回復(fù)與再結(jié)晶退火(編輯修改稿)
2024-09-01 04:40 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 驅(qū)動(dòng)力下降 ， 阻礙再結(jié)晶； （ 2） 多邊化也是作為再結(jié)晶的開(kāi)始階段 ， 有利于再結(jié)晶 再結(jié)晶過(guò)程包括： （ a） 形成一些晶核 （ 由大角度晶界包圍 ， 且具有高度結(jié)構(gòu)完整性 ， 儲(chǔ)能低的區(qū)域 ） ； （ b） 晶核逐漸吞食周圍變形基體的方式長(zhǎng)大； （ c） 直到整個(gè)基體有新生晶粒 點(diǎn)滿為止 Deformed matrix New grains Mechanism: subgrain growth, grain boundary protrudes 2)再結(jié)晶溫度及其影響因素 （ 1）定義（測(cè)定 T再 時(shí)，建立一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn) ） T再 不是一個(gè)物理量（合金成分一定時(shí)， T再 還與工藝過(guò)程參數(shù)有關(guān)）。 ① 退火時(shí)間 60分鐘 ， 再結(jié)晶體積溫度達(dá) 95％ 的溫度； ② 退火時(shí)間 60分鐘 ， 再結(jié)晶晶粒開(kāi)始出現(xiàn)的溫度 （ 習(xí)慣 ） ； ③ 再結(jié)晶門(mén)檻溫度 ， 變形程度在 60－ 70％ 以上 ， 退火 1－ 2小時(shí) （ 工業(yè)生產(chǎn)常用 ） 的最低開(kāi)始再結(jié)晶溫度 （ 有時(shí)需 70－ 80％ ， 總之 ， 是要大變形 ，通常用 ③ 來(lái)表征金屬再結(jié)晶溫度 （ 實(shí)際上為 ② 的最小值 ）） 。 再結(jié)晶過(guò)程與原子的擴(kuò)散能力有關(guān) ， 而原子的擴(kuò)散能力與所在溫度和熔點(diǎn)之差有關(guān) 。 因此 ， 再結(jié)晶溫度與熔點(diǎn)之間有一定關(guān)系 （ 它沒(méi)有嚴(yán)格數(shù)學(xué)物理推導(dǎo) ） ， 蘇聯(lián)人博奇瓦爾總結(jié)了一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式： 對(duì)于工業(yè)純金屬 T再 ＝ （ ） Tm (熔點(diǎn) ， k) 特別純金屬 T再 ＝ （ ） Tm 單相固溶體合金 T再 ＝ Tm （ 2）再結(jié)晶溫度的意義 ① 合理制定 回復(fù)與再結(jié)晶退火工藝制度 的 主要依據(jù) ② 合理制定熱變形工藝的 主要依據(jù)（冷變形、溫變形與熱變形） ③耐熱性好壞的判斷依據(jù)之一 （ 3）影響因素 ① 冷變形程度 ε 通常測(cè)定 再結(jié)晶溫度 時(shí)需要給定 ε（ 60－ 70％以上） ② 加熱時(shí)間 t 通常測(cè)定 再結(jié)晶溫度 時(shí)需要給定 t（ 1~2h） ③ 加熱速度 過(guò)快 → 再結(jié)晶來(lái)不及，再結(jié)晶溫度有提高的趨勢(shì) 過(guò)慢 → 發(fā)生回復(fù) ， 儲(chǔ)能降低 ， 再結(jié)晶溫度有提高的趨勢(shì) 。 ④ 原始晶粒尺寸 d0 原始晶粒小，則變形儲(chǔ)能高 ， T再 下降 ⑤ 合金成分 Ι—— 低濃度時(shí) ， 少量濃度元素或雜質(zhì)總使 T再 急劇上升 原因：少量元素或雜質(zhì)與位錯(cuò) 、 層錯(cuò)結(jié)成氣團(tuán) （ contrell、 鈴木等 ）阻礙位錯(cuò)遷移 ， 因而阻礙形核 ， 濃度進(jìn)一步提高 ， 位錯(cuò)等處逐漸處于飽和 ， T再 上升平緩 。 