塑性加工過程的組織性能變化(編輯修改稿)
2025-02-07 14:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 構(gòu) 。 這些帶狀結(jié)構(gòu)是一系列平行的條紋，也稱為 流線 。 纖維組織一般只能在變形時(shí)通過 不斷地改變變形的方向 來避免，很難用退火的方法去消除。當(dāng)夾雜物（或晶間夾雜層）數(shù)量不多時(shí)，可用長(zhǎng)時(shí)高溫退火的方法，依靠成分的均勻化，和組織不均勻處的消失以去除。在個(gè)別情況下，當(dāng)這些晶間夾雜物能溶解或凝聚時(shí)，纖維組織也可以被消除。 一般將熱變形過程中，在應(yīng)力狀態(tài)作用下所發(fā)生的回復(fù)與再結(jié)晶過程稱為 動(dòng)態(tài)的 ，以區(qū)別冷變形后退火過程中、熱變形的各道次之間以及熱變形后在空氣中冷卻時(shí)所發(fā)生的、屬于 靜態(tài)的 回復(fù)與再結(jié)晶過程。 （ a）圖為 高層錯(cuò)能 金屬在熱軋 加工率比較小時(shí) （ 50%），只發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)；（ b）圖表示 低層錯(cuò)能金屬 ，由于熱軋變形程度小（ 50%），熱軋時(shí)，只發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)，隨后發(fā)生靜態(tài)回復(fù)和靜態(tài)再結(jié)晶；（ c）圖表示 高層錯(cuò)能金屬 在擠壓 變形程度大 （ 99%）時(shí)，在擠壓中發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)，出?？缀?，發(fā)生靜態(tài)回復(fù)和靜態(tài)再結(jié)晶；（ d）圖表示 低層錯(cuò)能金屬 ，在擠壓變形程度大（ 99%）時(shí)，在擠壓中發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)與動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。出?？缀?，發(fā)生靜態(tài)回復(fù)、靜態(tài)再結(jié)晶和亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。靜態(tài)再結(jié)晶（ 1）動(dòng)態(tài)回復(fù)金屬在熱變形時(shí)，若只發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)的軟化過程，其應(yīng)力 應(yīng)變曲線，如圖 617a所示。曲線明顯地分為 三個(gè)階段 。第一階段為 微變形階段 。此時(shí)，試樣中的應(yīng)變速率從零增加到試驗(yàn)所要求的應(yīng)變速率，其應(yīng)力 應(yīng)變曲線呈直線，當(dāng)達(dá)到屈服應(yīng)力以后，變形進(jìn)入了 第二階段 ，加工硬化率逐漸降低。最后進(jìn)入第三階段，為 穩(wěn)定變形階段 。此時(shí)， 加工硬化 被動(dòng)態(tài)回復(fù)所引起的軟化 過程所抵消。即由變形所引起的位錯(cuò)增加的速率與動(dòng)態(tài)回復(fù)所引起的位錯(cuò)消失的速率幾乎相等。達(dá)到了 動(dòng)態(tài)平衡 。 圖 617 動(dòng)態(tài)流變曲線 實(shí)驗(yàn)研究表明：1）發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)有一個(gè) 臨界變形程度 ，只有達(dá)到此值才能形成亞晶。2）當(dāng)變形達(dá)到平穩(wěn)態(tài)后，亞晶也保持一個(gè)平衡形狀。在低的變形溫度（ 0. 3 ~0. 6Tm）下，即使變形量很小， 亞晶形狀 是長(zhǎng)條的；而在高的變形溫度（ ~ Tm）下，即使變形量很大，亞晶也能構(gòu)成等軸的形狀。3）亞晶間的取向一般分散在 10~70的寬廣范圍內(nèi)，而且和變形量、變形溫度關(guān)系不大。