CH5.3 回复与再结晶(2013级)
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回复与再结晶ppt
金属材料的回复与再结晶
金属材料在高温或高压下发生塑性变形，随后在较低的温度 或压力下发生再结晶，改变晶格结构和相变，提高材料的强 度和韧性。
半导体材料的回复与再结晶
半导体材料在高温或高压下的回复过程中，通过晶格结构的 变化和缺陷的修复，材料的电学性能得到改善。
THANKS
谢谢您的观看
汇报的目的和背景
汇报目的
本次汇报旨在探讨回复与再结晶对金属材料性能的影响以及应用方面的研究 进展。
背景
随着工业和科技的发展，金属材料在各个领域的应用越来越广泛，而回复与 再结晶作为金属材料热处理过程中的重要环节，对于提高金属材料的综合性 能具有重要意义。
02
回复
回复的定义和特点
回复是指一种物质在受到外部刺激（如温度、压力、电磁波 等）后，产生的某种反应或变化。
对回复与再结晶未来发展的展望
探索新的回复与再结晶技术，提高材料的综合 性能和可靠性，以满足现代科技和工业发展的 需求。
加强回复与再结晶基础理论的研究，深入探讨 材料在回复与再结晶过程中微观结构和物理性 质的演变规律。
研究新型材料在回复与再结晶过程中的行为和 特性，拓展回复与再结晶理论的应用范围。
对回复与再结晶具体案例的分析
升温
将金属加热到一定温度，使其发生再结晶 。
形核
在金属中形成新的晶核。
晶粒细化
通过控制温度和变形量，细化晶粒，提高 金属性能。
长大
新晶核逐渐长大，形成新的晶粒组织。
04
回复与再结晶的关系
回复与再结晶的联系
两种现象都与材料在高温下发生的物理性质变化有关。 两种现象都受到材料内部结构的影响。
回复与再结晶的区别
回复的特点是具有滞后性和不完全性。即，回复是在外部刺 激作用下的一个过程，需要一定的时间和能量，且回复的程 度往往不能完全恢复到初始状态。
金属材料在高温或高压下发生塑性变形，随后在较低的温度 或压力下发生再结晶，改变晶格结构和相变，提高材料的强 度和韧性。
半导体材料的回复与再结晶
半导体材料在高温或高压下的回复过程中，通过晶格结构的 变化和缺陷的修复，材料的电学性能得到改善。
THANKS
谢谢您的观看
汇报的目的和背景
汇报目的
本次汇报旨在探讨回复与再结晶对金属材料性能的影响以及应用方面的研究 进展。
背景
随着工业和科技的发展，金属材料在各个领域的应用越来越广泛，而回复与 再结晶作为金属材料热处理过程中的重要环节，对于提高金属材料的综合性 能具有重要意义。
02
回复
回复的定义和特点
回复是指一种物质在受到外部刺激（如温度、压力、电磁波 等）后，产生的某种反应或变化。
对回复与再结晶未来发展的展望
探索新的回复与再结晶技术，提高材料的综合 性能和可靠性，以满足现代科技和工业发展的 需求。
加强回复与再结晶基础理论的研究，深入探讨 材料在回复与再结晶过程中微观结构和物理性 质的演变规律。
研究新型材料在回复与再结晶过程中的行为和 特性，拓展回复与再结晶理论的应用范围。
对回复与再结晶具体案例的分析
升温
将金属加热到一定温度，使其发生再结晶 。
形核
在金属中形成新的晶核。
晶粒细化
通过控制温度和变形量，细化晶粒，提高 金属性能。
长大
新晶核逐渐长大，形成新的晶粒组织。
04
回复与再结晶的关系
回复与再结晶的联系
两种现象都与材料在高温下发生的物理性质变化有关。 两种现象都受到材料内部结构的影响。
回复与再结晶的区别
回复的特点是具有滞后性和不完全性。即，回复是在外部刺 激作用下的一个过程，需要一定的时间和能量，且回复的程 度往往不能完全恢复到初始状态。
金属热加工中的回复与再结晶
金属热加工中的回复与再结晶在金属热加工过程中，材料的微观结构和性能会发生变化，以适应加工过程中的高温和应力条件。
其中，回复和再结晶是两个非常重要的过程，它们对金属热加工的质量和最终产品的性能有着至关重要的影响。
回复是指在一定温度和应力作用下，金属内部微观结构发生调整的过程。
