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1、第第8 8章章 回复与再结晶回复与再结晶l l经塑性变形的材料具有自发恢复到变形前经塑性变形的材料具有自发恢复到变形前低自由能状态的趋势。低自由能状态的趋势。l l当冷变形金属加热时会发生回复、再结晶当冷变形金属加热时会发生回复、再结晶和晶粒长大等过程。和晶粒长大等过程。l l了解这些过程的发生和发展规律，对于改了解这些过程的发生和发展规律，对于改善和控制金属材料的组织和性能具有重要善和控制金属材料的组织和性能具有重要的意义。的意义。狈丢狱霹揽都蠢屯版萤秧惊栗韩砚免梭俭称拥他导九机博辊酌贝谣塔躺翠第章回复与再结晶第章回复与再结晶8.1.18.1.1微观组织的变化微观组织的变化微观组织的变化微观
2、组织的变化冷变形后材料经重新加热到冷变形后材料经重新加热到冷变形后材料经重新加热到冷变形后材料经重新加热到0.5T0.5Tmm进行退火之后，其组织进行退火之后，其组织进行退火之后，其组织进行退火之后，其组织和性能会发生变化。观察在不同加热温度下变化的特点可和性能会发生变化。观察在不同加热温度下变化的特点可和性能会发生变化。观察在不同加热温度下变化的特点可和性能会发生变化。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。将退火过程分为回复、再结晶和晶粒长大三个阶段。将退火过程分为回复、再结晶和晶粒长大三个阶段。将退火过程分为回复、再结晶和晶粒长大三个阶段。8.1 8
3、.1 8.1 8.1 变形金属及其合金在退火过程中的组织与性能变化变形金属及其合金在退火过程中的组织与性能变化变形金属及其合金在退火过程中的组织与性能变化变形金属及其合金在退火过程中的组织与性能变化烟榷瘪口厌眶栓停燃辨沦叹血埃条煤亚迈膝缘僳步桩烹嫁救棵憾图盔颐御第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l回复是指新的无畸变晶粒出现之前所产生的亚结构和性能变化的阶段；回复是指新的无畸变晶粒出现之前所产生的亚结构和性能变化的阶段；回复是指新的无畸变晶粒出现之前所产生的亚结构和性能变化的阶段；回复是指新的无畸变晶粒出现之前所产生的亚结构和性能变化的阶段；l l在回复阶段，由于不发生大角度晶界的迁移，所以晶
4、粒的形状和大小在回复阶段，由于不发生大角度晶界的迁移，所以晶粒的形状和大小在回复阶段，由于不发生大角度晶界的迁移，所以晶粒的形状和大小在回复阶段，由于不发生大角度晶界的迁移，所以晶粒的形状和大小与变形态的相同，仍保持着纤维状或扁平状，从光学显微组织上几乎与变形态的相同，仍保持着纤维状或扁平状，从光学显微组织上几乎与变形态的相同，仍保持着纤维状或扁平状，从光学显微组织上几乎与变形态的相同，仍保持着纤维状或扁平状，从光学显微组织上几乎看不出变化。看不出变化。看不出变化。看不出变化。 8.1.1 8.1.1 微观组织的变化微观组织的变化番焙瑞怪绢憋湃尖频抬脓游斗断漱纠瞳打垂匪漓舱忌丝轴拒身阔拐茨随耘
5、第章回复与再结晶第章回复与再结晶微观组织的变化微观组织的变化腋硝斡宦馅班宋必扔约互讥粘炙毗奥书牵醉型疤承晰穆寿雀哲撵斟种丘央第章回复与再结晶第章回复与再结晶（a a a a）黄铜冷加工变形量）黄铜冷加工变形量）黄铜冷加工变形量）黄铜冷加工变形量 b b b b）经）经）经）经580580580580 C C C C保温保温保温保温3 3 3 3秒后的组织秒后的组织秒后的组织秒后的组织 达到达到达到达到C C C CW W W W38383838后的组织后的组织后的组织后的组织 微观组织的变化微观组织的变化落呈妓蔷惫叔翱跺骑琵儒索塔烧奠梧舆弛椒把肠饶夺橱科序各捂辈徒眩范第章回复与再结晶第章回复与
6、再结晶l l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；过程；过程；过程；l l在再结晶阶段，首先是在畸变度大的区域产生新的无畸变在再结晶阶段，首先是在畸变度大的区域产生新的无畸变在再结晶阶段，首先是在畸变度大的区域产生新的无畸变在再结晶阶段，首先是在畸变度大的区域产生新的无畸变晶粒的核心，然后逐渐消耗周围的变形基体而长大，直到晶粒的核心，然后逐渐消耗周围的变形基体而长大，直到晶粒的核心，然后逐渐消耗周围的变形基体而长大，直到晶粒的核
7、心，然后逐渐消耗周围的变形基体而长大，直到形变组织完全改组为新的、无畸变的细等轴晶粒为止。形变组织完全改组为新的、无畸变的细等轴晶粒为止。形变组织完全改组为新的、无畸变的细等轴晶粒为止。形变组织完全改组为新的、无畸变的细等轴晶粒为止。 微观组织的变化微观组织的变化凝崖乖靠小又到巍糟舵遵曼月钱娩帅用颖溢笋跋渤背儒厘垃沂官酿硫指些第章回复与再结晶第章回复与再结晶微观组织的变化微观组织的变化沁磅英擎淌活朱积速哮鹃愧弘彻臃影山冤遮螺绑畔锯循笼育蝉理哈瑟绽盐第章回复与再结晶第章回复与再结晶（c c c c）580580580580 C C C C保温保温保温保温4 4 4 4秒后的金相组织秒后的金相组织
8、秒后的金相组织秒后的金相组织（d d d d）580580580580 C C C C保温保温保温保温8 8 8 8秒后的金相组织秒后的金相组织秒后的金相组织秒后的金相组织微观组织的变化微观组织的变化碱髓雷弹敖拖押珍婉涕贾肥祷盛碱隅墅拥鸟硷歉粗嚏胃藻但纽乡筛僧原殉第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l晶粒长大是指再结晶结束之后晶粒的继续长大。晶粒长大是指再结晶结束之后晶粒的继续长大。晶粒长大是指再结晶结束之后晶粒的继续长大。晶粒长大是指再结晶结束之后晶粒的继续长大。l l在晶界表面能的驱动下，新晶粒互相吞食而长大，从而得在晶界表面能的驱动下，新晶粒互相吞食而长大，从而得在晶界表面能的驱动下，新
9、晶粒互相吞食而长大，从而得在晶界表面能的驱动下，新晶粒互相吞食而长大，从而得到一个在该条件下较为稳定的尺寸到一个在该条件下较为稳定的尺寸到一个在该条件下较为稳定的尺寸到一个在该条件下较为稳定的尺寸 微观组织的变化微观组织的变化俐恤垮隔企乏论湍徘醋岁港番枪赴运丽躲镇冶姆妻忆弧母妊昂能铣坦碟逝第章回复与再结晶第章回复与再结晶微观组织的变化微观组织的变化努愤哟报诞韵锅收蛀仰决寸荧样置锑饱址谋沟枕仰主凭建迭涅弟吧详精撮第章回复与再结晶第章回复与再结晶（e e e e）580580580580 C C C C保温保温保温保温15151515分后的金相组织分后的金相组织分后的金相组织分后的金相组织（f f
10、 f f）700700700700 C C C C保温保温保温保温10101010分后晶粒长大的的金相组织分后晶粒长大的的金相组织分后晶粒长大的的金相组织分后晶粒长大的的金相组织微观组织的变化微观组织的变化皱收拢逻气蔡拐屯沿望破镰酪斟敦闭瓢水插盼轩蜘袱赖露涝糕颜挥耳充柠第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l1 1、储存能的变化、储存能的变化、储存能的变化、储存能的变化l l冷变形时，外力所做的功一小部分储存在金属内部，成为冷变形时，外力所做的功一小部分储存在金属内部，成为冷变形时，外力所做的功一小部分储存在金属内部，成为冷变形时，外力所做的功一小部分储存在金属内部，成为储存能。储存能。储存能。
11、储存能。l l当冷变形金属加热当冷变形金属加热当冷变形金属加热当冷变形金属加热原子运动能力增原子运动能力增原子运动能力增原子运动能力增能量高的原子向低能量高的原子向低能量高的原子向低能量高的原子向低能量位置迁移，能量位置迁移，能量位置迁移，能量位置迁移，引起应力松弛引起应力松弛引起应力松弛引起应力松弛储能就被释放出来。储能就被释放出来。储能就被释放出来。储能就被释放出来。回复阶段时各材料释回复阶段时各材料释回复阶段时各材料释回复阶段时各材料释放的储存能量均较小，放的储存能量均较小，放的储存能量均较小，放的储存能量均较小，再结晶晶粒出现的温再结晶晶粒出现的温再结晶晶粒出现的温再结晶晶粒出现的温度
12、对应于储能释放曲度对应于储能释放曲度对应于储能释放曲度对应于储能释放曲线的高峰处。线的高峰处。线的高峰处。线的高峰处。8.1.2 8.1.2 储能的释放储能的释放 与性能的变化与性能的变化有缨淤阔埠囤亮悦村圾段津棘已谱卡窿枫道金芯鸣欧殆入衙磷先叮顽亡仆第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l曲线曲线曲线曲线A A为纯金属，曲线为纯金属，曲线为纯金属，曲线为纯金属，曲线B,CB,C为合金。为合金。为合金。为合金。l l峰值开始出现对应再结晶开始温度，在此之前为回复。峰值开始出现对应再结晶开始温度，在此之前为回复。峰值开始出现对应再结晶开始温度，在此之前为回复。峰值开始出现对应再结晶开始温度，在此之
13、前为回复。l l纯金属回复期释放的能量少，合金纯金属回复期释放的能量少，合金纯金属回复期释放的能量少，合金纯金属回复期释放的能量少，合金C C最多。最多。最多。最多。储存能的变化储存能的变化舀妒兜戈可瘩着僵蚌娱危神搁努亲傣危菜侧掀钎注馒羚宿宛瓣甜辆古施缝第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l储存能的释放使金属的对结构储存能的释放使金属的对结构储存能的释放使金属的对结构储存能的释放使金属的对结构敏感的性质发生不同的变化。敏感的性质发生不同的变化。敏感的性质发生不同的变化。敏感的性质发生不同的变化。l l（1 1 1 1）强度与硬度：）强度与硬度：）强度与硬度：）强度与硬度：l l回复阶段的硬度变
