材料科学基础-第六章_金属和合金回复和再结晶.ppt

第六章　金属及合金的回复与再结晶 Chapter 6 Recovery and Recrystallization of Metals and Alloys;冷变形金属在不同加热温度时 组织和性能的变化;一、显微组织的变化; ; ;第二节　回复（Recovery） 　回复是冷变形金属在较低温度加热时，在光学显微组织发生改变前所产生的某些亚结构和性能变化的过程。;　将后式代入前式并积分，以x0表示开始时性能增量的残留分数，则得：;第六章 金属及合金的回复与再结晶－§6.2 回复;第六章 金属及合金的回复与再结晶－§6.2 回复;第六章 金属及合金的回复与再结晶－§6.2 回复;第六章 金属及合金的回复与再结晶－§6.2 回复;四、回复的应用 去应力退火（Stress-relief Annealing）： 　将已经加工硬化的金属在较低的温度下加热，使其内应力基本消除，耐应力腐蚀性提高，同时又保持加工硬化的工艺方法。 举例： 　①深冲成形的黄铜弹壳，经260?C的去应力???火，充分消除残余内应力，避免发生应力腐蚀开裂。 　如果不进行去应力退火，弹壳在放置一段时间后，由于内应力的作用，加上外界气氛对晶界的腐蚀，导致发生晶间开裂（称为“季裂”）。 ②冷卷弹簧制品，在成型后进行一次250～300?C的低温加热，充分消除残余内应力，稳定尺寸，同时保持其强度和硬度基本不变。 　如果不进行去应力退火，弹簧尺寸会发生变化。;第三节　再结晶（Recrystallization） 　再结晶是冷变形金属在加热到一定温度后，在已变形组织中重新产生无畸变的新晶粒，性能发生明显的变化，并恢复到完全软化状态的过程。;　;第六章 金属及合金的回复与再结晶－§6.3 再结晶;第六章 金属及合金的回复与再结晶－§6.3 再结晶; 举例：;第六章 金属及合金的回复与再结晶－§6.3 再结晶;第六章 金属及合金的回复与再结晶－§6.3 再结晶;第六章 金属及合金的回复与再结晶－§6.3 再结晶;第六章 金属及合金的回复与再结晶－§6.3 再结晶;第六章 金属及合金的回复与再结晶－§6.3 再结晶;第六章 金属及合金的回复与再结晶－§6.3 再结晶;五、再结晶的应用 再结晶退火（Recrystallization Annealing）： 　将已经加工硬化的金属加热到再结晶温度以上，使其发生再结晶，以消除加工硬化的工艺方法。 　 再结晶退火温度：T再＋100～200℃。 再结晶退火的主要作用： 　恢复变形能力；消除各向异性；改善显微组织；提高组织稳定性。 举例： 冷拔钢丝时，每拉拔一次，中间均进行再结晶退火，消除加工硬化，以便于下一次拉拔。;第四节　晶粒长大（Grain Growth） 　冷变形金属在再结晶结束后，继续升高温度或延长保温时间，晶粒就会不断长大，这一过程称为晶粒长大。 一、晶粒的正常长大 　随温度的升高或保温时间的延长，晶粒均匀连续地长大。 1.晶粒长大的驱动力 　晶粒长大前后总的界面能差。　　　;3.晶粒的稳定形状 晶界移动的基本规律： 　①弯曲的晶界向其曲率中心的方向移动； 　②三个（或三个以上）晶粒交会处的界面角的变化是趋向于使作用在各晶界的表面张力在交会点达到互相平衡的状态。　　　;第六章 金属及合金的回复与再结晶－§6.4 晶粒长大;4.影响晶粒长大的因素 ①温度 　温度越高，晶粒长大速度越快，晶粒越粗大。 ②杂质及合金元素 　杂质及合金元素阻碍晶界移动，使晶粒长大速度减小，晶粒细化。 ③第二相质点 　弥散的第二相质点强烈阻碍晶界移动，使晶粒长大速度减小，晶粒细化。 ④相邻晶粒的位向差 　位向差越大，晶粒长大速度越快，晶粒越粗大。 ⑤晶界与金属表面相交处的热蚀沟 　热蚀沟对晶界产生约束，阻碍晶界移动，晶粒细化。;二、晶粒的反常长大（二次再结晶） 　在较高退火温度下，冷变形金属的再结晶晶粒不均匀不连续地迅速长大。　　　;第五节　金属的热加工 一、热加工与冷加工 工业生产中，热加工通常指将金属材料加热至高温进行锻造、轧制等压力加工过程。 　 金属学角度的冷、热加工： 　　 热加工（Hot Working）：指在再结晶温度以上的加工过程。 　 冷加工（Cold Working）：指在再结晶温度以下的加工过程。 　 举例： Fe的再结晶温度T再≈450?C，在400?C对其加工，则为冷加工。 Pb的再结晶温度T再≈-33?C，在25?C(常温)对其加工，则为热加工。;二、动态回复和动态再结晶 动态回复（Dynamic Recovery）： 　金属在进行热加工时几乎与塑性变形同时发生的回复过程。 动态再结晶（Dynamic Recrystallization）： 　金属在进行热加工时几乎与塑性变