回復(fù)和再結(jié)晶ppt課件(參考版)
2025-05-06 18:24本頁面
【正文】 在再結(jié)晶完成后繼續(xù)加熱時晶粒將發(fā)生長大現(xiàn)象。 當(dāng)加熱溫度較高、時間較長時就發(fā)生再結(jié)晶現(xiàn)象。 當(dāng)加熱溫度較低、時間較短時會發(fā)生回復(fù)。 材料經(jīng)塑性變形后，外力所做的功其部分以儲存能存在于材料內(nèi)部，從而使體系的自由能升高，是體系處于不穩(wěn)定狀態(tài)。 對于多晶體而言，要求每個晶粒至少具有 5個獨立的滑移系，才能滿足各晶粒在變形過程中的相互制約和協(xié)調(diào)?；坪蛯\生都是切應(yīng)變，而且只有當(dāng)外加切應(yīng)力分兩大與晶體的臨界分切應(yīng)力時才能開始。通過塑性變形，不但可以使材料獲得預(yù)期的外形尺寸而且可以使材料內(nèi)部組織和性能發(fā)生變化。彈性不完整性現(xiàn)象包括：包申格效應(yīng)、彈性后效、彈性滯后和循環(huán)韌性等。典型高分子材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線如下： n 很多高分子材料在塑性變形時，會出現(xiàn)均勻形變的不穩(wěn)定性，典型的是細(xì)頸的形成。 陶瓷材料的脆性還與其制備工藝有關(guān)，燒結(jié)陶瓷難免存在孔隙，可以導(dǎo)致裂紋以及應(yīng)力集中，關(guān)于陶瓷還要注意：n （ 1）非晶陶瓷和陶瓷不同，會產(chǎn)生彈性變形n （ 2）變形溫度對陶瓷的力學(xué)行為產(chǎn)生明顯影響n （ 3）改善陶瓷脆性：降低晶粒尺寸、增韌 高聚物的塑性變形 高分子受力時也有彈性和塑性變形性為，其總應(yīng)變 ε t為： ε t =ε e + ε p 高分子具有粘彈性， ε p塑性變形是靠粘性流動而不是靠滑移產(chǎn)生的，塑性變形的難易程度與材料的粘度有關(guān)，粘度高變形不易。 由于陶瓷材料具有離子鍵或共價鍵的鍵合結(jié)構(gòu)，因此陶瓷材料表現(xiàn)出高的熔點，也表現(xiàn)出高的彈性模量。高變形能力的應(yīng)用q 真空成型或氣壓成型q 可以在密封模具內(nèi)擠壓或鍛造，可以得到相當(dāng)高的加工精度，并能大幅度降低加工壓力、減少加工工序q 尤其適于極薄板和極薄管的制造，也非常適用于加工具有極微小凹凸表面的制品。n 關(guān)于超塑性的本質(zhì)，多數(shù)觀點認(rèn)為系由晶界轉(zhuǎn)動與晶粒轉(zhuǎn)動所致。 在高溫下，材料的流變應(yīng)力不僅是應(yīng)變和溫度 T的函數(shù)，而且對應(yīng)變速率也很敏感。 ：n ① 材料具有等軸細(xì)小的組織，晶粒直徑小于 10μ m，而且在超塑性變形過程中晶粒不顯著長大；n ② 超塑性變形溫度范圍在 (－)Tm范圍內(nèi)進行。此外，高溫變形時滑移系增多，更利于產(chǎn)生多滑移和交滑移；（ 2）擴散蠕變：當(dāng)溫度很高和應(yīng)力很低時，蠕變是靠空位的移動造成的；（ 3）晶界滑動蠕變：在高溫蠕變條件下，晶界上的原子易于擴散，受力后易于產(chǎn)生滑動，故促進蠕變進行。 在恒定溫度下，一個受單向恒定載荷 (拉或壓 )作用的試樣，其變形 ε 與時間 t的關(guān)系可用如圖所示的典型的蠕變曲線表示，斜率表示蠕變速率，曲線可分下列幾個階段：n 第 I階段：減速蠕變階段 (圖中 ab段 )，在加載的瞬間產(chǎn)生了的彈性變形 e0，以后隨加載時間的延續(xù)變形連續(xù)進行，但變形速率不斷降低；n 第 II階段：恒定蠕變階段，如圖中曲線 bc段，此階段蠕變變形速率隨加載時間的延續(xù)而保持恒定，且為最小蠕變速率；n 第 III階段：曲線上從 c點到 d點斷裂為止，也稱加速蠕變階段，隨蠕變過程的進行，蠕變速率顯著增加，直至最終產(chǎn)生蠕變斷裂。引起蠕變的這一應(yīng)力稱蠕變應(yīng)力。蠕變則是其中研究最早、內(nèi)容較豐富而成果較顯著的一個領(lǐng)域，成為其他幾個研究領(lǐng)域的基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，金屬材料的使用溫度逐步提高，這種矛盾越來越突出。 早期，人們對金屬材料強度的認(rèn)識不足，設(shè)計金屬構(gòu)件時僅以短時強度作為設(shè)計依據(jù)。因此要想在熱加工后獲得細(xì)小的晶粒必須控制變形量、變形的終止溫度和隨后的冷卻速度，同時添加微量的合金元素抑制熱加工后的靜態(tài)再結(jié)晶也是很好的方法。有時，在層、帶間還伴隨著夾雜或偏析元素的流線，使材料表現(xiàn)出較強的各向異性，橫向的塑、韌性顯著降低，切削性能也變壞；n ③ 晶粒大小的控制。通常，沿流線方向比垂直流線方向具有較高的機械性能。 熱加工對組織和性能的影響n ① 改善鑄態(tài)組織，減少缺陷．熱變形可焊合鑄態(tài)組織中的氣孔和疏松等缺陷，增加組織致密性，井通過反復(fù)的形變和再結(jié)晶破碎粗大的鑄態(tài)組織，減小偏析，改善材料的機械性能；n ② 形成流線和帶狀組織使材料性能各向異性。動態(tài)再結(jié)晶的晶粒為等軸晶粒組織，晶粒較為細(xì)小，其尺寸取決于應(yīng)變速率和變形溫度。n 其長大是通過新形成的大角度晶界及隨后移動的方式進行。但當(dāng) ε 以低速率進行時，曲線出現(xiàn)波動，其原因主要是位錯密度變化慢引起。n 第二階段 — 動態(tài)再結(jié)晶開始階段：應(yīng)變達(dá)到臨界值 εc ，動態(tài)再結(jié)晶開始，其軟化作用隨應(yīng)變增加而上升的幅度逐漸降低，當(dāng) σ σmax 時，動態(tài)再結(jié)晶的軟化作用超過加工硬化，應(yīng)力隨應(yīng)變增加而下降（ εc ε εs ）。n 動態(tài)回復(fù)組織已成功地應(yīng)用于提高建筑合金擠壓型材的強度方面。 亞晶平均直徑 d與 T、 ε 的關(guān)系如下： 1/d = a + blog[εexp （ Q/RT） ] a、 b為常數(shù)n 動態(tài)回復(fù)所獲得的亞穩(wěn)組織可通過熱變形后的迅速冷卻而保留下來，其強度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于再結(jié)晶組織的強度。 （ 2）組織變化：動態(tài)回復(fù)過程隨變形的進行金屬中的晶粒延伸成纖維狀，而通過多邊化或位錯胞規(guī)整化形成大量的亞晶組織始終保持等軸狀。 第 Ⅱ 階段位錯密
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