14、化很小，约回复阶段的硬度变化很小，约回复阶段的硬度变化很小，约回复阶段的硬度变化很小，约占总变化的占总变化的占总变化的占总变化的1 1 1 15 5 5 5，而再结晶阶，而再结晶阶，而再结晶阶，而再结晶阶段则下降较多。段则下降较多。段则下降较多。段则下降较多。l l可以推断，强度具有与硬度相可以推断，强度具有与硬度相可以推断，强度具有与硬度相可以推断，强度具有与硬度相似的变化规律。似的变化规律。似的变化规律。似的变化规律。l l上述情况主要与金属中的位错机制有关，上述情况主要与金属中的位错机制有关，上述情况主要与金属中的位错机制有关，上述情况主要与金属中的位错机制有关，即回复阶段时，变即回复阶
15、段时，变即回复阶段时，变即回复阶段时，变形金属仍保持很高的位错密度，而发生再结晶后，则由于位错形金属仍保持很高的位错密度，而发生再结晶后，则由于位错形金属仍保持很高的位错密度，而发生再结晶后，则由于位错形金属仍保持很高的位错密度，而发生再结晶后，则由于位错密度显著降低，故强度与硬度明显下降。密度显著降低，故强度与硬度明显下降。密度显著降低，故强度与硬度明显下降。密度显著降低，故强度与硬度明显下降。2 2、性能的变化、性能的变化酱贷襟崩葱枫壁炕诫六压札嫉扮疗拖野斯烟理扇绦洽巷怔斌史拽棘尸踊藻第章回复与再结晶第章回复与再结晶（2 2 2 2）电阻）电阻）电阻）电阻l l 变形金属的电阻在回变形金属
16、的电阻在回变形金属的电阻在回变形金属的电阻在回复阶段已表现明显的下降趋势。复阶段已表现明显的下降趋势。复阶段已表现明显的下降趋势。复阶段已表现明显的下降趋势。因为电阻率与晶体点阵中的点因为电阻率与晶体点阵中的点因为电阻率与晶体点阵中的点因为电阻率与晶体点阵中的点缺陷（如空位、间隙原子等）缺陷（如空位、间隙原子等）缺陷（如空位、间隙原子等）缺陷（如空位、间隙原子等）密切相关。点缺陷所引起的点密切相关。点缺陷所引起的点密切相关。点缺陷所引起的点密切相关。点缺陷所引起的点阵畸变会使传导电子产生阵畸变会使传导电子产生阵畸变会使传导电子产生阵畸变会使传导电子产生散射，提高电阻率。它的散射作用比位错所引起
17、的更为强烈。散射，提高电阻率。它的散射作用比位错所引起的更为强烈。散射，提高电阻率。它的散射作用比位错所引起的更为强烈。散射，提高电阻率。它的散射作用比位错所引起的更为强烈。因此，在回复阶段电阻率的明显下降就标志着在此阶段点缺陷因此，在回复阶段电阻率的明显下降就标志着在此阶段点缺陷因此，在回复阶段电阻率的明显下降就标志着在此阶段点缺陷因此，在回复阶段电阻率的明显下降就标志着在此阶段点缺陷浓度有明显的减小。浓度有明显的减小。浓度有明显的减小。浓度有明显的减小。性能的变化性能的变化吴洋宅麦口既牌炕腊型金衍粉帚屑樟宁汪拂造陌氓哉捧湍蹄氯诀页私剁畅第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l（3 3）内应力
18、：）内应力：）内应力：）内应力：在回复阶段，在回复阶段，在回复阶段，在回复阶段，大部或全部的宏观内应力大部或全部的宏观内应力大部或全部的宏观内应力大部或全部的宏观内应力可以消除，而微观内应力可以消除，而微观内应力可以消除，而微观内应力可以消除，而微观内应力则只有通过再结晶方可全则只有通过再结晶方可全则只有通过再结晶方可全则只有通过再结晶方可全部消除。部消除。部消除。部消除。l l（4 4）亚晶粒尺寸：）亚晶粒尺寸：）亚晶粒尺寸：）亚晶粒尺寸：在回复在回复在回复在回复的前期，亚晶粒尺寸变化的前期，亚晶粒尺寸变化的前期，亚晶粒尺寸变化的前期，亚晶粒尺寸变化不大，但在后期，尤其在不大，但在后期，尤其
19、在不大，但在后期，尤其在不大，但在后期，尤其在接近再结晶时，亚晶粒尺接近再结晶时，亚晶粒尺接近再结晶时，亚晶粒尺接近再结晶时，亚晶粒尺寸就显著增大。寸就显著增大。寸就显著增大。寸就显著增大。 性能的变化性能的变化墅杂氏承骸直鹃誊肠秩嵌萤褥剥官社称葵漱狗怀撂鲁篇忙釜限氖稠则毛恨第章回复与再结晶第章回复与再结晶性能的变化性能的变化l l（5 5）密度：）密度：）密度：）密度：变形金属的密度在再结晶阶段发生急剧增高，变形金属的密度在再结晶阶段发生急剧增高，变形金属的密度在再结晶阶段发生急剧增高，变形金属的密度在再结晶阶段发生急剧增高，显然除与前期点缺陷数目减小有关外，主要是在再结晶阶段显然除与前期点
20、缺陷数目减小有关外，主要是在再结晶阶段显然除与前期点缺陷数目减小有关外，主要是在再结晶阶段显然除与前期点缺陷数目减小有关外，主要是在再结晶阶段中位错密度显著降低所致。中位错密度显著降低所致。中位错密度显著降低所致。中位错密度显著降低所致。（6 6）储能的释放：）储能的释放：）储能的释放：）储能的释放：当冷变形金当冷变形金当冷变形金当冷变形金属加热到足以引起应力松弛的属加热到足以引起应力松弛的属加热到足以引起应力松弛的属加热到足以引起应力松弛的温度时，储能就被释放出来。温度时，储能就被释放出来。温度时，储能就被释放出来。温度时，储能就被释放出来。回复阶段时各材料释放的储存回复阶段时各材料释放的储
21、存回复阶段时各材料释放的储存回复阶段时各材料释放的储存能量均较小，再结晶晶粒出现能量均较小，再结晶晶粒出现能量均较小，再结晶晶粒出现能量均较小，再结晶晶粒出现的温度对应于储能释放曲线的的温度对应于储能释放曲线的的温度对应于储能释放曲线的的温度对应于储能释放曲线的高峰处。高峰处。高峰处。高峰处。 镜锄跨知焰蹬先缮棍谋吭质御羽材伟针炊篡体倡互默兽断芍醛喉恨菜椰彼第章回复与再结晶第章回复与再结晶8.2 8.2 回复回复l l回复阶段储存能释放谱可见三个小峰，说明恢复阶段加热回复阶段储存能释放谱可见三个小峰，说明恢复阶段加热回复阶段储存能释放谱可见三个小峰，说明恢复阶段加热回复阶段储存能释放谱可见三个
22、小峰，说明恢复阶段加热温度不同，回复机理也不同。习惯上用约化温度来表示加温度不同，回复机理也不同。习惯上用约化温度来表示加温度不同，回复机理也不同。习惯上用约化温度来表示加温度不同，回复机理也不同。习惯上用约化温度来表示加热温度的高低。热温度的高低。热温度的高低。热温度的高低。l l约化温度：约化温度：约化温度：约化温度：用绝对温度表示的加热温度与熔点之比，用绝对温度表示的加热温度与熔点之比，用绝对温度表示的加热温度与熔点之比，用绝对温度表示的加热温度与熔点之比，T TH H=T/T=T/Tmm。l l0.1T0.1TH H0.30.3为低温回复为低温回复为低温回复为低温回复l l0.3T0.
23、3TH H0.50.50.5为高温回复为高温回复为高温回复为高温回复坐漫记稼搁澈瑚臻坏俗筒骑幕咨聘饮愁惨蔬借叮撅啊瓶毯掇潦天累盲馏丙第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l一般认为是点缺陷和位错在退火过程中发生运动，从而改一般认为是点缺陷和位错在退火过程中发生运动，从而改一般认为是点缺陷和位错在退火过程中发生运动，从而改一般认为是点缺陷和位错在退火过程中发生运动，从而改变了它们的组态和分布。变了它们的组态和分布。变了它们的组态和分布。变了它们的组态和分布。l la a低温回复低温回复低温回复低温回复低温时，回复低温时，回复低温时，回复低温时，回复主要与点缺陷的迁移有关。主要与点缺陷的迁移有关。主
24、要与点缺陷的迁移有关。主要与点缺陷的迁移有关。l l通过空位和间隙原子移动到晶界或位错处消失通过空位和间隙原子移动到晶界或位错处消失通过空位和间隙原子移动到晶界或位错处消失通过空位和间隙原子移动到晶界或位错处消失l l空位与间隙原子相遇复合空位与间隙原子相遇复合空位与间隙原子相遇复合空位与间隙原子相遇复合l l空位集结成空位对或空位片，使点缺陷密度大大下降。空位集结成空位对或空位片，使点缺陷密度大大下降。空位集结成空位对或空位片，使点缺陷密度大大下降。空位集结成空位对或空位片，使点缺陷密度大大下降。 8.2.1 8.2.1 回复机制回复机制袁肥移篡遇冷彦蜒娃图炒妮垂触芳郊酌贼蝎戮对我饼轴消缄垫
25、鱼怯劫户霖第章回复与再结晶第章回复与再结晶l lb b中温回复中温回复中温回复中温回复 l l主要机制主要机制主要机制主要机制: :l l位错滑移导致位错重新组合位错滑移导致位错重新组合位错滑移导致位错重新组合位错滑移导致位错重新组合；l l异号位错会聚而互相抵消及亚晶粒长大。异号位错会聚而互相抵消及亚晶粒长大。异号位错会聚而互相抵消及亚晶粒长大。异号位错会聚而互相抵消及亚晶粒长大。 l l加热温度稍高时，原子活动能力增强，位错可以加热温度稍高时，原子活动能力增强，位错可以加热温度稍高时，原子活动能力增强，位错可以加热温度稍高时，原子活动能力增强，位错可以在滑移面上滑移或交滑移，使异号位错抵消
26、，位在滑移面上滑移或交滑移，使异号位错抵消，位在滑移面上滑移或交滑移，使异号位错抵消，位在滑移面上滑移或交滑移，使异号位错抵消，位错密度下降，位错缠结内部重新组合排列组合，错密度下降，位错缠结内部重新组合排列组合，错密度下降，位错缠结内部重新组合排列组合，错密度下降，位错缠结内部重新组合排列组合，使晶界规整化。使晶界规整化。使晶界规整化。使晶界规整化。 回复机制回复机制乾褪轩僳非狄窿痊蝗旱滓蹈拇换像蔼幢挣河荫亨清嚷嘿猿俭械龋滋召扇牙第章回复与再结晶第章回复与再结晶l lc.c.高温回复高温回复高温回复高温回复 l l回复机制是包括攀移在内的位错运动和多边化，以及亚晶回复机制是包括攀移在内的位错
27、运动和多边化，以及亚晶回复机制是包括攀移在内的位错运动和多边化，以及亚晶回复机制是包括攀移在内的位错运动和多边化，以及亚晶粒合并。粒合并。粒合并。粒合并。l l多边化的驱动来自应变能的下降。多边化的驱动来自应变能的下降。多边化的驱动来自应变能的下降。多边化的驱动来自应变能的下降。l l多边化产生的条件多边化产生的条件多边化产生的条件多边化产生的条件:l l(1)(1)塑性变形使晶体点阵发生弯曲。塑性变形使晶体点阵发生弯曲。塑性变形使晶体点阵发生弯曲。塑性变形使晶体点阵发生弯曲。l l(2)(2)在滑移面上有塞积的同号刃型位错。在滑移面上有塞积的同号刃型位错。在滑移面上有塞积的同号刃型位错。在滑
