材料的變形與再結晶(參考版)
2024-08-22 14:59本頁面
【正文】 。 FCC中 (111)[110]、 (111) 。 ？判斷下列晶面及晶向是否構成滑移系？并說明原因。 。 2022/9/7 81 思考題 ？舉例說明其應用。 2022/9/7 80 ? 冷變形金屬在加熱時組織和性能的變化 ； 再結晶溫度 ： T再 ≈ （ K） 再結晶退火溫度 ： T再 ＋ (100－ 200)℃ 影響再結晶后晶粒大小的因素： 5點。 ? 多晶體塑性變形 ：晶界作用； 晶粒越細，不僅強度高，且塑韌性好 ？多晶體塑性變形特點？ ? 合金塑性變形 ：單相固溶體合金：溶質原子 →強度 ↑→固溶強化 ；多相合金：第二相 →彌散強化 。 2022/9/7 78 2022/9/7 79 小 結 1. 概念 軟位向，硬位向，滑移，滑移系，臨界分切應力，孿生，固溶強化，彌散強化，加工硬化，變形織構， 再結晶，冷加工，熱加工。嚴重時報廢，輕微時用擴散退火或正火消除。 2022/9/7 76 2022/9/7 77 (2) 形成“帶狀組織” 熱加工不當，亞共析鋼中的 F與 P會呈層狀分布，在層與層之間還有一些被拉長的夾雜物，這種層狀分布的組織稱為“ 帶狀組織 ”。 2022/9/7 75 2. 熱加工材料的組織特征 (1) 形成“流線”，出現(xiàn)各向異性 夾雜物一般沿晶界分布，熱加工時，晶粒變形，夾雜物也變形，晶粒發(fā)生再結晶形成等軸晶粒，而夾雜仍沿變形方向呈纖維狀分布，這種夾雜的分布叫 “ 流線 ” 。 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 。 2）動態(tài)再結晶機制 動態(tài)再結晶也是通過形核和核長大過程來完成的。 如低層錯能金屬： Cu、 Ni、 γ Fe、不銹鋼等。 2022/9/7 72 動態(tài)再結晶也是形核和核長大過程。 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。如高層錯能金屬： Al、 αFe、 Zr、 Mo、 W等。 動態(tài)回復與動態(tài)再結晶 2022/9/7 70 動態(tài)回復引起的 軟化過程 是通過 刃位錯的攀移 、 螺位錯的交滑移 、 異號位錯對消 ，使位錯密度降低的結果。 2022/9/7 69 熱加工中回復與再結晶分為兩類：一類在 變形終止或中斷后 ，保溫或冷卻過程中進行，稱為 靜態(tài)回復和靜態(tài)再結晶 （前面討論的屬于此類）。 2022/9/7 68 熱加工過程中 ，在金屬內部 同時進行著 加工硬化與回復再結晶軟化 兩個相反的過程。 2022/9/7 67 金屬的熱加工 冷熱加工的劃分 小于再結晶溫度的加工稱為 冷加工 ；大于再結晶溫度的加工稱為 熱加工 。 見下圖 ， 是出現(xiàn)少數(shù)較大的晶粒優(yōu)先快速成長，逐步吞食掉其周圍的大量小晶粒，最后形成非常粗大的組織，使力學性能大大降低，稱為 二次再結晶 。是靠晶界遷移，相互吞食而進行的，它使界面能減小，是一個自發(fā)過程。 2022/9/7 65 晶粒長大 再結晶后，再繼續(xù)保溫或升溫，會使晶粒進一步長大。 （ 4） 合金元素和不熔雜質 ：越多，會阻礙再結晶晶粒長大，則再結晶晶粒越細小。 變形量 晶粒尺寸 原始晶粒尺寸 臨界變形量 2022/9/7 64 （ 2） 退火溫度 ：提高退火溫度，使再結晶速度加快，晶粒長大 。③當變形量大于臨界變形量之后，再結晶后晶粒細化，且變形量越大，晶粒越細化。②當變形量達到一定值時，再結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％。即凡影響 N、 G的因素，均影響再結晶后的晶粒大小 。 保溫時間越長， T再 越低 。當?shù)诙嗔Ｗ?尺寸和間距都較大時 ，變形中阻礙位錯運動，提高變形儲能，提高再結晶驅動力， 易發(fā)生再結晶，使 T再 降低 ；當?shù)诙嗔Ｗ?尺寸和間距都很小時 ，阻礙位錯重排構成亞晶界，阻礙晶界遷移， 阻礙了再結晶，使 T再 提高 。 (3)微量溶質原子 ：微量溶質原子 可顯著提高 T再 ，原因是溶質原子與位錯和晶界間存在著交互作用，使溶質原子在位錯及晶界處偏聚，對位錯的滑移與攀移和晶界的遷移起阻礙作用，不利于再結晶的形核和長大，阻礙再結晶過程，因而使 T再 提高。當 變形量達到一定程度， T再 趨于一定值， 見圖 713。 對純金屬： T再 ≈ （ K） K＝ ℃ ＋ 273 一般 再結晶退火溫度 比 T再 要高出 100～200℃ ，目的：消除加工硬化現(xiàn)象。 界面遷移的推動力 是無畸變的新晶粒與周圍畸變的母體之間的應變能差。 總之，三種形核機制 都是 大角度晶界的突然遷移。 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。 再結晶是一種 形核 和 長大 過程 ， 即通過在變形組織的基體上產(chǎn)生新的無畸變再結晶晶核，并通過逐漸長大形成等軸晶粒，從而取代全部變形組織的過程，見下圖。 多邊化的產(chǎn)生條件 ：①塑性變形使晶體點陣發(fā)生彎曲；②在滑移面上有塞積的同號刃型位錯；③需要加熱到較高的溫度，使位錯能產(chǎn)生攀移運動。 攀移 ：①使滑移面上不規(guī)則的位錯重新分布，垂直排列成墻，降低了位錯的彈性畸變能；②形成沿垂直滑移面方向排列并具有一定取向差的位錯墻，產(chǎn)生亞晶，即多邊化結構。 點缺陷密度下降 ： 主要與位錯的滑移有關 。在此階段， 在晶界表面能的驅動下，新晶粒相互吞食而長大 ，最后得到較穩(wěn)定尺寸的晶
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