《金属在冷和热塑性加工过程中组织和性能变化规律之回复和再结晶（五月二十六）.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《金属在冷和热塑性加工过程中组织和性能变化规律之回复和再结晶（五月二十六）.ppt（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、金属在冷和热塑性加工过程中组织和性能的变化规律 报告人 吴毅报告时间 2015年11月2日 一 回复二 再结晶三 晶粒长大 1 27 具体内容 观察在不同加热温度下变化的特点 可将退火过程分为回复 再结晶和晶粒长大三个阶段 1 回复 是指新的无畸变晶粒出现前所产生的亚结构和性能变化的阶段 2 再结晶 是指出现无畸变的等轴新晶粒逐步取代变形晶粒的过程 3 晶粒长大 是指再结晶结束之后晶粒的继续长大 2 27 冷变形金属在退火过程中显微组织的变化 3 27 冷变形金属退火时某些性能和能量的变化 性能及其他指标 加热温度 0 4 27 同一变形程度的多晶体铁在不同温度退火时 屈服强度的回复动力学曲线
2、 一 回复1 回复动力学 剩余应变硬化分数 1 R 时间 min 5 27 这种回复特征可用一级反应方程式来表达 c值与温度的关系具有典型的热激活过程的特点 可由Arrhenius方程来描述 最终得到lnt 1 T的关系式为 6 27 2 回复机制 1 低温回复 0 1 0 3Tm 主要与点缺陷的迁移有关 2 中温回复 0 3 0 5Tm 主要与位错的滑移有关 3 高温回复 0 5Tm 高温时 刃型位错可获得足够的能量产生攀移 7 27 a 多变化前刃型位错散乱分布 b 多变化后刃型位错排列成位错壁 因此 回复退火主要是用作去应力退火 使冷加工的金属在基本上保持加工硬化状态的条件下降低其内应力
3、 以避免变形并改善工件的耐蚀性 8 27 二 再结晶 与回复不同 再结晶是一个显微组织重新改组的过程 驱动力是变形金属经回复后未被释放的储存能 1 再结晶过程 形核和长大晶界弓出形核形核亚晶形核 9 27 亚晶合并机制 亚晶迁移机制 长大 再结晶晶核形成后 借助界面的移动向周围畸变区域长大 直到全部形成无畸变的等轴晶为止 1 晶界弓出形核 10 27 具有亚晶粒组织晶粒间的凸出形核示意图 晶界弓出形核模型示意图 2 亚晶合并机制 11 27 亚晶粒合并形核示意图 3 亚晶迁移机制 12 27 亚晶粒迁移长大示意图 2 再结晶动力学 1 再结晶速度与温度的关系 2 特点 再结晶过程有一孕育期 开
4、始速度慢 然后逐渐增大 在体积分数为50 最大 然后减慢 13 27 经98 冷轧的纯铜 质量分数为 Cu 99 999 在不同温度下的等温再结晶曲线 再结晶的体积分数 时间 min 作1 T lgt图 直线的斜率为2 3R Q 3 动力学方程表达式 1 T 10 3K 1 经98 冷轧的纯铜 质量分数为 Cu 99 999 在不同温度下等温再结晶时的1 T lgt图 t R为50 所需的时间 min 14 27 3 再结晶温度及其影响因素 1 定义 冷变形金属开始进行再结晶的最低温度 高纯金属 T再 0 25 0 35Tm经验公式工业纯金属 T再 0 35 0 45Tm合金 T再 0 4 0
5、 9Tm注 再结晶退火温度一般比上述温度高100 200 15 27 a 变形量 16 27 2 再结晶温度的影响因素 开始再结晶温度 变形度 a 电解铁b 铝 b 原始晶粒尺寸c 微量溶质原子d 第二相粒子e 再结晶退火工艺参数 如加热速度 加热温度与保温时间等 17 27 再结晶温度 退火时间 4 再结晶后的晶粒大小及其影响因素 1 利用约翰逊 梅厄方程 可得再结晶后晶粒尺寸d的表达式为 2 影响因素a 变形度的影响 18 27 低碳钢 C 0 06 变形度及退火温度对再结晶后晶粒大小的影响 此外 原始晶粒大小 杂质含量 以及形变温度等均对再结晶后的晶粒大小也有影响 b 退火温度的影响 放
6、大100倍时每6 45cm2中晶粒数 变形度 19 27 三 晶粒长大 驱动力 界面能差 长大方式 20 27 正常长大 异常长大 二次再结晶 1 定义 再结晶后晶粒的均匀连续长大 2 驱动力 界面能差 界面能越大 曲率半径越小 驱动力越大 长大方向是指向曲率中心 而再结晶晶核的长大方向相反 注 由于晶粒长大是通过大角度晶界的迁移来进行的 因而所有影响晶界迁移的因素均对晶粒长大有影响 21 27 1 正常长大 a 温度 22 27 3 影响晶粒长大的因素 Dt 108cm2 时间 min 黄铜在恒温下的晶粒长大曲线 b 分散相粒子 一般有晶粒稳定尺寸d和第二相质点半径r 体积分数 的关系 23
7、 27 移动中的晶界与分散相粒子的交互作用示意图 c 晶粒间的位向差 小角度晶界的界面能小于大角度晶界 因而前者的移动速率低于后者 d 杂质与合金元素 降低界面能 不利于晶界移动 24 27 300 时 微量锡对区域提纯的高纯铅的晶界迁移速度的影响 晶界迁移速度 mm min 1 Sn 2 异常长大 1 定义 少数再结晶晶粒的急剧长大现象 2 机制 25 27 a 钉扎晶界的第二相溶于基体 b 再结晶织构中位向一致晶粒的合并 c 大晶粒吞并小晶粒 3 对组织和性能的影响 织构明显 各向异性优化磁导率 晶粒大小不均性能不均 晶粒粗大 降低强度和塑韧性提高表面粗糙度 纯的和含MnS的Fe 3Si合金 冷轧到0 35mm厚 50 在不同温度退火1h的晶粒尺寸 硅铁二次再结晶的反常晶粒 26 27 最后 谢谢大家 参考书目 1 材料科学基础 第三版 胡庚祥 蔡珣 戎咏华编著 上海交通大学出版社 2 金属塑性变形物理基础 杨觉先编著 冶金工业出版社 27 27