28、移面上有塞积的同号刃型位错。l l(3)(3)需加热到较高温度使刃型位错能产生攀移运动。需加热到较高温度使刃型位错能产生攀移运动。需加热到较高温度使刃型位错能产生攀移运动。需加热到较高温度使刃型位错能产生攀移运动。 l l多晶体亚晶形成过程：多系滑移多晶体亚晶形成过程：多系滑移多晶体亚晶形成过程：多系滑移多晶体亚晶形成过程：多系滑移位错缠结位错缠结位错缠结位错缠结位错胞位错胞位错胞位错胞位错网位错网位错网位错网亚晶界（图亚晶界（图亚晶界（图亚晶界（图8.48.4）回复机制回复机制郡篮变诣牌志智莎这咀暖霍器蚤群葛压阶政瞥秸记杭仓谊戍补戏鸵态溪痘第章回复与再结晶第章回复与再结晶l la a） 位错
29、的运动位错的运动位错的运动位错的运动塑性变形使平行的同号位错在滑移面上塞集，晶塑性变形使平行的同号位错在滑移面上塞集，晶塑性变形使平行的同号位错在滑移面上塞集，晶塑性变形使平行的同号位错在滑移面上塞集，晶体点阵发生弯曲，所增值的位错杂乱分布。体点阵发生弯曲，所增值的位错杂乱分布。体点阵发生弯曲，所增值的位错杂乱分布。体点阵发生弯曲，所增值的位错杂乱分布。l lb b）亚晶粒的形成和多边化亚晶粒的形成和多边化亚晶粒的形成和多边化亚晶粒的形成和多边化 l l在较高温度下刃型位错通过攀移和滑移改变为能量较低的沿垂直在较高温度下刃型位错通过攀移和滑移改变为能量较低的沿垂直在较高温度下刃型位错通过攀移和
30、滑移改变为能量较低的沿垂直在较高温度下刃型位错通过攀移和滑移改变为能量较低的沿垂直滑移面方向排列成位错墙，形成小角度晶界，将原来的一个晶粒分滑移面方向排列成位错墙，形成小角度晶界，将原来的一个晶粒分滑移面方向排列成位错墙，形成小角度晶界，将原来的一个晶粒分滑移面方向排列成位错墙，形成小角度晶界，将原来的一个晶粒分割成许多位向稍有差异的亚晶粒，这一过程也称之为多边化过程。割成许多位向稍有差异的亚晶粒，这一过程也称之为多边化过程。割成许多位向稍有差异的亚晶粒，这一过程也称之为多边化过程。割成许多位向稍有差异的亚晶粒，这一过程也称之为多边化过程。l lc c） 亚晶粒的合并和亚晶归正化亚晶粒的合并和
31、亚晶归正化亚晶粒的合并和亚晶归正化亚晶粒的合并和亚晶归正化l l多边化完成后，亚晶可以在位错的滑移、攀移以及交滑移后，通多边化完成后，亚晶可以在位错的滑移、攀移以及交滑移后，通多边化完成后，亚晶可以在位错的滑移、攀移以及交滑移后，通多边化完成后，亚晶可以在位错的滑移、攀移以及交滑移后，通过图过图过图过图8.4b8.4b中中中中Y Y结点的移动实现亚晶粒的合并和长大。结点的移动实现亚晶粒的合并和长大。结点的移动实现亚晶粒的合并和长大。结点的移动实现亚晶粒的合并和长大。回复机制回复机制番落拨根蛋糊序珊衣灶群献芦亚簧蓝昆弓欣碾棋硝半荔由菏防索紧果轨射第章回复与再结晶第章回复与再结晶回复机制回复机制危
32、顷上劣椰贵卖凄塌尿氟抱窘续吃崎敞谍杠蛊奏铅踌滤贾汉婚澎孜览搜辆第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l通过以上几种回复机制，使：通过以上几种回复机制，使：l l缺陷数目下降缺陷数目下降l l除位错相互堙没外，还使位错从滑移面转除位错相互堙没外，还使位错从滑移面转入亚晶界，降低位错密度，形成低能态位入亚晶界，降低位错密度，形成低能态位错组态。错组态。l l使亚晶粒尺寸长大，亚晶粒间位向差变大。使亚晶粒尺寸长大，亚晶粒间位向差变大。回复机制回复机制莆吓拓娄太犹军子伊纫换镁爬走铬烫换泌哀体闯撇萤立篷昧憎被拔胰辱杨第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l1 1、回复动力学曲线、回复动力学曲线、回复动力学曲
33、线、回复动力学曲线l l研究回复动力学可以了解冷变形金属在回复过程中的性能、回复研究回复动力学可以了解冷变形金属在回复过程中的性能、回复研究回复动力学可以了解冷变形金属在回复过程中的性能、回复研究回复动力学可以了解冷变形金属在回复过程中的性能、回复程度与时间的关系。程度与时间的关系。程度与时间的关系。程度与时间的关系。如图所示为多晶铁的回复动力学曲线，如图所示为多晶铁的回复动力学曲线，如图所示为多晶铁的回复动力学曲线，如图所示为多晶铁的回复动力学曲线，l l 1-R1-R为剩余加工硬化分数为剩余加工硬化分数为剩余加工硬化分数为剩余加工硬化分数1-R=1-R=（s s s sr rs s s s
34、mm）/( /(s s s smms s s s0 0） s s s sr r为回复后的屈服强度为回复后的屈服强度为回复后的屈服强度为回复后的屈服强度 s s s smm为冷变形后的屈服强度为冷变形后的屈服强度为冷变形后的屈服强度为冷变形后的屈服强度s s s s0 0充分退火后的屈服强度。充分退火后的屈服强度。充分退火后的屈服强度。充分退火后的屈服强度。8.2.2 8.2.2 回复动力学回复动力学可法媚脐审括图了育堵烂坡捍纫富德惧鲜悦暖尖耍您陪逼袍俏坤宇泻危泼第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l（1 1）回复过程没有孕育期，）回复过程没有孕育期，）回复过程没有孕育期，）回复过程没有孕育期，
35、随着退火的开始进行，发生软化。随着退火的开始进行，发生软化。随着退火的开始进行，发生软化。随着退火的开始进行，发生软化。l l（2 2）在一定温度下，初期的回复速率很大，以后逐渐变慢，直到最后）在一定温度下，初期的回复速率很大，以后逐渐变慢，直到最后）在一定温度下，初期的回复速率很大，以后逐渐变慢，直到最后）在一定温度下，初期的回复速率很大，以后逐渐变慢，直到最后回复速率为零。回复速率为零。回复速率为零。回复速率为零。l l（3 3）每一温度的回复程度有一极限值）每一温度的回复程度有一极限值）每一温度的回复程度有一极限值）每一温度的回复程度有一极限值，退火温度越高，这个极限值也，退火温度越高，
36、这个极限值也，退火温度越高，这个极限值也，退火温度越高，这个极限值也越高越高越高越高, ,而达到此极限所需时间则越短。而达到此极限所需时间则越短。而达到此极限所需时间则越短。而达到此极限所需时间则越短。l l（4 4）回复不能使金属性能恢复到冷变形前的水平。）回复不能使金属性能恢复到冷变形前的水平。）回复不能使金属性能恢复到冷变形前的水平。）回复不能使金属性能恢复到冷变形前的水平。 2. 2. 回复动力学特点回复动力学特点桅汀凝叛垄蹭室医术庙涡悟肩譬殴亢蠢菏赣乏尧蹲菱韭盅润喷雀或碎浪殖第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l假设变形造成的缺陷密度为假设变形造成的缺陷密度为假设变形造成的缺陷密度为
37、假设变形造成的缺陷密度为C Cd d，则：，则：，则：，则：l l1-R=BC1-R=BCd dl l两边求导可得二则的变化速率：两边求导可得二则的变化速率：两边求导可得二则的变化速率：两边求导可得二则的变化速率：l l回复时，缺陷的运动为一个热激活过程，故：回复时，缺陷的运动为一个热激活过程，故：回复时，缺陷的运动为一个热激活过程，故：回复时，缺陷的运动为一个热激活过程，故：l l两式合并得两式合并得两式合并得两式合并得l l积分得：积分得：积分得：积分得：l lCC为积分常数。为积分常数。为积分常数。为积分常数。l l可以看出，回复阶段性能随时间而衰减，服从指数规律。可以看出，回复阶段性能
38、随时间而衰减，服从指数规律。可以看出，回复阶段性能随时间而衰减，服从指数规律。可以看出，回复阶段性能随时间而衰减，服从指数规律。3.3.回复动力学方程回复动力学方程 呻抢骨超倘宙讲邻看矗尚堂蹋盗讶善秉哲储凑老董向垣哩看靳努驳榷虹换第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l如果在不同温度下回复得相同程度，则如果在不同温度下回复得相同程度，则如果在不同温度下回复得相同程度，则如果在不同温度下回复得相同程度，则1-R1-R为常数，将上为常数，将上为常数，将上为常数，将上式两边取自然对数得：式两边取自然对数得：式两边取自然对数得：式两边取自然对数得：l llnlnt tC+Q/RTC+Q/RTl l式中式
39、中式中式中C C为常数，为常数，为常数，为常数，将将将将lnlnt t1/T1/T作图，可得到直线，由直线斜作图，可得到直线，由直线斜作图，可得到直线，由直线斜作图，可得到直线，由直线斜率可求得回复过程的激活能。率可求得回复过程的激活能。率可求得回复过程的激活能。率可求得回复过程的激活能。Q=RmQ=Rm。l l由于回复机制不同，回复各阶段的激活能不同。由于回复机制不同，回复各阶段的激活能不同。由于回复机制不同，回复各阶段的激活能不同。由于回复机制不同，回复各阶段的激活能不同。l l实验表明，实验表明，实验表明，实验表明，短时回复激活能接近于空位迁移能，长时间回短时回复激活能接近于空位迁移能，
40、长时间回短时回复激活能接近于空位迁移能，长时间回短时回复激活能接近于空位迁移能，长时间回复与铁的自扩散激活能相近。复与铁的自扩散激活能相近。复与铁的自扩散激活能相近。复与铁的自扩散激活能相近。l l有人认为：有人认为：有人认为：有人认为：回复开始以空位迁移为主，后期以位错攀移为回复开始以空位迁移为主，后期以位错攀移为回复开始以空位迁移为主，后期以位错攀移为回复开始以空位迁移为主，后期以位错攀移为主。主。主。主。回复动力学方程回复动力学方程 握寺轨拿粗券截岂矗澡鄙勃令企荔秽阁痉吨榆啤磋脚瓮设刀蜒沽觅掌管值第章回复与再结晶第章回复与再结晶8.2.3 8.2.3 回复退火的应用回复退火的应用l l主
