材料科学基础第五章.ppt

************************************************************************2）动态再结晶的机制动态再结晶也是通过形核与长大完成的。形核方式与及及由此引起位错组态变化有关：当较低时，通过原晶界弓出机制形核当较高时，通过亚晶合并的长大方式进行第69页,共77页，星期六，2024年，5月3）动态再结晶的组织结构在稳态变形期间，晶粒是等轴的，晶界呈锯齿状晶粒内还会包含着被位错缠结所分割的亚晶粒。这与退火时静态再结晶所产生的位错密度很低的晶粒显然不同，故同样晶粒大小的动态再结晶组织的强度和硬度要比静态再结晶的高。动态再结晶后的晶粒大小与流变应力成反比，另外，应变速率越低，变形温度越高，则动态再结晶后的晶粒越大且越完整。第70页,共77页，星期六，2024年，5月因此控制、t℃、每道次变形的应变量、间隔时间以及冷却速度等就可以调整热加工材料的晶粒和强度。此外，溶质原子常阻碍动态回复，而有利于动态再结晶的发生，在热加工时形成弥散分布的沉淀物，能稳定亚晶粒，阻碍晶界移动，减缓动态再结晶的进行，有利于获得细小的晶粒。第71页,共77页，星期六，2024年，5月二、超塑性Superplasticity当金属材料的延伸率达到(500-2000％)或更高则称该材料具有超塑性，实现超塑性的条件：具有细小等轴晶粒的两相组织，晶粒直径10mm，而且在超塑性形变过程中不显著长大；超塑性形变要求在一定温度范围内，一般为0.5-0.65Tm；应较小，通常在0.01-0.0001S－1范围内第72页,共77页，星期六，2024年，5月金属之所以能显示超塑性是因为：m为应变速率敏感系数室温一般金属材料m=0.01-0.04m可以从图中求得：第73页,共77页，星期六，2024年，5月关于超塑性变形的本质，多数观点认为由晶界的滑动与晶粒的转动所致，它没有晶粒的伸长变形。获得细晶粒的方法：a)共晶合金：经热变形共晶组织发生再结晶获得b)共析合金：经热变形或淬火后获得c)析出型合金：经热变形或降温热变形时析出。第74页,共77页，星期六，2024年，5月超塑形变的组织结构变化具有下列特征：(1)超塑形变时，没有晶内滑移，也没有位错密度的增高。(2)超塑形变是在高温下长时间进行的，因此晶粒会有所长大。(3)尽管形变量很大，但晶粒形状始终保持等轴。(4)原来两相呈带状分布的合金，在超塑形变后可变为均匀分布。(5)当用冷变形和再结晶方法制取超细晶合金，如果合金具有织构，在超塑形变后织构消失。第75页,共77页，星期六，2024年，5月超塑性的应用：（1）超塑性合金在一定、t℃下，延展性非常大，可象玻璃一样进行吹制，而且形状复杂的零件可以一次成型。（2）由于在形变时无弹性变形，成型后也就没有回弹，故尺寸精度较高，光洁度好。（3）对于板材冲压，可以用一个阴模利用压力或真空一次成型。（4）对于大块金属也可用闭模压制，一次成型，所需设备吨位大大减小。（5）因低，故对模具材料要求也不高。缺点：有时要求多次形变，多次热处理，才能实现超塑性。第76页,共77页，星期六，2024年，5月三、热加工对材料组织、性能的影响1.热加工对室温力学性能的影响。热加工不会使金属材料发生加工硬化，但能消除铸造缺陷，将气孔、疏松焊合改善夹杂物，脆性相的形态，大小和分布致密性部分消除某些偏析机械性能将粗大柱状晶、树枝状晶变为细小、均匀的等轴晶粒金属热加工时通过对动态回复和动态再结晶的控制获得亚晶细化，可作为提高金属强度的有效途径P对大多数金属为1-2第77页,共77页，星期六，2024年，5月*********