回复与再结晶退火.ppt

中南大学材料科学与工程学院 Summary: Upon annealing after cold deformation, ②加热时间t 通常测定再结晶温度时需要给定t（1~2h） ③ 加热速度 过快→再结晶来不及，再结晶温度有提高的趋势 过慢→发生回复，储能降低，再结晶温度有提高的趋势。 ④原始晶粒尺寸d0 原始晶粒小，则变形储能高，T再 下降 ⑤合金成分 Ι——低浓度时，少量浓度元素或杂质总使T再 急剧上升 原因：少量元素或杂质与位错、层错结成气团（contrell、铃木等）阻碍位错迁移，因而阻碍形核，浓度进一步提高，位错等处逐渐处于饱和，T再上升平缓。 II——较高浓度，浓度升高，T再 下降 原因： (a)浓度使层错能下降，扩散位错加宽，回复过程储能释放少，使再结晶驱动力增加；(b)熔点下降，原子间结合能降低，有利于自扩散及界面迁移。 III ——过渡到两相区，则T再 上升，这是第二相的作用 通常，分布好（细、多而散），T再 上升；而分布不好（粗、少而集中），T再 下降。 在比较不同合金T再 时，必须要考虑以上条件是否相同，但真正起主导影响的还是合金本质（成分） 。 Recrystallization of Austenite containing 0.024%Nb, 0.21%C and 0.0058%N. Steps are related to precipitates. (b) Modeling; Experiment. Recrystallization kinetics of A containing 0.10%C at 1000oC. 3)再结晶晶粒大小及其影响因素 （1）起始晶粒度与实际晶粒度 初始再结晶、晶粒长大（称聚集再结晶） 、二次再结晶。 理想情况：刚刚再结晶终了时的尺寸，均匀等轴状晶粒。 实际情况 ： 无法准确掌握再结晶刚好完成的时刻； 再结晶开始的时间不尽相同，再结晶晶粒相互接触也不同步，再结晶与晶粒长大是有交叉的，有时二次再结晶会同时发生。 起始晶粒度难以把握，难以控制。通常指的再结晶粒度实际上为退火后已经一定长大的实际晶粒度。 晶粒度以及其均匀性直接影响材料的工艺性能、使用性能以及制品表面质量。再结晶退火时，需控制再结晶晶粒（实际晶粒大小）。 （2）影响再结晶晶粒大小的因素 总的来讲，晶粒尺寸与N/Gn （形核率/晶核生长速率）、 Gg（晶粒长大速率）有关。因此,凡影响N/Gn及Gg的因素均 影响晶粒大小。然而， N/Gn只决定了起始晶粒度，起始晶 粒度=K(N/Gn)1/4 ，若N大而Gn小，则起始晶粒小。实际上， 更多场合起决定作用的还是晶粒长大（Gg） 。 ①预变形量（变形程度） 如图所示规律 ，存在临界变形程度（εc~1-15%，与退火温 度、变形温度、纯度或合金成分等有关） Pure Al monocrystal strained to (a) 0.3 and (b) 1.5. (Hot compressed). 仅多边化 变形不均匀，局部驱动再结晶 a b c d e f εc ab——变形小，储能低，不足以驱动再结晶，仅回复（多边化）；bc——变形不均匀，仅局部区域（个别晶粒变形较大）驱动再结晶， N小， N/Gn小，故晶粒极粗大； cd——N增大， N/Gn增大，故晶粒细化； de——晶粒稳定 ef——变形强烈不均匀，再结晶开始时间各异，晶粒大小不均。 T1T2 T1 T2 A question about grain size after annealing!!!!! Optical micrograph showing recrystallization around a hardness Indentation on large-grained Fe-43Al given a 1 hr anneal at 700C ③退火温度与退火时间 在给定时间t退火后，T退 升，τ孕变短， 即晶粒长大时间（t－ τ孕）增长，故实际晶粒度增大；大多数情况，T退上升 粗化，虽N上升，但Gn上升，尤其是Gg上升 ； 退火时间t延长，再结晶晶粒粗化。但温度一定，随t上升，再结晶晶粒大小达到一定值后稳定。 ②变形温度（温度高，需变形量大，以获细晶） 变形温度高，临界变形程度增大，由于变形过程中发生动态回复，储能下降，因此，欲获细晶，变形温度高，则需大变形。 T1 T2 (a) (b) (c) (d) (e) Continuous recrystallization in small