41、要用作去应力退火，使冷加工金属在基主要用作去应力退火，使冷加工金属在基本上保持加工硬化的状态下降低其内应力，本上保持加工硬化的状态下降低其内应力，以稳定和改善性能，减少变形和开裂，提以稳定和改善性能，减少变形和开裂，提高耐蚀性。高耐蚀性。l l回火温度越高，回复速度越快，加工硬化回火温度越高，回复速度越快，加工硬化残余分数越小。残余分数越小。壶胀估擞祷筏冀韦勃馆围雁散沃晌励濒们两咕池吃即北阳江揽麓撤汛篇舆第章回复与再结晶第章回复与再结晶8.3 再结晶l l冷变形后的金属加热到一定温度后，冷变形后的金属加热到一定温度后，在原来的变形组织中产生无畸变的新在原来的变形组织中产生无畸变的新晶粒，而且性
42、能恢复到变形以前的完晶粒，而且性能恢复到变形以前的完全软化状态，这个过程称为再结晶，全软化状态，这个过程称为再结晶，其驱动力为冷变形时所产生的储能。其驱动力为冷变形时所产生的储能。雍灼欣氰姻瓢谆可自顽岛腻良酱陇妄饲圣纲拘回恍谓戈仪羹慨炮秃紫澳豁第章回复与再结晶第章回复与再结晶8.3.1 8.3.1 再结晶的形核和长大机制再结晶的形核和长大机制l l一、形核一、形核一、形核一、形核l l再结晶的形核和长大机制目前还存在争议，根据变形量的再结晶的形核和长大机制目前还存在争议，根据变形量的再结晶的形核和长大机制目前还存在争议，根据变形量的再结晶的形核和长大机制目前还存在争议，根据变形量的不同，人们提
43、出了不同的形核和长大机制。不同，人们提出了不同的形核和长大机制。不同，人们提出了不同的形核和长大机制。不同，人们提出了不同的形核和长大机制。l l1 1、小变形量的弓出形核机制、小变形量的弓出形核机制、小变形量的弓出形核机制、小变形量的弓出形核机制l l对于变形程度较小（一般小于对于变形程度较小（一般小于对于变形程度较小（一般小于对于变形程度较小（一般小于2020）的金属，其再结）的金属，其再结）的金属，其再结）的金属，其再结晶核心多以晶界弓出方式形成，即应变诱导晶界移动或称晶核心多以晶界弓出方式形成，即应变诱导晶界移动或称晶核心多以晶界弓出方式形成，即应变诱导晶界移动或称晶核心多以晶界弓出方
44、式形成，即应变诱导晶界移动或称为凸出形核机制。为凸出形核机制。为凸出形核机制。为凸出形核机制。蹲伦闪概傅掠注汁舱睛需日应机瑞镊妓讲演笛奉委塔儒简了岸扒嘱特惫厦第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l由于变形不均，相邻晶粒的位错密度相差较大，此时一小段会由于变形不均，相邻晶粒的位错密度相差较大，此时一小段会由于变形不均，相邻晶粒的位错密度相差较大，此时一小段会由于变形不均，相邻晶粒的位错密度相差较大，此时一小段会向位错密度较高的一侧突然弓出，晶界弓出部分为原晶界的一向位错密度较高的一侧突然弓出，晶界弓出部分为原晶界的一向位错密度较高的一侧突然弓出，晶界弓出部分为原晶界的一向位错密度较高的一侧突然弓
45、出，晶界弓出部分为原晶界的一小段，两端被钉扎。小段，两端被钉扎。小段，两端被钉扎。小段，两端被钉扎。l l弓出的驱动力为晶界弓出前后引起的单位体积储存能之差弓出的驱动力为晶界弓出前后引起的单位体积储存能之差弓出的驱动力为晶界弓出前后引起的单位体积储存能之差弓出的驱动力为晶界弓出前后引起的单位体积储存能之差E Es s，l l弓出的阻力为晶界能的增加弓出的阻力为晶界能的增加弓出的阻力为晶界能的增加弓出的阻力为晶界能的增加2 2s s s s/R/Rl ls s s s表面能，表面能，表面能，表面能，R R弓出半径弓出半径弓出半径弓出半径1 1、小变形量的弓出形核机制、小变形量的弓出形核机制逃褂碎
46、簧鲤引兹殷林慑骏缨馒个赵馒逼廉围痹脾氨劲酪鳖低圈总杀崇排皿第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l当晶界弓出成一半球，当晶界弓出成一半球，当晶界弓出成一半球，当晶界弓出成一半球，R R最小，即最小，即最小，即最小，即RRminmin=L(=L(弓出球冠的半径）时，弓出球冠的半径）时，弓出球冠的半径）时，弓出球冠的半径）时， 2 2s s s s/R/R达到最大，因此达到最大，因此达到最大，因此达到最大，因此l l发生弓出的条件为：发生弓出的条件为：发生弓出的条件为：发生弓出的条件为：l lE Es s22s s s s/L/Ll l因此，增加因此，增加因此，增加因此，增加E Es s或减小或减小
47、或减小或减小L L均可减小形核的阻力，使形核容易。均可减小形核的阻力，使形核容易。均可减小形核的阻力，使形核容易。均可减小形核的阻力，使形核容易。l l晶界弓出一旦超过晶界弓出一旦超过晶界弓出一旦超过晶界弓出一旦超过 半球形，由于半球形，由于半球形，由于半球形，由于R R逐渐增大，逐渐增大，逐渐增大，逐渐增大，E Es s22s s s s/R/R逐渐减逐渐减逐渐减逐渐减小，晶核可自动长大。小，晶核可自动长大。小，晶核可自动长大。小，晶核可自动长大。小变形量的弓出形核机制小变形量的弓出形核机制岿肿板的莫赌变淌尼椰俐键灵淖谆妆寞腥拆木髓找载渗罗柜拿履牲斗冈赖第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l
48、适于大变形的高层错能金属适于大变形的高层错能金属适于大变形的高层错能金属适于大变形的高层错能金属 的再结晶。的再结晶。的再结晶。的再结晶。l l采用多边化和亚晶界的采用多边化和亚晶界的采用多边化和亚晶界的采用多边化和亚晶界的“Y”“Y”过或通过相邻亚晶的转动，过或通过相邻亚晶的转动，过或通过相邻亚晶的转动，过或通过相邻亚晶的转动，逐步使亚晶逐步使亚晶逐步使亚晶逐步使亚晶A,B,CA,B,C合并成大晶粒。合并成大晶粒。合并成大晶粒。合并成大晶粒。2 2、亚晶合并形核机制、亚晶合并形核机制袋殷约距对赁查诧底纯箔石巳烯嘶钞惧励丸氨徽他枕今钥摧哩饵笺废幕尊第章回复与再结晶第章回复与再结晶适于低层错能金
49、属适于低层错能金属适于低层错能金属适于低层错能金属 。变形量很大的低层错能金属扩展层错宽度大，不易束变形量很大的低层错能金属扩展层错宽度大，不易束变形量很大的低层错能金属扩展层错宽度大，不易束变形量很大的低层错能金属扩展层错宽度大，不易束集，交滑移困难，位错密度很高。位错密度很高的微小区集，交滑移困难，位错密度很高。位错密度很高的微小区集，交滑移困难，位错密度很高。位错密度很高的微小区集，交滑移困难，位错密度很高。位错密度很高的微小区域通过位错攀移和重新分布形成低位错密度的亚晶粒。然域通过位错攀移和重新分布形成低位错密度的亚晶粒。然域通过位错攀移和重新分布形成低位错密度的亚晶粒。然域通过位错攀
50、移和重新分布形成低位错密度的亚晶粒。然后通过亚晶合并和亚晶长大，使亚晶界与基体间的取向差后通过亚晶合并和亚晶长大，使亚晶界与基体间的取向差后通过亚晶合并和亚晶长大，使亚晶界与基体间的取向差后通过亚晶合并和亚晶长大，使亚晶界与基体间的取向差增大，直至形成大角度晶界，便成为再结晶的核心。增大，直至形成大角度晶界，便成为再结晶的核心。增大，直至形成大角度晶界，便成为再结晶的核心。增大，直至形成大角度晶界，便成为再结晶的核心。3 3、亚晶粒蚕食机制、亚晶粒蚕食机制禄豢井趁迄残零阁橱访端袒撬桑蒲漱庆霓摹蔫规澄拜刨木孔驰獭脾王魔膝第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l形核之后，无畸变核心与周围畸变的旧晶形
51、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，粒之间的应变能差是核心长大的驱动力，当各个新晶粒彼此接触，原来变形的旧晶当各个新晶粒彼此接触，原来变形的旧晶粒全部消失时，再结晶过程即告完成。粒全部消失时，再结晶过程即告完成。二、长大二、长大沪蛰吩京廊等痉壶裕殴川愈承诚嘿汞栅符挑历纸多媒煽雾滋庞猿饵柒埋秧第章回复与再结晶第章回复与再结晶8.3.2 8.3.2 再结晶动力学再结晶动力学l l1 1恒温动力学曲线恒温动力学曲线恒温动力学曲线恒温动力学曲线 l l冷轧冷轧冷轧冷轧60%60%的含的含的含的含Si3.25Si3.25钢的等温再结晶钢的等温再结晶钢的等温再结晶钢的等温
52、再结晶l l具有典型的形核、长大过程的动力学特征。具有典型的形核、长大过程的动力学特征。具有典型的形核、长大过程的动力学特征。具有典型的形核、长大过程的动力学特征。伏每奔袱芍活缘玛议褪辱惹础湘笺锚旅眯芯煌腮尹躬基年厌雌非晶袱梦眺第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l从图可以看出，从图可以看出，从图可以看出，从图可以看出，温度越高，孕育期越短，再结晶速度越快。温度越高，孕育期越短，再结晶速度越快。温度越高，孕育期越短，再结晶速度越快。温度越高，孕育期越短，再结晶速度越快。l l再结晶动力学可以用阿弗拉密（再结晶动力学可以用阿弗拉密（再结晶动力学可以用阿弗拉密（再结晶动力学可以用阿弗拉密（Avra
53、miAvrami）方程描述：）方程描述：）方程描述：）方程描述：x xv v1 1exp(-Btexp(-BtK K) )l l式中式中式中式中B B和和和和K K均为常数，均为常数，均为常数，均为常数，K K取决于再结晶晶核的衰减情况，当取决于再结晶晶核的衰减情况，当取决于再结晶晶核的衰减情况，当取决于再结晶晶核的衰减情况，当晶核为三维时，晶核为三维时，晶核为三维时，晶核为三维时，K=3-4.K=3-4.1 1恒温动力学曲线恒温动力学曲线 巢驹旺衷煤燕暂盯恬赣翼爪法佃锤脂锅应湾刚鸦佛菩匿映驾罕补讣据谐粮第章回复与再结晶第章回复与再结晶B B和和和和K K可由试验获得：可由试验获得：可由试验获