4）熱變形達(dá)到平穩(wěn)態(tài)后，亞晶的平均尺寸有一個(gè)平衡值，它又隨變形溫度的增加或變形速度的增加而下降。給定一個(gè)平穩(wěn)態(tài)屈服應(yīng)力，對(duì)應(yīng)有一個(gè)平均的亞晶尺寸。 （ 2）動(dòng)態(tài)再結(jié)晶 a)流變特征l 在變形 開始階段 ，存在明顯的 加工硬化 ，而應(yīng)力隨應(yīng)變的增加而急劇增大到某一峰值。l 流變應(yīng)力很快越過峰值并隨應(yīng)變的增加而下降，結(jié)果在整體上呈現(xiàn) 應(yīng)變軟化 。l 進(jìn)一步增大應(yīng)變，流變應(yīng)力基本不隨應(yīng)變的增大而發(fā)生變化或下降很少，即進(jìn)入所謂的 穩(wěn)態(tài)流動(dòng)階段 。l 變形溫度 和 應(yīng)變速度 均對(duì)熱加工硬化有很大影響。在其它條件相同時(shí)，降低變形溫度或增大應(yīng)變速度均可使加工硬化加劇，同時(shí)峰值應(yīng)力以及峰值應(yīng)力所對(duì)應(yīng)的應(yīng)變?cè)龃蟆? 圖 619發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的應(yīng)力應(yīng)變曲線 （ 2）動(dòng)態(tài)再結(jié)晶 b)組織特征 大部分動(dòng)態(tài)再結(jié)晶組織由 大小不均 的 等軸晶粒 組成，晶內(nèi) 位錯(cuò)密度 較靜態(tài)的 高 。再結(jié)晶晶粒大小不僅與溫度有關(guān)，而且還與應(yīng)變速率有關(guān)。 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的其它特點(diǎn)：1）動(dòng)態(tài)再結(jié)晶要在很大的變形量下才能發(fā)生，即其 “ 臨界變形程度 ” 很大；2）和靜態(tài)再結(jié)晶相似，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶易于在 晶界及亞晶界處形核 ；3）由于動(dòng)態(tài)再結(jié)晶 “ 臨界變形度 ” 比靜態(tài)再結(jié)晶的大許多，所以若在變形過程中發(fā)生了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，那么 變形一停止馬上即能發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶而無需孕育期 。開始時(shí)靜態(tài)再結(jié)晶以很高速度進(jìn)行，以后隨時(shí)間的延長(zhǎng)而減慢；4）發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶或變形過程中的靜態(tài)再結(jié)晶 所需時(shí)間與溫度密切相關(guān) ，一般而言，溫度愈高所需時(shí)間愈短。 6. 1. 3 塑性變形對(duì)固態(tài)相變的影響1．應(yīng)力與變形的作用 2．溫度和變形速度的作用 在 應(yīng)力的作用 下，可使 相變溫度降低 或使平衡狀態(tài)下為 固溶體 的合金，發(fā)生新相的 析出 。 在高的應(yīng)力作用下 原子擴(kuò)散過程的加劇 ，可使相變溫度有所降低。但是，在高的靜水壓力下、應(yīng)力又妨礙產(chǎn)生相變，壓力的增加也可使 金屬熔點(diǎn) 有明顯改變，一般是提高熔點(diǎn)的上限溫度。塑性變形塑性變形 晶格畸變晶格畸變 激化能提高激化能提高 擴(kuò)散加劇擴(kuò)散加劇硬度，10MPa回火延續(xù)時(shí)間，秒（ a） （ b）2. 溫度和變形速度的作用（ 1）在 變形過程中 物體 被冷卻 到相變溫度，并且相變是在變形的同一時(shí)間內(nèi)完成的。 （ 2）在 變形過程中 變形物體 被加熱 到相變溫度，并且相變是在變形過程中實(shí)現(xiàn)的。 在一些情況下，高變形速度可引起相的轉(zhuǎn)變，而在另一些情況則相反，高變形速度阻礙相變的產(chǎn)生。 167。6. 2 金屬塑性變形的溫度 ——
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