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1、上节重点,冷变形热处理,显微组织 亚结构 性能 残余应力 形变织构,回复 再结晶 晶粒长大,加工硬化,形变织构,残余应力,去应力退火 软化退火,冷变形金属退火时晶粒形状和大小的变化,T1 T2 T3 20) 时，形成位错缠结，组成胞状结构 胞壁平直化 亚晶，再结晶晶核往往采用亚晶形核机制生成。,根据相邻亚晶界取向差的差别，通常有两种方式。一种是亚晶合并机制。亚晶界中位向相近的位错通过攀移和滑移转移到其它亚晶界上，导致亚晶界的消失而形成亚晶间的合并，与相邻亚晶的位向差增大，逐渐转化为大角度晶界。达到形核的临界尺寸时，即成为稳定的再结晶核心。多出现在变形程度大且具有高层错能的金属中。,加热,另一种
2、是亚晶直接长大机制，或称亚晶迁移机制。某些取向差较大的亚晶界具有较高的活性，可以直接吞食周围亚晶，并逐渐转变为大角晶界，成为再结晶核心。,多出现在变形程度很大的低层错能金属中。,形核之后，无畸变核心与周围畸变的旧晶粒之间的应变能差是核心长大的驱动力。晶界总是向着畸变区推进，长大的条件与弓出机制的能量条件相似。当各个无畸变的等轴新晶粒彼此接触，原来畸变严重的形变晶粒全部消失时，再结晶过程即告完成。,b、再结晶的长大,再结晶过程是通过无畸变新晶粒的形核和长大而进行的，故其动力学取决于形核率N和晶核的长大速率G,形核率：单位时间、单位体积形成的再结晶核心数目，与冷变形程度、原始晶粒尺寸大小、再结晶温
3、度及晶体纯度有关,长大速率：即界面迁移速率也与冷变形程度、原始晶粒尺寸大小、再结晶温度及晶体纯度有关,形核和长大都是热激活过程，都符合阿累尼乌斯方程,2、再结晶动力学,再结晶恒温动力学曲线,实验：不同温度，以纵坐标表示再结晶的体积分数以横坐标表示再结晶的时间 t,用金相法测定经60%冷轧的硅钢在不同温度下再结晶体积分数随保温时间的变化,（1）不同温度和不同变形度，曲线不同，但都具有S形特征，存在孕育期。（2）再结晶速率开始时很小，然后逐渐加快，再结晶体积分数约为50%时，速度达到最大值，随后逐渐减慢。（3）温度越高，转变曲线左移，转变速度加快。（4）恒定温度下，若测定不同冷变形程度的再结晶速度
4、，也得到相似的曲线。,再结晶恒温动力学曲线特点,Johnson和 Mehl首先推导了均匀形核条件下的再结晶速度,J-M (约翰逊梅厄) 方程,此方程的假定条件是：均匀形核；球状晶核；N和G不随时间改变；,用再结晶转变量 (体积分数R) 来表达再结晶速度,实际上恒温再结晶的形核率N并非常数，随时间增长呈指数衰减，因此约翰逊梅厄方程需要修正。,再结晶恒温动力学方程,Avrami 方程经变形,可以通过实验确定 B (截距lgB) 和 K (斜率)的值，从而写出某一温度下的再结晶动力学方程。,Avrami对非均匀形核、 N和G都不是常数的再结晶过程做了修正,Avrami （阿弗瑞米）方程,B和K为常数
5、，再结晶为三维时 (块状晶体)，K=34；二维时(薄板)，K=23；一维时(线材)，K=12,此方程结果与实验结果完全吻合，且发现在一定温度范围内，K不随T而变。,不同温度下，各直线基本平行 (K相同)，B则随T改变。,再结晶激活能Q,一定温度下，再结晶速率可以用阿累尼乌斯公式表示,同时与产生某一体积分数R所需要的时间 t 成反比，,做lnt1/T图，即可求出斜率Q/R,若在不同温度进行再结晶处理，要达到相同再结晶体积分数所需要的时间,再结晶激活能是一定值，与回复激活能随回复程度而改变有所不同。,3、再结晶温度及其影响因素,由于再结晶温度可以在一定温度范围内进行，通常把冷变形金属开始再结晶的最
6、低温度定义为再结晶温度，可以用金相法或硬度法测定，即出现第一颗晶粒或硬度下降50%所对应的温度。工业生产中，通常定义为经过大变形量(70%) 的冷变形金属1小时内完成再结晶体积95%的最低温度。引用再结晶温度时，必须注意它的具体条件。对于工业纯金属，起始再结晶温度与熔点之间存在下列关系：,T再 不是材料的物理常数，随成分、晶粒度、冷变形度、退火工艺而改变。,T再=（0.35-0.4）T熔,a变形程度,再结晶（开始温度、速度）的影响因素,随冷变形程度的增加，储存能增加，再结晶的驱动力增大，故再结晶温度降低，当变形量增加到一定程度(50%60%)，趋于一稳定值在给定温度下再结晶需要有一个最小变形量
7、，低于此变形量，不能发生再结晶。, 要求具有临界最小变形量,凡是影响形核率N和长大速度G的因素，都会影响再结晶。,变形量越大，T再下降,c微量溶质原子或杂质微量溶质原子或杂质通过柯氏气团的形式对位错的迁动形成阻碍，会提高金属的再结晶温度，降低再结晶速度。,b原始晶粒尺寸 原始晶粒越细，变形抗力越大，储存能越大，同时，细晶提供的有利形核点多，再结晶温度降低，再结晶速度加快，再结晶后的晶粒尺寸更小。,第二相可能促进、也可能阻碍再结晶，主要取决于基体上第二相粒子的大小及其分布。,d第二相粒子,设粒子间距为 ，粒子直径为d：1m，d0.3m，当第二相颗粒较粗时，可以成为再结晶的核心，变形时位错绕过颗粒，并在颗粒周围留下位错环，或塞积在颗粒附近，从而造成颗粒周围畸变严重，促进再结晶，降低再结晶温度，提高再结晶速度；1m，d0.3m，当第二相颗粒细小、分布均匀时，不会使位错发生明显聚集，对再结晶形核作用不大，反而对再结晶晶核长大过程中的位错运动和晶界迁移起到阻碍作用，抑制形核，因此使得再结晶过程更加困难，提高再结晶温度，降低再结晶速度。,