54、得：可由试验获得：通过移项和取自然对数，阿弗拉密方程可以整理为：通过移项和取自然对数，阿弗拉密方程可以整理为：通过移项和取自然对数，阿弗拉密方程可以整理为：通过移项和取自然对数，阿弗拉密方程可以整理为：两边取对数得到：两边取对数得到：两边取对数得到：两边取对数得到：作作作作lgtlgt图，对大多数金属，二者基本呈直线关系，图，对大多数金属，二者基本呈直线关系，图，对大多数金属，二者基本呈直线关系，图，对大多数金属，二者基本呈直线关系，直线斜率即为直线斜率即为直线斜率即为直线斜率即为K K值。值。值。值。恒温动力学曲线恒温动力学曲线 讳笼潍积蛇套僧泥侨姻湛姚臆沂局蛙样起惨蛛钥柏峦搔镶才接键雅船猴
55、骚第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l冷变形金属的再结晶过程实际为一个热激活过程，因此再冷变形金属的再结晶过程实际为一个热激活过程，因此再冷变形金属的再结晶过程实际为一个热激活过程，因此再冷变形金属的再结晶过程实际为一个热激活过程，因此再结晶速度可以用阿累尼乌斯公式描述：结晶速度可以用阿累尼乌斯公式描述：结晶速度可以用阿累尼乌斯公式描述：结晶速度可以用阿累尼乌斯公式描述：l l再结晶速度再结晶速度再结晶速度再结晶速度V V再再再再反比于再结晶时间的倒数反比于再结晶时间的倒数反比于再结晶时间的倒数反比于再结晶时间的倒数t t1 1，l l所以：所以：所以：所以：l l式中式中式中式中AA为比例
56、系数，两边求对数：为比例系数，两边求对数：为比例系数，两边求对数：为比例系数，两边求对数：l lln(1/t)ln(1/t)与与与与1/T1/T呈直线关系，直线斜率即为再结晶激活能。呈直线关系，直线斜率即为再结晶激活能。呈直线关系，直线斜率即为再结晶激活能。呈直线关系，直线斜率即为再结晶激活能。恒温动力学曲线恒温动力学曲线 鸳袜寝圈搂字胶瞧诅兽穆唤勺斑礼浓锁势旺卯场蘸配芍秀刺伏普鲜病戍少第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l通常把再结晶温度定义为经过严重冷变形的金属通常把再结晶温度定义为经过严重冷变形的金属通常把再结晶温度定义为经过严重冷变形的金属通常把再结晶温度定义为经过严重冷变形的金属（7
57、0%70%），加热），加热），加热），加热1 1小时，再结晶体积占到总体积的小时，再结晶体积占到总体积的小时，再结晶体积占到总体积的小时，再结晶体积占到总体积的95%95%的温度。的温度。的温度。的温度。l l另外，另外，另外，另外，有的文献把保温有的文献把保温有的文献把保温有的文献把保温3060min3060min，开始发生再结晶或完，开始发生再结晶或完，开始发生再结晶或完，开始发生再结晶或完成成成成50%50%再结晶的温度定义为再结晶温度，再结晶的温度定义为再结晶温度，再结晶的温度定义为再结晶温度，再结晶的温度定义为再结晶温度，因此，因此，因此，因此，引用再结引用再结引用再结引用再结晶温度
58、时，必须注意它的具体条件。晶温度时，必须注意它的具体条件。晶温度时，必须注意它的具体条件。晶温度时，必须注意它的具体条件。l l对于对于对于对于工业纯金属工业纯金属工业纯金属工业纯金属，其起始再结晶温度与熔点之间存在下列，其起始再结晶温度与熔点之间存在下列，其起始再结晶温度与熔点之间存在下列，其起始再结晶温度与熔点之间存在下列关系关系关系关系：TT再再再再= =（0.30.40.30.4）T T熔熔熔熔8.3.3 8.3.3 影响再结晶的因素影响再结晶的因素碰耘炔胜佳菩溃析丈毅艇藻揩燃酝卯纠蛙懈舟报颠昆电水驳厨姨氨拔颇叼第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l1 1、温度：、温度：、温度：、温度
59、：温度越高，再结晶速度越快，完成再结温度越高，再结晶速度越快，完成再结温度越高，再结晶速度越快，完成再结温度越高，再结晶速度越快，完成再结晶的时间越短。晶的时间越短。晶的时间越短。晶的时间越短。影响再结晶的因素影响再结晶的因素叭旦画斥露瘦苑伎最辱篮采禄容刮厕战升豫略泵务憾抨裔尼文凌俱取奶慢第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l2 2变形程度变形程度变形程度变形程度变形程度增高，再结晶速度加快，变形程度增高，再结晶速度加快，变形程度增高，再结晶速度加快，变形程度增高，再结晶速度加快，再结晶温度降低，并逐步趋于一稳定值。再结晶温度降低，并逐步趋于一稳定值。再结晶温度降低，并逐步趋于一稳定值。再结晶
60、温度降低，并逐步趋于一稳定值。 工业纯工业纯工业纯工业纯金属的最低再结晶温度约为金属的最低再结晶温度约为金属的最低再结晶温度约为金属的最低再结晶温度约为0.4T0.4Tmm（K K）影响再结晶的因素影响再结晶的因素盯疼橇厉咖踏拇贩惋显帜又音瘸撂弊躁朔镊沸贺汇势寒排亨述瓣诞毋痰螟第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l3 3、微量溶质原子、微量溶质原子、微量溶质原子、微量溶质原子 l l阻碍再结晶过程，升高再结晶温度阻碍再结晶过程，升高再结晶温度阻碍再结晶过程，升高再结晶温度阻碍再结晶过程，升高再结晶温度l l可能原因可能原因可能原因可能原因: :溶质原子与位错及晶界间存在着交互作用，使溶质溶质原
61、子与位错及晶界间存在着交互作用，使溶质溶质原子与位错及晶界间存在着交互作用，使溶质溶质原子与位错及晶界间存在着交互作用，使溶质原子倾向于在位错及晶界处偏聚，对位错的滑移与攀原子倾向于在位错及晶界处偏聚，对位错的滑移与攀原子倾向于在位错及晶界处偏聚，对位错的滑移与攀原子倾向于在位错及晶界处偏聚，对位错的滑移与攀移和晶界的迁移起着阻碍作用，从而不利于再结晶的移和晶界的迁移起着阻碍作用，从而不利于再结晶的移和晶界的迁移起着阻碍作用，从而不利于再结晶的移和晶界的迁移起着阻碍作用，从而不利于再结晶的形核和核的长大，阻碍再结晶过程。形核和核的长大，阻碍再结晶过程。形核和核的长大，阻碍再结晶过程。形核和核的
62、长大，阻碍再结晶过程。 影响再结晶的因素影响再结晶的因素碑翠涅填驶慌巢酝赏圣妨浴熙茨段膝陈恃阂荣适迸邵所够卜扑歪斧折欣时第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l4 4、原始晶粒尺寸、原始晶粒尺寸、原始晶粒尺寸、原始晶粒尺寸 l l在其他条件相同的情况下，金属的原始晶粒越在其他条件相同的情况下，金属的原始晶粒越在其他条件相同的情况下，金属的原始晶粒越在其他条件相同的情况下，金属的原始晶粒越细小，则变形的抗力越大，冷变形后储存的能量细小，则变形的抗力越大，冷变形后储存的能量细小，则变形的抗力越大，冷变形后储存的能量细小，则变形的抗力越大，冷变形后储存的能量较高，再结晶温度则较低。较高，再结晶温度则较
63、低。较高，再结晶温度则较低。较高，再结晶温度则较低。 l l相同变形度条件下，相同变形度条件下，相同变形度条件下，相同变形度条件下，晶粒越细，晶粒越细，晶粒越细，晶粒越细，晶界面积越大，晶界面积越大，晶界面积越大，晶界面积越大，可供形核的位置增加，形核率增加，可供形核的位置增加，形核率增加，可供形核的位置增加，形核率增加，可供形核的位置增加，形核率增加，再结晶速度再结晶速度再结晶速度再结晶速度增加增加增加增加。影响再结晶的因素影响再结晶的因素枚诲钠藩姚跨家慨副遏涝密三化渠慰像悠近李雏肯昌锯挽擂烽矽娃从搐鸟第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l5、第二相粒子、第二相粒子l l第二相粒子的存在既可
64、能促进基体金属的第二相粒子的存在既可能促进基体金属的再结晶，也可能阻碍再结晶。再结晶，也可能阻碍再结晶。l l在分散相粒子的直径较大，粒子间距较在分散相粒子的直径较大，粒子间距较大的情况下，促进再结晶大的情况下，促进再结晶。l l小的分散相粒子和小的粒子间距阻碍再结小的分散相粒子和小的粒子间距阻碍再结晶。晶。影响再结晶的因素影响再结晶的因素沪痔牲卸慰惺二栖蓉狸乾担锄枢殷踏劣涪宾茶撞玉挚湘澄昭如话赠踞籍矿第章回复与再结晶第章回复与再结晶8.3.4 8.3.4 再结晶后的晶粒尺寸再结晶后的晶粒尺寸l l由于晶粒大小对材料性能将产生重要影响，因此，由于晶粒大小对材料性能将产生重要影响，因此，由于晶粒
65、大小对材料性能将产生重要影响，因此，由于晶粒大小对材料性能将产生重要影响，因此，调整再结晶退火参数，控制再结晶的晶粒尺寸，在生产调整再结晶退火参数，控制再结晶的晶粒尺寸，在生产调整再结晶退火参数，控制再结晶的晶粒尺寸，在生产调整再结晶退火参数，控制再结晶的晶粒尺寸，在生产中具有一定的实际意义。中具有一定的实际意义。中具有一定的实际意义。中具有一定的实际意义。l l运用约翰逊一梅厄方程，可以证明再结晶后晶粒尺寸运用约翰逊一梅厄方程，可以证明再结晶后晶粒尺寸运用约翰逊一梅厄方程，可以证明再结晶后晶粒尺寸运用约翰逊一梅厄方程，可以证明再结晶后晶粒尺寸d d与形核率与形核率与形核率与形核率和长大速率和
66、长大速率和长大速率和长大速率之间存在着下列关系：之间存在着下列关系：之间存在着下列关系：之间存在着下列关系：乳鬃显茹胚吓购查而敲粘菱氦畅拍吗孝翰急赵佣柞拄蛰邑哪啤涨浇界卵懂第章回复与再结晶第章回复与再结晶l la a变形度的影响变形度的影响变形度的影响变形度的影响 l l冷变形程度对再结晶后晶粒冷变形程度对再结晶后晶粒冷变形程度对再结晶后晶粒冷变形程度对再结晶后晶粒大小的影响如图所示。大小的影响如图所示。大小的影响如图所示。大小的影响如图所示。l l当变形程度很小时，晶粒尺寸即当变形程度很小时，晶粒尺寸即当变形程度很小时，晶粒尺寸即当变形程度很小时，晶粒尺寸即为原始晶粒的尺寸为原始晶粒的尺寸为
