材料的變形與再結(jié)晶-閱讀頁
2024-08-30 14:59本頁面
【正文】 復(fù)機(jī)制 ： 主要與點(diǎn)缺陷的遷移有關(guān)。 異號相消排列規(guī)整 ： 刃型位錯產(chǎn)生攀移。 2022/9/7 52 從回復(fù)機(jī)制可以理解： 回復(fù)過程中 電阻率的明顯下降 主要是由于過量空位的減少和位錯應(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 是由于位錯密度下降不多，亞晶還較細(xì)小。 2022/9/7 53 再結(jié)晶 1. 再結(jié)晶過程 冷變形后的金屬加熱到一定溫度后，在原變形組織中重新產(chǎn)生了無畸變的新晶粒，而性能也發(fā)生了明顯的變化并恢復(fù)到變形前的狀況，這個過程稱為 再結(jié)晶 。 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：對變形度較小的金屬，多以這種方式形核。 2022/9/7 56 亞晶蠶食 機(jī)制：在變形度很大的低層錯能金屬中，多以這種機(jī)制形核。 不同的是 獲得大角度晶界的途徑不同 2022/9/7 57 長大 晶核形成之后，借界面的移動而向周圍畸變區(qū)域長大，直到全部形成無畸變的等軸晶粒為止，再結(jié)晶即告完成。 2022/9/7 58 2. 再結(jié)晶溫度及其影響因素 再結(jié)晶溫度 : 冷變形金屬開始進(jìn)行再結(jié)晶的 最低溫度稱為 再結(jié)晶溫度 。 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 ，儲能增多，再結(jié)晶的驅(qū)動力增大， 再結(jié)晶容易發(fā)生 ， 再結(jié)晶溫度低 。 2022/9/7 60 (2)原始晶粒尺寸 ：原始晶粒越 細(xì)小 ，晶界越多，有利于形核；另外，晶粒越細(xì)小，變形抗力越大，變形儲能高，再結(jié)晶驅(qū)動力越大，容 易發(fā)生再結(jié)晶 ， 使 T再 降低 。 2022/9/7 61 (4)第二相粒子 ： 既可提高 T再 ，也可降低 T再 。 (5)再結(jié)晶退火工藝參數(shù) ： 加熱速度過慢或極快，均使 T再 升高 （過慢有足夠的時間回復(fù)，點(diǎn)陣畸變度降低，儲能減小，使再結(jié)晶驅(qū)動力減小， T再 升高；極快因各溫度下停留時間過短而來不及形核與長大，使 T再 升高）。 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： N↑， G↓， d↓。 影響再結(jié)晶 后晶粒大小的因素 : 2022/9/7 63 （ 1）變形度 ： ①當(dāng)變形程度很小時，晶粒大小沒有變化，因?yàn)樽冃瘟窟^小，造成的儲存能不足以驅(qū)動再結(jié)晶。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，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。因?yàn)樽冃瘟吭酱螅?qū)動形核和長大的儲存能不斷增加大，且形核率增大較快，使 G/N變小，因此細(xì)化。 （ 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)。 （ 5） 加熱速度 ：越快，再結(jié)晶溫度越高，推遲再結(jié)晶形核和長大過程，所以再結(jié)晶晶粒細(xì)小。 1. 晶粒的正常長大 ：表現(xiàn)為 大多數(shù)晶粒幾乎同時逐漸均勻長大 。 2022/9/7 66 2. 晶粒的異常長大 ：表現(xiàn)為 少數(shù)晶粒突發(fā)性的不均勻長大。其驅(qū)動力來自界面能的降低。 例如： （ 1）鎢（ W）在 1100℃ 加工，錫（ Sn）在室溫下加工變形，各為何種加工？（鎢的熔點(diǎn)為 3410℃ ，錫的熔點(diǎn)為 232℃ ） 經(jīng)計算： T鎢再 ＝ 1200℃ ， T錫再 ＝－ 71℃ 所以，鎢為冷加工，錫為熱加工。 （ 2）在室溫下對鉛板進(jìn)行彎折，越彎越硬，而稍隔一段時間再行彎折，鉛板又向最初一樣柔軟，這是什么原因？（鉛的熔點(diǎn)為 ℃ ） 經(jīng)計算： T鉛再 ＝－ 33℃ 所以，室溫下彎折屬于熱加工，消除了加工硬化。另一類是 與變形同時發(fā)生 的回復(fù)與再結(jié)晶過程，稱為 動態(tài)回復(fù)與動態(tài)再結(jié)晶 。動態(tài)回復(fù)過程中， 變形晶粒不發(fā)生再結(jié)晶 ，仍保持沿變形方向伸長，呈纖維狀。 1）應(yīng)力 應(yīng)變曲線：見 圖 ，應(yīng)力隨應(yīng)變增大 →加工硬化 → 穩(wěn)定態(tài) 。 3） 動態(tài)回復(fù)時的組織結(jié)構(gòu) 晶粒沿變形方向伸長呈纖維狀，但內(nèi)部為等軸亞晶無應(yīng)變結(jié)構(gòu)。 動態(tài)再結(jié)晶后得到等軸晶粒組織 ，晶粒內(nèi)部由于繼續(xù)承受變形， 有較高的位錯密度和位錯纏結(jié)存在 ，這種組織比靜態(tài)再結(jié)晶組織 有較高的強(qiáng)度和硬度 。 1）應(yīng)力 應(yīng)變曲線：見 圖 ，加工硬化 →再結(jié)晶軟化 →硬化 =軟化 →動態(tài)平衡 。 3）動態(tài)再結(jié)晶的組織結(jié)構(gòu) 穩(wěn)態(tài)期間，等軸晶粒，晶界呈鋸齒狀，晶內(nèi)包含亞晶。 所以， 熱加工可提高力學(xué)性能 。 出現(xiàn)流線使性能出現(xiàn)明顯的各向異性 ，因此熱加工時應(yīng)力求使工件具有合理的流線分布。 帶狀組織 具有嚴(yán)重的各向異性，使性能變壞。 防止方法： ①不在兩相區(qū)變形； ②減少夾雜元素含量。 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。 ? 塑性變形對金屬的組織和性能的影響 ： 5點(diǎn)。 判斷冷熱加工 ；熱加工對金屬組織和性能的影響；動態(tài)回復(fù)和動態(tài)再結(jié)晶。 ，不僅強(qiáng)度高，而且塑韌性也好 ? 。 ，并說明其產(chǎn)生條件。 BCC中 (110)[111]、 (110) 。 2022/9/7 82 化？ ，指出純鐵在 400℃ 加工時，屬于何種加工？并估計其再結(jié)晶退火溫
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