第六章回复与再结晶.ppt

第六章 金属及合金的回复与再结晶 本章目的： 1 揭示形变金属在加热过程中组织和性能变化的规律； 2 揭示再结晶的实质 3 说明热加工与冷加工的本质区别以及热加工的特点。 本章重点： （1）回复与再结晶的概念和应用； （2）临界变形度的概念； （3）再结晶晶粒度的控制； （4）热加工与冷加工的区别； 1 金属加热中组织转变的原因 二 形变金属在退火过程中的变化 根据组织变化不同，分为三个阶段： §6-2 回复 一 回复的定义及特点 1 定义： 冷变形后的金属在加热温度不高时，其光学组织未发生明显改变，但点缺陷以及某些亚结构发生变化，使物理、化学性能大致恢复到变形前，这一过程称为~。 2 回复特点 ④ 性能变化 HB、σ略 ↓ ，δ、ψ略↑； 电学、磁学等物理性能以及化学性能恢复到冷加工前，电阻↓↓；耐腐蚀性提高。 原因：晶格畸变↓ ⑤ 内应力↓ ↓ 原因：点缺陷的极大降低 §6-3 再结晶及晶粒长大 1 再结晶定义：变形金属在一定温度下，通过新晶核的形成与长大，由畸变晶粒转变为相同晶格类型等轴晶粒的过程。 重结晶：由一种晶格类型转变为另一种晶格类型的过程。 如： 钢在1000℃热轧，及轧后冷却到室温过程中发生两次相变过程： 铁素体 → 奥氏体 奥氏体 → 铁素体 ① 加热温度较高：TT再 T再≈0.4T熔；实际: +100~200℃ ② 显微组织显著变化，但无晶格类型变化： —— 转变为等轴无畸变新晶粒 ③ 亚结构：位错密度极大降低； ④ 性能显著变化： HB、σ↓↓；δ、ψ↑↑ ⑤ 内应力完全消除。 3 再结晶形核机制 4 影响T再的因素 T再：指开始出现再结晶现象时的最低温度 ① 与金属熔点有关： T熔↑， T再↑ 如： Fe: 1538 ℃ → 450℃; Pb(Sn): 300℃(200℃) → 0℃; W: 3300℃ →1100~1200℃ 原因：原子间结合力强，难扩散 —— 纯度↓，杂质% ↑ ，T再↑ 如：高纯铝(99.999%)： T再＝80 ℃ ； 而工业纯铝(99.9%)： T再＝ 290℃ 原因：杂质原子阻碍基体原子扩散以及晶界 迁移 又如： 纯铁： T再＝ 450℃； 而碳钢： T再＝ 500～650℃ 二 晶粒长大 随T↑，t↑，晶粒长大 1 驱动力——界面能 ① 界面多少：细晶→粗晶； ② 界面形态：界面能 ∝ 界面曲率 三 影响再结晶晶粒度的因素 再结晶晶粒的平均直径： d = K· (G/N)1/4； ——取决于形核率和长大速度 （1）再结晶加热温度 T↑，d ↑ 原因：原子扩散能力强、 晶界易迁移， 长大速度块 ε= 10~90%：ε↑, d↓ ε= 2~10%：异常长大 ε 90%：异常长大 原因： 驱动力因素 ——变形量大，畸变能高 形核因素 ——变形量大，形核率高 形变织构因素 ——均阻碍晶界运动→细化再结晶晶粒； ——第二相愈弥散、细小、量愈多 →细化效果愈明显 注意： 第二相或杂质元素分布须均匀，否则可能引起二次再结晶——晶粒异常长大。 ——形变量很大时(90~95%)或在较高温度下某些晶粒的异常长大过程。 ——实质并非再结晶过程，而为再结晶后的晶粒长大：“大吃小” ε= 2~10%：再结晶晶粒少、细小、被吃 ε 90%：含织构且较多的杂质时，某些晶粒的长大被抑制。 高纯Fe-Si 箔材于1200℃真空退火时所产生的 二次再结晶现象 不均匀变形引起的再结晶晶粒不