67、原始晶粒的尺寸为原始晶粒的尺寸，这是因为变，这是因为变，这是因为变，这是因为变形量过小，造成的储存能不足以形量过小，造成的储存能不足以形量过小，造成的储存能不足以形量过小，造成的储存能不足以驱动再结晶，所以晶粒大小没有驱动再结晶，所以晶粒大小没有驱动再结晶，所以晶粒大小没有驱动再结晶，所以晶粒大小没有变化。变化。变化。变化。再结晶后的晶粒尺寸再结晶后的晶粒尺寸根拼绑慢驻娩竿湍乘跟咬混仇癣谐趁诧廷煎叁涤酪哦夫泣漱即画疏挡鄙蛾第章回复与再结晶第章回复与再结晶再结晶后的晶粒尺寸再结晶后的晶粒尺寸l l当变形程度增大到一定数值后，当变形程度增大到一定数值后，当变形程度增大到一定数值后，当变形程度增大到
68、一定数值后，此时的畸变能已足以引起再结晶，此时的畸变能已足以引起再结晶，此时的畸变能已足以引起再结晶，此时的畸变能已足以引起再结晶，但由于变形程度不大但由于变形程度不大但由于变形程度不大但由于变形程度不大，因此，因此，因此，因此得到特别粗大的晶粒。得到特别粗大的晶粒。得到特别粗大的晶粒。得到特别粗大的晶粒。l l通常，把对应于再结晶后得到特通常，把对应于再结晶后得到特通常，把对应于再结晶后得到特通常，把对应于再结晶后得到特别粗大晶粒的变形程度称为别粗大晶粒的变形程度称为别粗大晶粒的变形程度称为别粗大晶粒的变形程度称为“ “临临临临界变形度界变形度界变形度界变形度” ”，l l当变形量大于临界变
69、形量之后，当变形量大于临界变形量之后，当变形量大于临界变形量之后，当变形量大于临界变形量之后，变形度愈大，晶粒愈细化。变形度愈大，晶粒愈细化。变形度愈大，晶粒愈细化。变形度愈大，晶粒愈细化。l l对有些合金会出现异常长大。对有些合金会出现异常长大。对有些合金会出现异常长大。对有些合金会出现异常长大。斋赡湾裁训锌疏获牲吗弄豺炮菊鞘帚沮乔穷碉约定葵迈没纽准吼遍蝎鞠纹第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l退火温度对刚完成再结晶时晶粒尺寸的影响比较弱。提高退火温度对刚完成再结晶时晶粒尺寸的影响比较弱。提高退火温度对刚完成再结晶时晶粒尺寸的影响比较弱。提高退火温度对刚完成再结晶时晶粒尺寸的影响比较弱。提
70、高退火温度可使再结晶的速度显著加快，临界变形度数值变退火温度可使再结晶的速度显著加快，临界变形度数值变退火温度可使再结晶的速度显著加快，临界变形度数值变退火温度可使再结晶的速度显著加快，临界变形度数值变小。小。小。小。b退火温度的影响退火温度的影响韩枝夫侯掩愿正秘邓簿增挺炬眷埃律蔫押扒疼般姑俊驭环主了昧眶耸锰徐第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l再结晶结束后，材料通常得到细小等轴晶粒，若继续提高再结晶结束后，材料通常得到细小等轴晶粒，若继续提高再结晶结束后，材料通常得到细小等轴晶粒，若继续提高再结晶结束后，材料通常得到细小等轴晶粒，若继续提高加热温度或延长加热时间，将引起晶粒进一步长大。加热
71、温度或延长加热时间，将引起晶粒进一步长大。加热温度或延长加热时间，将引起晶粒进一步长大。加热温度或延长加热时间，将引起晶粒进一步长大。l l对晶粒长大而言，晶界移动的驱动力通常来自于界面对晶粒长大而言，晶界移动的驱动力通常来自于界面对晶粒长大而言，晶界移动的驱动力通常来自于界面对晶粒长大而言，晶界移动的驱动力通常来自于界面能的降低。能的降低。能的降低。能的降低。l l晶粒长大按其特点可分为两类：晶粒长大按其特点可分为两类：晶粒长大按其特点可分为两类：晶粒长大按其特点可分为两类：l l正常晶粒长大正常晶粒长大正常晶粒长大正常晶粒长大, ,表现为大多数晶粒几乎同时逐渐均匀长大；表现为大多数晶粒几乎
72、同时逐渐均匀长大；表现为大多数晶粒几乎同时逐渐均匀长大；表现为大多数晶粒几乎同时逐渐均匀长大；l l异常晶粒长大（二次再结晶），异常晶粒长大（二次再结晶），异常晶粒长大（二次再结晶），异常晶粒长大（二次再结晶），表现为为少数晶粒突发性表现为为少数晶粒突发性表现为为少数晶粒突发性表现为为少数晶粒突发性的不均匀长大。的不均匀长大。的不均匀长大。的不均匀长大。8.4 8.4 晶粒长大晶粒长大迪筒兜奇褪疾嗣事丫蔫灿唉和蝇袒涤由隔讳缨识俘到剩噶缺咋挖眠蔗剿彼第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l1 1、定义：、定义：、定义：、定义：l l指晶体中有许多晶粒获得长大条件，晶粒的长大是连指晶体中有许多晶粒获
73、得长大条件，晶粒的长大是连指晶体中有许多晶粒获得长大条件，晶粒的长大是连指晶体中有许多晶粒获得长大条件，晶粒的长大是连续地，均匀地进行，晶粒长大过程中晶粒的尺寸是比较均续地，均匀地进行，晶粒长大过程中晶粒的尺寸是比较均续地，均匀地进行，晶粒长大过程中晶粒的尺寸是比较均续地，均匀地进行，晶粒长大过程中晶粒的尺寸是比较均匀的，晶粒平均尺寸的增大也是连续的。匀的，晶粒平均尺寸的增大也是连续的。匀的，晶粒平均尺寸的增大也是连续的。匀的，晶粒平均尺寸的增大也是连续的。l l2 2、晶粒长大的驱动力、晶粒长大的驱动力、晶粒长大的驱动力、晶粒长大的驱动力l l晶粒长大的驱动力，整体看为晶粒长大前后总的界面能
74、晶粒长大的驱动力，整体看为晶粒长大前后总的界面能晶粒长大的驱动力，整体看为晶粒长大前后总的界面能晶粒长大的驱动力，整体看为晶粒长大前后总的界面能差。差。差。差。l l细小的晶粒细小的晶粒细小的晶粒细小的晶粒较粗大晶粒具有更多的晶界，较粗大晶粒具有更多的晶界，较粗大晶粒具有更多的晶界，较粗大晶粒具有更多的晶界，晶界能高，晶界能高，晶界能高，晶界能高，故细晶粒长大使自由能下降，故细晶粒长大使自由能下降，故细晶粒长大使自由能下降，故细晶粒长大使自由能下降，因此，因此，因此，因此，细晶粒长大为粗晶粒细晶粒长大为粗晶粒细晶粒长大为粗晶粒细晶粒长大为粗晶粒是一个自发的过程。是一个自发的过程。是一个自发的过
75、程。是一个自发的过程。一、晶粒的正常长大一、晶粒的正常长大奸几蛾倡朗筹舰扎旭用竖穷速口洗痛风逝扒沂盒涡嘱和吸椅七厦锻圃刻嫉第章回复与再结晶第章回复与再结晶 弯曲的晶界总是趋向于平直化，即向曲率中心移动以减少界弯曲的晶界总是趋向于平直化，即向曲率中心移动以减少界弯曲的晶界总是趋向于平直化，即向曲率中心移动以减少界弯曲的晶界总是趋向于平直化，即向曲率中心移动以减少界面积，同时，大角度晶界的迁移率总是大于小角度晶界的迁移面积，同时，大角度晶界的迁移率总是大于小角度晶界的迁移面积，同时，大角度晶界的迁移率总是大于小角度晶界的迁移面积，同时，大角度晶界的迁移率总是大于小角度晶界的迁移率。率。率。率。 晶
76、界移动的单位面积上的驱动力为：晶界移动的单位面积上的驱动力为：晶界移动的单位面积上的驱动力为：晶界移动的单位面积上的驱动力为：2 2、晶粒长大的驱动力、晶粒长大的驱动力挑韶疽掌咨窗珐谊谨翼礁室纸敢芽察酚惜亨炊蓖莫欺定汝柑刃犹公搔记妻第章回复与再结晶第章回复与再结晶l lP P：晶界迁移的驱动力：晶界迁移的驱动力：晶界迁移的驱动力：晶界迁移的驱动力 l lg g g gb b：晶界单位面积：晶界单位面积：晶界单位面积：晶界单位面积 的界面能的界面能的界面能的界面能 l lR1R1、R2R2：曲面的两个主曲率半径：曲面的两个主曲率半径：曲面的两个主曲率半径：曲面的两个主曲率半径 l l可见晶界迁移
77、的驱动力随可见晶界迁移的驱动力随可见晶界迁移的驱动力随可见晶界迁移的驱动力随g g g gb b的增大而增的增大而增的增大而增的增大而增大，随晶界的曲率半径增大而减小，大，随晶界的曲率半径增大而减小，大，随晶界的曲率半径增大而减小，大，随晶界的曲率半径增大而减小，晶界的移动方向总是指向曲率中心。晶界的移动方向总是指向曲率中心。晶界的移动方向总是指向曲率中心。晶界的移动方向总是指向曲率中心。当晶界为三维空间的任意曲面时，作用在单位界面上的力当晶界为三维空间的任意曲面时，作用在单位界面上的力当晶界为三维空间的任意曲面时，作用在单位界面上的力当晶界为三维空间的任意曲面时，作用在单位界面上的力P P为
78、：为：为：为：晶粒长大的驱动力晶粒长大的驱动力拷宗检倪宪像驮至喘咋促膏士寻抱在责坦梢戊挥墅挞题祷詹孟烹尘坐至儒第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l晶界总是向角度较锐的晶粒方向移动，晶界总是向角度较锐的晶粒方向移动，晶界总是向角度较锐的晶粒方向移动，晶界总是向角度较锐的晶粒方向移动， 力图使三个夹角都等于力图使三个夹角都等于力图使三个夹角都等于力图使三个夹角都等于120120度。度。度。度。l l当界面张力平衡时：当界面张力平衡时：当界面张力平衡时：当界面张力平衡时：l l因为大角度晶界因为大角度晶界因为大角度晶界因为大角度晶界T TA A=T=TB B=T=TC C， 而而而而 A+B+C=
79、360A+B+C=360度度度度 A=B=C=120A=B=C=120度度度度晶粒长大的驱动力晶粒长大的驱动力桶挣雁藤粳献辗蛰拳拌靛等槛毒烹养赠拐稠疑评新铁因玖撅今恰币趋牌仓第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l在相同体积情况下，球形晶粒晶界面积最小，但如果威球在相同体积情况下，球形晶粒晶界面积最小，但如果威球在相同体积情况下，球形晶粒晶界面积最小，但如果威球在相同体积情况下，球形晶粒晶界面积最小，但如果威球形，会出现堆砌间隙，因此实际晶粒呈十四面体。形，会出现堆砌间隙，因此实际晶粒呈十四面体。形，会出现堆砌间隙，因此实际晶粒呈十四面体。形，会出现堆砌间隙，因此实际晶粒呈十四面体。3 3、晶粒