这个过程可以消除部分或全部加工过程中的应力，使材料恢复到接近原始态的稳定结构。
回复主要通过位错的滑移和攀移来实现。
在回复过程中，位错发生相对移动，进而重新排列成较为规则的几何排列，从而减少材料内部的应力。
这种排列的改变可以在一定程度上提高材料的塑性和韧性。
在金属热加工过程中，回复现象可以被用来消除加工产生的残余应力，提高材料的力学性能。
例如，在锻造和轧制过程中，适当的回复可以降低残余应力，提高产品的质量。
回复还可以改善材料的尺寸精度和稳定性。
再结晶是指金属在高温下失去有序的晶体结构，然后在较低的温度下重新获得有序结构的过程。
这个过程通常包括晶核的形成和晶核的长大两个阶段。
再结晶主要通过形核和长大来实现。
在形核阶段，金属内部形成新的晶核，这个过程需要一定的能量。
在长大阶段，新的晶核不断吸收周围的原子，使其体积不断增大。
在金属热加工过程中，再结晶现象可以用来细化材料的晶粒，提高其力学性能。
例如，在铸造和热处理过程中，适当的再结晶可以细化材料内部的晶粒结构，提高其强度和韧性。
再结晶还可以消除材料内部的残余应力，提高其尺寸精度和稳定性。
回复和再结晶是两个相互、相互影响的过程。
在金属热加工过程中，回复主要发生在再结晶之前，它可以消除加工过程中产生的残余应力，为再结晶创造良好的条件。
而再结晶则是在回复的基础上，通过形核和长大等过程，使金属内部结构重新有序化，进一步提高材料的性能。
回复和再结晶对金属热加工性能的影响也十分重要。
在适当的条件下，回复和再结晶可以有效地提高材料的强度、韧性、尺寸精度和稳定性等指标，使产品具有更好的使用性能。
因此，在实际金属热加工过程中，应充分考虑回复和再结晶的影响，通过优化工艺参数来获得高质量的产品。
材料科学基础-回复与再结晶
— 电阻： 回复阶段已有大的变化(与点缺陷有
关) — 内应力：
回复阶段消除大部或全部内应力； 再结晶阶段全部消除微观内应力 — 亚晶粒尺寸： 回复阶段变化小； 接近再结晶时，显著增大 — 密度： 再结晶阶段急剧增高(缺陷减少) — 储存能的变化： 再结晶阶段释放多
第二节：回复
现象：除内应力大大减少外，在光学显微镜下看不到金 相组织的变化。在电子显微镜下观察，点缺陷有所减少，位 错在形态上也有变化，但数量没有明显减少。
正常长大影响因素
1）温度：温度影响界面迁移速度，温度越高，界面迁移速 度越大，因而晶粒长大速度也越快。
2）时间：正常晶粒长大时，一定温度下，平均晶粒直径随 保温时间的平方根而增大。
3）第二相粒子：第二相粒子对界面迁移有约束力，阻碍界 面迁移、晶粒长大。粒子尺寸越小，粒子的体积分数越大， 极限的平均晶粒尺寸也越小。
再结晶织构的形成机制
— 定向生长理论：晶核位向各异，只有特殊位向的容易长大 — 定向形核理论：再结晶晶核具有择优取向
制耳现象：在冲制筒形和杯形零件时，各向变形不均匀， 造成薄厚不均、边缘不齐的现象。
第五节：金属的热变形
金属的热变形：金属在再结晶温度以上进行的加工、变形。
热变形的实质是:变形中形变硬化和动态软化同时进行的过程， 形变硬化为动态软化所抵消，因而不显示加工硬化作用。
— 退火温度的影响：
退火温度对刚完成再结晶时晶粒尺寸的影响不 大；但对再结晶速率影响很大，降低临界变形 度数值；促进再结晶后的晶粒的长大，温度越 高晶粒越粗
第四节：晶粒长大
晶粒长大：再结晶结束后，材料通常得到新的细小的无畸变的 等轴晶粒，若继续提高加热温度或延长加热时间，引起晶粒进 一步长大的现象 驱动力：总晶界能的降低 按特点分类： — 正常长大：大多数晶粒几乎同时逐渐均匀长大 — 异常长大：少数晶粒突发性的不均匀长大
关) — 内应力：
回复阶段消除大部或全部内应力； 再结晶阶段全部消除微观内应力 — 亚晶粒尺寸： 回复阶段变化小； 接近再结晶时，显著增大 — 密度： 再结晶阶段急剧增高(缺陷减少) — 储存能的变化： 再结晶阶段释放多
第二节：回复
现象：除内应力大大减少外，在光学显微镜下看不到金 相组织的变化。在电子显微镜下观察，点缺陷有所减少，位 错在形态上也有变化，但数量没有明显减少。
正常长大影响因素
