻程度很大，最易大晶粒吞并小晶粒，故晶粒很容易粗化。 2022/9/7 61 (4)第二相粒子 ： 既可提高 T再 ，也可降低 T再 。 不同的是 獲得大角度晶界的途徑不同 2022/9/7 57 長(zhǎng)大 晶核形成之后，借界面的移動(dòng)而向周圍畸變區(qū)域長(zhǎng)大，直到全部形成無(wú)畸變的等軸晶粒為止，再結(jié)晶即告完成。 2022/9/7 52 從回復(fù)機(jī)制可以理解： 回復(fù)過(guò)程中 電阻率的明顯下降 主要是由于過(guò)量空位的減少和位錯(cuò)應(yīng)變能的降低； 內(nèi)應(yīng)力的降低 主要是由于晶體內(nèi)彈性應(yīng)變的基本消除； 硬度及強(qiáng)度下降不多 是由于位錯(cuò)密度下降不多，亞晶還較細(xì)小。 R 2022/9/7 49 冷變形金屬在加熱時(shí)的組織和性能變化 再結(jié)晶 ： 指出現(xiàn)無(wú)畸變的等軸新晶粒逐步取代變形晶粒的過(guò)程。 （ 1） 宏觀 殘余應(yīng)力（第一類內(nèi)應(yīng)力）：是工件不同部分的宏觀變形不均引起的。 其它性能也有變化 ，如電阻率增高，電阻溫度系數(shù)下降，磁導(dǎo)率下降，腐蝕速度加快等。 2022/9/7 41 塑性變形對(duì)材料組織與性能的影響 隨著變形量的增加 ,原來(lái)的等軸 晶粒 將逐漸 沿其變形方向伸長(zhǎng)，出現(xiàn)各向異性 ， 見(jiàn)圖 。 2022/9/7 38 (3)第二相在晶粒內(nèi)呈彌散點(diǎn)狀分布 ,使硬度和強(qiáng)度大大提高 ,對(duì)塑韌性影響不大 。 2022/9/7 35 總之 ， 多晶體塑性變形 總是一批一批晶粒逐步地發(fā)生 ， 從少量晶粒開(kāi)始逐步擴(kuò)大到大量的晶粒 ， 從不均勻變形逐步發(fā)展到比較均勻的變形 。扭折后，晶體取向與原取向不再相同，有可能使該區(qū)域內(nèi)的滑移系處于有利取向，而發(fā)生滑移。所以， 滑移可在不同的滑移系上交替進(jìn)行，其結(jié)果造成晶體的均勻變形。 能引起滑移的最小分切應(yīng)力 稱為 臨界分切應(yīng)力 ， 用 τk表示。 (110) (111) BCC {110} 6 111 2 滑移系數(shù)＝ 6 2＝ 12 FCC {111} 4 110 3 滑移系數(shù)＝ 4 3＝ 12 2022/9/7 15 判斷下列晶面及晶向是否構(gòu)成滑移系？并說(shuō)明原因。 2022/9/7 7 理想晶體 加載 卸載 ε σ t ε 隨時(shí)間不變 加力 去力 2022/9/7 8 這種 在彈性極限范圍內(nèi)，應(yīng)變滯后于外加應(yīng)力，并和時(shí)間有關(guān)的現(xiàn)象稱為 彈性后效 。 變形可分為三個(gè)階段：彈性變形、塑性變形和斷裂。 2022/9/7 4 彈性變形 1. 彈性變形特征 (1) 變形是可逆的； (2) 應(yīng)力與應(yīng)變保持單值線性函數(shù)關(guān)系 ， 服從Hooke定律： σ＝ Eε， τ＝ Gγ。
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