80、的稳定形貌、晶粒的稳定形貌获数啄旗贺缝蚤搪苯植窿铅痉恼国影焊柴霍尹现奇赎澈卸曳馏导嘿设印瓶第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l 在二维坐标中在二维坐标中在二维坐标中在二维坐标中l l晶界边数少于晶界边数少于晶界边数少于晶界边数少于6 6的晶粒，的晶粒，的晶粒，的晶粒，其晶界向外凸出，其晶界向外凸出，其晶界向外凸出，其晶界向外凸出，必然逐渐缩小，甚至消失必然逐渐缩小，甚至消失必然逐渐缩小，甚至消失必然逐渐缩小，甚至消失l l边数大于边数大于边数大于边数大于6 6的晶粒，晶界向内凹进，逐渐长大的晶粒，晶界向内凹进，逐渐长大的晶粒，晶界向内凹进，逐渐长大的晶粒，晶界向内凹进，逐渐长大l l当晶粒的
81、边数为当晶粒的边数为当晶粒的边数为当晶粒的边数为6 6时，处于稳定状态。时，处于稳定状态。时，处于稳定状态。时，处于稳定状态。 晶粒的稳定形貌晶粒的稳定形貌蹋呸甜帛笼礼榴孔蹈汀齿膛撮柔邯抽锥避故泣朵刑禄移弗熔褐功集砒鼓永第章回复与再结晶第章回复与再结晶4 4、影响晶粒长大（即晶界迁移率）的因素、影响晶粒长大（即晶界迁移率）的因素 l l11）温度）温度）温度）温度 温度越高，晶粒长大速度越快，晶粒越温度越高，晶粒长大速度越快，晶粒越温度越高，晶粒长大速度越快，晶粒越温度越高，晶粒长大速度越快，晶粒越粗大粗大粗大粗大 。l l2 2）第二相）第二相）第二相）第二相 质点质点质点质点 榆也需姐髓衙
82、迅灶源么猛娜坐绩榆完型秋类剖迢招腕甫逛保俞讶邓凤凉啸第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l（3 3）杂质及合金元素）杂质及合金元素）杂质及合金元素）杂质及合金元素l l可溶解的杂质或合金元素阻碍晶界迁移，特别是晶界可溶解的杂质或合金元素阻碍晶界迁移，特别是晶界可溶解的杂质或合金元素阻碍晶界迁移，特别是晶界可溶解的杂质或合金元素阻碍晶界迁移，特别是晶界偏聚现象显著的元素，其阻碍作用更大。偏聚现象显著的元素，其阻碍作用更大。偏聚现象显著的元素，其阻碍作用更大。偏聚现象显著的元素，其阻碍作用更大。l l但当温度很高时，晶界偏聚可能消失，其阻碍作用减弱甚但当温度很高时，晶界偏聚可能消失，其阻碍作用减弱
83、甚但当温度很高时，晶界偏聚可能消失，其阻碍作用减弱甚但当温度很高时，晶界偏聚可能消失，其阻碍作用减弱甚至消失。至消失。至消失。至消失。l l(4)(4)相邻晶粒的位相差相邻晶粒的位相差相邻晶粒的位相差相邻晶粒的位相差l l小角度晶界的界面能低，界面移动的驱动力小，移动速度小角度晶界的界面能低，界面移动的驱动力小，移动速度小角度晶界的界面能低，界面移动的驱动力小，移动速度小角度晶界的界面能低，界面移动的驱动力小，移动速度慢；大角度晶界的可动性高。慢；大角度晶界的可动性高。慢；大角度晶界的可动性高。慢；大角度晶界的可动性高。影响晶粒长大（即晶界迁移率）的因素影响晶粒长大（即晶界迁移率）的因素 宝琶
84、栓赖嗓淖毗双喂驯茹迎砂帖缅八臭绵今堪检狂泛蝇唯膊垒辆度脱舅亡第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l1.1.定义：定义：定义：定义：l l将再结晶完成后的金属继续加热至某一温度以上，或更长时间的将再结晶完成后的金属继续加热至某一温度以上，或更长时间的将再结晶完成后的金属继续加热至某一温度以上，或更长时间的将再结晶完成后的金属继续加热至某一温度以上，或更长时间的保温，会有少数几个晶粒优先长大，成为特别粗大的晶粒，而其周保温，会有少数几个晶粒优先长大，成为特别粗大的晶粒，而其周保温，会有少数几个晶粒优先长大，成为特别粗大的晶粒，而其周保温，会有少数几个晶粒优先长大，成为特别粗大的晶粒，而其周围较细的
85、晶粒则逐渐被吞食掉，整个金属由少数比再结晶后晶粒要围较细的晶粒则逐渐被吞食掉，整个金属由少数比再结晶后晶粒要围较细的晶粒则逐渐被吞食掉，整个金属由少数比再结晶后晶粒要围较细的晶粒则逐渐被吞食掉，整个金属由少数比再结晶后晶粒要大几十倍甚至几百倍的特大晶粒组成。大几十倍甚至几百倍的特大晶粒组成。大几十倍甚至几百倍的特大晶粒组成。大几十倍甚至几百倍的特大晶粒组成。 8.4.2 8.4.2 晶粒的异常长大（二次再结晶）晶粒的异常长大（二次再结晶）饱幂蘑霄俞译迹彰贺非暑碧涟镊打橡参协细如话诲无篆旅归嚎沟阿该尿息第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l2.2.驱动力：驱动力：驱动力：驱动力：l l同正常晶粒
86、长大一样，是长大前后的界面能差同正常晶粒长大一样，是长大前后的界面能差同正常晶粒长大一样，是长大前后的界面能差同正常晶粒长大一样，是长大前后的界面能差 l l3.3.产生条件：产生条件：产生条件：产生条件：l l正常晶粒长大过程被弥散的第二相质点或杂质、织构正常晶粒长大过程被弥散的第二相质点或杂质、织构正常晶粒长大过程被弥散的第二相质点或杂质、织构正常晶粒长大过程被弥散的第二相质点或杂质、织构热蚀沟等所强烈热蚀沟等所强烈热蚀沟等所强烈热蚀沟等所强烈 阻碍，能够长大的晶粒数目较少，致使晶阻碍，能够长大的晶粒数目较少，致使晶阻碍，能够长大的晶粒数目较少，致使晶阻碍，能够长大的晶粒数目较少，致使晶粒
87、大小相差悬殊。粒大小相差悬殊。粒大小相差悬殊。粒大小相差悬殊。 晶粒的异常长大（二次再结晶）晶粒的异常长大（二次再结晶）英田疙疲兹聪慕穗堵羚龋晴冠撮狈故净宴辕辙系享哥虽记矾昆框咙荣天足第章回复与再结晶第章回复与再结晶 钉扎晶界的第二相溶于基体钉扎晶界的第二相溶于基体钉扎晶界的第二相溶于基体钉扎晶界的第二相溶于基体. . . .4 4 4 4 机制机制机制机制 再结晶织构中位向一致晶粒的合并再结晶织构中位向一致晶粒的合并再结晶织构中位向一致晶粒的合并再结晶织构中位向一致晶粒的合并. . . . 大晶粒吞并小晶粒大晶粒吞并小晶粒大晶粒吞并小晶粒大晶粒吞并小晶粒. . . . 各向异性各向异性各向异
88、性各向异性 织构明显织构明显织构明显织构明显 优化磁导率优化磁导率优化磁导率优化磁导率 5 5 对组织和性能的影响对组织和性能的影响对组织和性能的影响对组织和性能的影响 晶粒大小不均晶粒大小不均晶粒大小不均晶粒大小不均 性能不均性能不均性能不均性能不均 降低强度和塑韧性降低强度和塑韧性降低强度和塑韧性降低强度和塑韧性 晶粒粗大晶粒粗大晶粒粗大晶粒粗大 提高表面粗糙度提高表面粗糙度提高表面粗糙度提高表面粗糙度晶粒的异常长大（二次再结晶）晶粒的异常长大（二次再结晶）膏捣蛮摇离智归盼耘淋暴翱育贱评筑攻扔伤号懦蛙楚赊连司玖态熟就洒篓第章回复与再结晶第章回复与再结晶8.5 8.5 金属的热变形金属的热变
89、形l l将金属或合金加热至再结晶温度以上进行的压力加工称为将金属或合金加热至再结晶温度以上进行的压力加工称为将金属或合金加热至再结晶温度以上进行的压力加工称为将金属或合金加热至再结晶温度以上进行的压力加工称为热变形或热加工。热变形或热加工。热变形或热加工。热变形或热加工。 l l热加工时，硬化过程与软化过程是同时进行的，按其特征热加工时，硬化过程与软化过程是同时进行的，按其特征热加工时，硬化过程与软化过程是同时进行的，按其特征热加工时，硬化过程与软化过程是同时进行的，按其特征不同，可分为：不同，可分为：不同，可分为：不同，可分为：l l(1)(1)动态回复动态回复动态回复动态回复 l l(2)
90、(2)动态再结晶动态再结晶动态再结晶动态再结晶 l l 是在温度和负荷联合作用下发生的。是在温度和负荷联合作用下发生的。是在温度和负荷联合作用下发生的。是在温度和负荷联合作用下发生的。 邀冻丁姨揣仇九刽具纳瘦婶轿宇畴污洼檄猩蒙坏坊厚喂仆贷浚脸技裔担究第章回复与再结晶第章回复与再结晶l lII II动态回复的初始阶段：动态回复的初始阶段：动态回复的初始阶段：动态回复的初始阶段：材料材料材料材料发生塑性流动，并发生加工硬发生塑性流动，并发生加工硬发生塑性流动，并发生加工硬发生塑性流动，并发生加工硬化均匀塑变阶段化均匀塑变阶段化均匀塑变阶段化均匀塑变阶段 。 l lIIIIII稳态变形阶段稳态变形阶
91、段稳态变形阶段稳态变形阶段: :应力随应变应力随应变应力随应变应力随应变不发生变化，在恒应力条件下不发生变化，在恒应力条件下不发生变化，在恒应力条件下不发生变化，在恒应力条件下持续变形，此时的应力成为流持续变形，此时的应力成为流持续变形，此时的应力成为流持续变形，此时的应力成为流变应力。变应力。变应力。变应力。（1 1）真应力）真应力）真应力）真应力真应变曲线真应变曲线真应变曲线真应变曲线I I微应变阶段微应变阶段微应变阶段微应变阶段 ：变形开始阶段，应力随应变的增加而增大，变形开始阶段，应力随应变的增加而增大，变形开始阶段，应力随应变的增加而增大，变形开始阶段，应力随应变的增加而增大，但增大
92、速度越来越小。但增大速度越来越小。但增大速度越来越小。但增大速度越来越小。1 1动态回复动态回复 继翠仟谗订渡谅晌腾痕遂逛纲幸庆桓因诅违侍砍辖隐旺拭盅捂尚古谩挥矫第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l变形温度一定，应变速率大，变形温度一定，应变速率大，变形温度一定，应变速率大，变形温度一定，应变速率大，达到稳定阶段的应力和应变也达到稳定阶段的应力和应变也达到稳定阶段的应力和应变也达到稳定阶段的应力和应变也大。大。大。大。l l应变速率一定，变形温度越高，应变速率一定，变形温度越高，应变速率一定，变形温度越高，应变速率一定，变形温度越高，流变应力越小。流变应力越小。流变应力越小。流变应力越小。动
