控轧控冷-2精要.ppt

2.1 热变形过程中钢的奥氏体再结晶行为 2.2 热变形间隙时间内钢的奥氏体再结晶行为 2.3 动态再结晶的控制 2.4 静态再结晶的控制 2.1 热变形过程中钢的奥氏体再结晶行为 2.2 热变形间隙时间内钢的奥氏体再结晶行为 2.3 动态再结晶的控制 一、动态再结晶发生的条件 二、动态再结晶的组织特点 2.4 静态再结晶的控制 2.4 静态再结晶的控制 再结晶晶核由亚晶成长机构和已有晶界的局部变形诱发迁移凸出形核产生。 有报告认为在Si-Mn钢和HSLA（高强度低合金钢）钢中前一种机构起主要作用，后一种机构起次要作用。 静态再结晶的形核部位优先在三个晶界的交点处产生，其次在晶界处发生，通常不发生在晶内。只有在低温大变形量下，在晶内形成非常强的变形带后，才能在晶内的变形带上形核。 同时由于变形的不均匀性（它既可以是由于动回复和静回复不能完全消除加工硬化引起的，也可以是由于动态再结晶不完全所引起的），静态再结晶晶核的形成也是不均匀的，因此容易产生初期的大直径晶粒。 再结晶的驱动力是储存能。它是以结构缺陷所伴生的能量方式存在。 影响储存能的因素可以分为两大类： 一类是工艺条件，其中主要是变形量、变形温度、变形速度； 另一类是材料的内在因素，主要是材料的化学成分和冶金状态等。 储存能随变形量的增加而增加，但其增加速率逐渐减慢，有趋于饱和的趋势。 增加变形温度和降低变形速度对储存能的影响方向是一致的，都是由于加工硬化程度降低而使储存能减少。 在相同条件下变形的金属，储存能将随金属熔点的降低而减小(只有银例外)。 使金属强化的第二相和固溶体中溶质含量的增加都使储存能增加。 在其它条件相同的情况下，细晶粒比粗晶粒的储存能高。 热变形后的静态再结晶不是无条件发生的。在一定的变形温度和变形速度下，为了使静态再结晶发生，给以某一个临界值以上的变形量是必要的，这个临界值就称为静态再结晶的临界变形量εs。 变形温度、原始奥氏体晶粒度、微合金元素对临界变形量的影响 变形后的停留时间对临界变形量的影响 Si-Mn钢的临界变形量小，原始晶粒度和变形温度的影响也小。而Nb钢中轧制温度的影响大，随着轧制温度降低，临界变形量急剧增大，以至在950℃以下静态再结晶实际上不可能发生。 变形后停留时间长，再结晶所需要的临界变形量就小。 热加工后奥氏体回复、再结晶的速度主要取决于奥氏体内部存在的储存能的大小、热加工后停留温度的高低、奥氏体成分和第二相质点大小等。 金属在变形后的停留时间里，首先发生回复过程，储存能逐步被释放出来，约占总储存能的0.3-0.7（前者为纯金属的数据，后者为某些合金的数据），直到发生再结晶，储存能全部被释放。 再结晶速度用再结晶百分数与时间的关系曲线表示。其特征是经过一段潜伏期后形成一条S形曲线，可见再结晶百分数是随时间的延长而增加的，一般再结晶百分数与时间关系为 x=1-exp(-Ktn) (2-4) 式中K为常数，n为与形变再结晶温度有关的一个常数，t为恒温保持时间，x为再结晶体积百分数。 当奥氏体成分一定时，增加变形量、提高变形速度、提高变形后的停留温度都将提高回复和再结晶的速度，而奥氏体中的微量元素将强烈地阻止再结晶的发生。 静态再结晶从开始到全部结束是一个过程。在此过程中再结晶的数量将随着变形量、变形温度和变形后的停留时间而变化。 图2-15显示含钛16Mn钢在1000℃轧制和850℃轧制时，停留时间增长，奥氏体再结晶百分数增加。 如果轧后停留时间相同，再结晶的数量与变形量、变形温度的关系如图，奥氏体再结晶的百分数正比于变形量与变形温度。 各种因素对静态再结晶晶粒尺寸的影响 各种因素对奥氏体平均晶粒尺寸的影响 再结晶区域图 再结晶晶粒尺寸d与再结晶的形核速率N、再结晶晶粒的成长速度G之间存在下列近似关系： d=常数(G/N)1/4 再结晶晶粒的成长速度：G=dR/dt (R：再结晶晶粒半径)，上式可以写成 G=BEs/λ 式中B为晶界的迁移率；Es为克分子的储存能。 所有影响储存能的因素都影响晶粒的成长速度。 随变形量的增加Es增加，所以G也增加，而且G与变形量的变化规律与Es的变化规律是一致的。 原始晶粒的大小对G的影响也是通过晶粒大小对Es的影响起作用的，因此在应变数值相等的条件下，原始晶粒愈细小E