II—— 較高濃度 ， 濃度升高 ， T再 下降 原因： (a)濃度使層錯(cuò)能下降 ， 擴(kuò)散位錯(cuò)加寬 ， 回復(fù)過(guò)程儲(chǔ)能釋放少 ， 使再結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力增加； (b)熔點(diǎn)下降 ， 原子間結(jié)合能降低 ， 有利于自擴(kuò)散及界面遷移 。 III —— 過(guò)渡到兩相區(qū) ， 則 T再 上升 ， 這是 第二相的作用 通常 ， 分布好 （ 細(xì) 、 多而散 ） ， T再 上升；而 分布不好 （ 粗 、 少而集中 ） ， T再 下降 。 在比較不同合金 T再 時(shí)，必須要考慮以上條件是否相同，但真正起主導(dǎo)影響的還是合金本質(zhì)（成分） 。 Recrystallization of Austenite containing %Nb, %C and %N. Steps are related to precipitates. (b) (a) Modeling。 (b) Experiment. Recrystallization kiics of A containing %C at 1000oC. 3)再結(jié)晶晶粒大小及其影響因素 （ 1）起始晶粒度與實(shí)際晶粒度 初始再結(jié)晶 、 晶粒長(zhǎng)大 （ 稱聚集再結(jié)晶 ） 、 二次再結(jié)晶 。 理想情況： 剛剛再結(jié)晶終了時(shí)的尺寸 ， 均勻等軸狀晶粒 。 實(shí)際情況 ： ?無(wú)法準(zhǔn)確掌握再結(jié)晶剛好完成的時(shí)刻； ?再結(jié)晶開(kāi)始的時(shí)間不盡相同 ， 再結(jié)晶晶粒相互接觸也不同步 ， 再結(jié)晶與晶粒長(zhǎng)大是有交叉的 ， 有時(shí)二次再結(jié)晶會(huì)同時(shí)發(fā)生 。 起始晶粒度難以把握 ， 難以控制 。 通常指的再結(jié)晶粒度實(shí)際上為退火后已經(jīng)一定長(zhǎng)大的實(shí)際晶粒度 。 晶粒度以及其均勻性直接影響材料的工藝性能 、 使用性能以及制品表面質(zhì)量 。 再結(jié)晶退火時(shí) ， 需控制再結(jié)晶晶粒 （ 實(shí)際晶粒大小 ） 。 （ 2）影響再結(jié)晶晶粒大小的因素 總的來(lái)講，晶粒尺寸與 N/Gn （形核率 /晶核生長(zhǎng)速率） 、 Gg（晶粒 長(zhǎng)大速率 ）有關(guān)。 因此 ,凡影響 N/Gn及 Gg的因素均 影響 晶粒 大小。然而， N/Gn只決定了起始晶粒度，起始 晶 粒度 =K(N/Gn)1/4 ，若 N大而 Gn小，則起始晶粒小。實(shí)際上， 更多場(chǎng)合起決定作用的還是晶粒長(zhǎng)大（ Gg） 。 ① 預(yù)變形量（變形程度） 如圖所示規(guī)律 ，存在臨界變形程度（ εc~115%，與退火溫 度、變形溫度、純度或合金成分等有關(guān)） Pure Al monocrystal strained to (a) and (b) . (Hot pressed). 僅多邊化 變形不均勻，局部驅(qū)動(dòng)再結(jié)晶 a b c d e f εc ab—— 變形小，儲(chǔ)能低，不足以驅(qū)動(dòng)再結(jié)晶，僅回復(fù)（多邊化）； bc—— 變形不均勻，僅局部區(qū)域（個(gè)別晶粒變形較大）驅(qū)動(dòng)再結(jié)晶， N小， N/Gn小，故晶粒極粗大； cd—— N增大， N/Gn增大，故晶粒細(xì)化； de—— 晶粒穩(wěn)定 ef—— 變形強(qiáng)烈不均勻，再結(jié)晶開(kāi)始時(shí)間各異，晶粒大小不均。 T1T2 T1 T2 A question about grain size after annealing!!!!! Optical micrograph showing recrystallization around a hardness Indentation on largegrained Fe43Al given a 1 hr anneal at 700C ③ 退火溫度與退火時(shí)間
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