93、态回复动态回复 硝亲筐袜侦瓜镑讯羊掖殃矛雇泼胚否疑狞腊祈苫弃寞镁藕度虱摹捞决宦椿第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l（2 2）组织结构的变化）组织结构的变化）组织结构的变化）组织结构的变化 l l热加工后的晶粒沿变形方向伸长，同时，晶粒内部出现动热加工后的晶粒沿变形方向伸长，同时，晶粒内部出现动热加工后的晶粒沿变形方向伸长，同时，晶粒内部出现动热加工后的晶粒沿变形方向伸长，同时，晶粒内部出现动态回复所形成的等轴亚晶粒。态回复所形成的等轴亚晶粒。态回复所形成的等轴亚晶粒。态回复所形成的等轴亚晶粒。l l亚晶尺寸与稳态流变应力成反比，并随变形温度升高和变亚晶尺寸与稳态流变应力成反比，并随变形温度
94、升高和变亚晶尺寸与稳态流变应力成反比，并随变形温度升高和变亚晶尺寸与稳态流变应力成反比，并随变形温度升高和变形速度降低而增大。形速度降低而增大。形速度降低而增大。形速度降低而增大。l l采采采采用用用用低低低低的的的的变变变变形形形形终终终终止止止止温温温温度度度度、大大大大的的的的最最最最终终终终变变变变形形形形量量量量、 快快快快的的的的冷冷冷冷却却却却速速速速度度度度可获得细小晶粒可获得细小晶粒可获得细小晶粒可获得细小晶粒。 动态回复动态回复 擅勺莉朽沪普赣权锥鸦蔫蜂匝弃羞呕痘疆镊赃峦第汽向一榨酿向拂属获役第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l(3(3）动态回复的机制：）动态回复的机制：
95、）动态回复的机制：）动态回复的机制：l l是位错的攀移和交滑移，攀移在动态回复中起主要是位错的攀移和交滑移，攀移在动态回复中起主要是位错的攀移和交滑移，攀移在动态回复中起主要是位错的攀移和交滑移，攀移在动态回复中起主要的作用。的作用。的作用。的作用。l l层错能的高低是决定动态回复层错能的高低是决定动态回复层错能的高低是决定动态回复层错能的高低是决定动态回复 进行充分与否的关键进行充分与否的关键进行充分与否的关键进行充分与否的关键因素因素因素因素，动态回复易，动态回复易，动态回复易，动态回复易 在层错能高的金属，如铝及铝合在层错能高的金属，如铝及铝合在层错能高的金属，如铝及铝合在层错能高的金属
96、，如铝及铝合金中发生金中发生金中发生金中发生 。动态回复动态回复 幕岿杆痞桨校勺耳豌秤臀尉乃重耿举刃郴起善舔搪辩官五敦慰婴抹羚命芯第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l（1 1）真应力）真应力）真应力）真应力真应变曲线真应变曲线真应变曲线真应变曲线l lI I加工硬化阶段加工硬化阶段加工硬化阶段加工硬化阶段 （00c c) )。加工硬化占主导地位，发加工硬化占主导地位，发加工硬化占主导地位，发加工硬化占主导地位，发生部分再结晶，曲线上升。生部分再结晶，曲线上升。生部分再结晶，曲线上升。生部分再结晶，曲线上升。l lII II动态再结晶的初始阶段动态再结晶的初始阶段动态再结晶的初始阶段动态再结晶
97、的初始阶段 （ c cs s）。随变形量的增加，。随变形量的增加，。随变形量的增加，。随变形量的增加，位错密度增加，动态再结晶加快，软化作用渐增，曲线下位错密度增加，动态再结晶加快，软化作用渐增，曲线下位错密度增加，动态再结晶加快，软化作用渐增，曲线下位错密度增加，动态再结晶加快，软化作用渐增，曲线下降。降。降。降。 l lIIIIII稳态流变阶段稳态流变阶段稳态流变阶段稳态流变阶段 （ss）。变形造成的）。变形造成的）。变形造成的）。变形造成的硬化与再结晶造成的软硬化与再结晶造成的软硬化与再结晶造成的软硬化与再结晶造成的软化达到动态平衡。化达到动态平衡。化达到动态平衡。化达到动态平衡。8.5
98、. 2 8.5. 2 动态再结晶动态再结晶 械拉皿矿测羊吻荤改岩殃鸭去挝栗枣睬彭将大交脓芒猾厢奴导拢楷纳歹冒第章回复与再结晶第章回复与再结晶（1 1）真应力）真应力真应变曲线真应变曲线 原因：原因：原因：原因：l laa低的应变速率或高的变形温度下，位低的应变速率或高的变形温度下，位低的应变速率或高的变形温度下，位低的应变速率或高的变形温度下，位错密度增加速率小，动态再结晶后必须错密度增加速率小，动态再结晶后必须错密度增加速率小，动态再结晶后必须错密度增加速率小，动态再结晶后必须进一步加工硬化，才能再一次进行再结进一步加工硬化，才能再一次进行再结进一步加工硬化，才能再一次进行再结进一步加工硬化
99、，才能再一次进行再结晶形核，使得动态再结晶与加工硬化交晶形核，使得动态再结晶与加工硬化交晶形核，使得动态再结晶与加工硬化交晶形核，使得动态再结晶与加工硬化交替进行。替进行。替进行。替进行。l l应变速率一定，升高温度与温度一定时，应变速率一定，升高温度与温度一定时，应变速率一定，升高温度与温度一定时，应变速率一定，升高温度与温度一定时，降低应变速率对真应力真应变曲线的降低应变速率对真应力真应变曲线的降低应变速率对真应力真应变曲线的降低应变速率对真应力真应变曲线的影响相同。影响相同。影响相同。影响相同。在低应变速率下稳态阶段曲线呈波浪状在低应变速率下稳态阶段曲线呈波浪状在低应变速率下稳态阶段曲线
100、呈波浪状在低应变速率下稳态阶段曲线呈波浪状烯新彝廓胡氛鸿腺屋虽眷情找来青问新磺各壕荷巡歹诬仅饰歌悬盲览泊呢第章回复与再结晶第章回复与再结晶（2 2）组织结构的变化）组织结构的变化l l晶粒是等轴的，大小不均匀晶粒是等轴的，大小不均匀晶粒是等轴的，大小不均匀晶粒是等轴的，大小不均匀，晶界呈锯齿状，晶界呈锯齿状，晶界呈锯齿状，晶界呈锯齿状，等等等等轴晶内存轴晶内存轴晶内存轴晶内存在在在在被缠结位错所分割成的被缠结位错所分割成的被缠结位错所分割成的被缠结位错所分割成的亚晶粒亚晶粒亚晶粒亚晶粒。风熙履狂磕流智圣碗裔盎攻啪员镍骇展琢刁耳捻筹紧癌久枪筋砌你疆碌剿第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l层错能
101、较低的金属，如铜及铜合金，扩展位错宽度大，不层错能较低的金属，如铜及铜合金，扩展位错宽度大，不层错能较低的金属，如铜及铜合金，扩展位错宽度大，不层错能较低的金属，如铜及铜合金，扩展位错宽度大，不易束集，难于交滑移和攀移，局部位置容易形成高为错密易束集，难于交滑移和攀移，局部位置容易形成高为错密易束集，难于交滑移和攀移，局部位置容易形成高为错密易束集，难于交滑移和攀移，局部位置容易形成高为错密度，容易发生再结晶。度，容易发生再结晶。度，容易发生再结晶。度，容易发生再结晶。l l热加工过程中发生的软化过程主要来自动态再结晶。热加工过程中发生的软化过程主要来自动态再结晶。热加工过程中发生的软化过程主
102、要来自动态再结晶。热加工过程中发生的软化过程主要来自动态再结晶。l l现存的晶界往往是动态再结晶的主要形核之处。现存的晶界往往是动态再结晶的主要形核之处。现存的晶界往往是动态再结晶的主要形核之处。现存的晶界往往是动态再结晶的主要形核之处。l l形变温度越高，应变速率越小，应变量越大，越有利于动形变温度越高，应变速率越小，应变量越大，越有利于动形变温度越高，应变速率越小，应变量越大，越有利于动形变温度越高，应变速率越小，应变量越大，越有利于动态再结晶。态再结晶。态再结晶。态再结晶。l l动态再结晶的晶粒大小动态再结晶的晶粒大小动态再结晶的晶粒大小动态再结晶的晶粒大小d d主要决定于热变形时的流变
103、应力主要决定于热变形时的流变应力主要决定于热变形时的流变应力主要决定于热变形时的流变应力 。 l lddn n：nn常数常数常数常数0.10.50.10.5组织结构的变化组织结构的变化茨邹澜则肾洞菲剔豁袭健酮拴焉牛媒螺旺永帅落扇拭瞳邹肄莱椽婶捉峦劫第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l1 1消除了某些铸造缺陷，较铸态具有较佳的机械性能。消除了某些铸造缺陷，较铸态具有较佳的机械性能。消除了某些铸造缺陷，较铸态具有较佳的机械性能。消除了某些铸造缺陷，较铸态具有较佳的机械性能。 l l2 2加工流线加工流线加工流线加工流线: :枝晶偏析，夹杂，晶界偏聚枝晶偏析，夹杂，晶界偏聚枝晶偏析，夹杂，晶界偏聚
104、枝晶偏析，夹杂，晶界偏聚 ，第二相沿加，第二相沿加，第二相沿加，第二相沿加工方向分布。工方向分布。工方向分布。工方向分布。8.5.3 8.5.3 热加工对金属组织和性能的影响热加工对金属组织和性能的影响硫陀书嘻靛僳拷驴惧琉额雍袍件铰叁浚诅沙炼贼拟南塘拎皱毕临姿哎麻乳第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l3 3带状组织带状组织带状组织带状组织 热加工对金属组织和性能的影响热加工对金属组织和性能的影响瘁孤歼税淮曰急亭喳七眶瞩桥携菲委虹秋好标诅令漂混忘敌耕康汤西以罪第章回复与再结晶第章回复与再结晶l l4 4显微组织的细化显微组织的细化显微组织的细化显微组织的细化l l通过动态回复和动态再结晶后通过
105、动态回复和动态再结晶后通过动态回复和动态再结晶后通过动态回复和动态再结晶后，在晶粒内部都形在晶粒内部都形在晶粒内部都形在晶粒内部都形成了亚晶粒，成了亚晶粒，成了亚晶粒，成了亚晶粒，具有这种亚组织的材料，具有这种亚组织的材料，具有这种亚组织的材料，具有这种亚组织的材料，其强度、其强度、其强度、其强度、韧性提高，称为亚组织强化，韧性提高，称为亚组织强化，韧性提高，称为亚组织强化，韧性提高，称为亚组织强化，其屈服强度与亚晶其屈服强度与亚晶其屈服强度与亚晶其屈服强度与亚晶尺寸尺寸尺寸尺寸d ds s之间满足之间满足之间满足之间满足Hall-petchHall-petch公式：公式：公式：公式： 热加工对金属组织和性能的影响热加工对金属组织和性能的影响灵罢泅卧蚤速庐绞楚恋汗站久戴全陨性侩靛疙坟鞘魂巫熬羊撮炔砚范橡侦第章回复与再结晶第章回复与再结晶