1）温度：温度影响界面迁移速度，温度越高，界面迁移速 度越大，因而晶粒长大速度也越快。
2）时间：正常晶粒长大时，一定温度下，平均晶粒直径随 保温时间的平方根而增大。
3）第二相粒子：第二相粒子对界面迁移有约束力，阻碍界 面迁移、晶粒长大。粒子尺寸越小，粒子的体积分数越大， 极限的平均晶粒尺寸也越小。
再结晶织构的形成机制
— 定向生长理论：晶核位向各异，只有特殊位向的容易长大 — 定向形核理论：再结晶晶核具有择优取向
制耳现象：在冲制筒形和杯形零件时，各向变形不均匀， 造成薄厚不均、边缘不齐的现象。
第五节：金属的热变形
金属的热变形：金属在再结晶温度以上进行的加工、变形。
热变形的实质是:变形中形变硬化和动态软化同时进行的过程， 形变硬化为动态软化所抵消，因而不显示加工硬化作用。
— 退火温度的影响：
退火温度对刚完成再结晶时晶粒尺寸的影响不 大；但对再结晶速率影响很大，降低临界变形 度数值；促进再结晶后的晶粒的长大，温度越 高晶粒越粗
第四节：晶粒长大
晶粒长大：再结晶结束后，材料通常得到新的细小的无畸变的 等轴晶粒，若继续提高加热温度或延长加热时间，引起晶粒进 一步长大的现象 驱动力：总晶界能的降低 按特点分类： — 正常长大：大多数晶粒几乎同时逐渐均匀长大 — 异常长大：少数晶粒突发性的不均匀长大
回复与再结晶ppt
华为公司通过不断优化研发流程，实现了从需求收集到 产品发布的快速迭代。这种方法缩短了产品研发周期， 提高了研发效率，同时降低了研发成本。此外，华为还 通过引入敏捷开发方法，提高项目管理效率和团队协作 能力。
06
结论
本报告的主要观点
经过对市场和技术的分析，我们发现 回复与再结晶技术具有巨大的潜力。
VS
再结晶
当回复后的金属继续加热到更高的温度范 围时，由于热激活作用，发生有利的晶界 移动，使原始的变形晶粒通过晶界向新的 、未变形的晶粒转化，这种现象被称为再 结晶。
回复与再结晶的重要性
1 2
金属加工过程中的重要阶段
在金属材料的加工过程中，回复与再结晶是重 要的物理冶金过程，对材料的最终组织和性能 有重要影响。
建立完善的标准体系，加强对回复与再结晶技 术的监管和评估，确保技术的安全性和可靠性 。
建议
1
鼓励企业加大研发投入，提高回复与再结晶技 术的核心竞争力。
2
加强产学研合作，推动技术成果转化和应用。
3
政府可以出台相关政策，对回复与再结晶技术 的发展给予支持，引导资金、人才等资源向该 领域集聚。
THANKS
改善材料性能
适当的回复和再结晶可以有效地改善材料的韧 性、延展性和加工性能。
3
调整材料加工工艺
通过控制回复和再结晶过程，可以调整材料的 加工工艺，提高生产效率和产品质量。
报告的结构
引言
简要介绍回复与再结晶 的重要性和本报告的目 的和内容。
金属变形与回 复
详细介绍金属变形的基 本原理、回复现象及其 影响因素等。
回复与再结晶技术能够有效提高产品的质 量和稳定性，降低生产成本，并减少对环 境的影响。
未来，随着技术的不断进步和应用 领域的拓展，回复与再结晶技术将 具有更加广泛的应用前景。
06
结论
本报告的主要观点
经过对市场和技术的分析，我们发现 回复与再结晶技术具有巨大的潜力。
VS
再结晶
当回复后的金属继续加热到更高的温度范 围时，由于热激活作用，发生有利的晶界 移动，使原始的变形晶粒通过晶界向新的 、未变形的晶粒转化，这种现象被称为再 结晶。
回复与再结晶的重要性
1 2
金属加工过程中的重要阶段
在金属材料的加工过程中，回复与再结晶是重 要的物理冶金过程，对材料的最终组织和性能 有重要影响。
建立完善的标准体系，加强对回复与再结晶技 术的监管和评估，确保技术的安全性和可靠性 。
建议
1
鼓励企业加大研发投入，提高回复与再结晶技 术的核心竞争力。
2
加强产学研合作，推动技术成果转化和应用。
3
政府可以出台相关政策，对回复与再结晶技术 的发展给予支持，引导资金、人才等资源向该 领域集聚。
THANKS
改善材料性能
适当的回复和再结晶可以有效地改善材料的韧 性、延展性和加工性能。
3
调整材料加工工艺
通过控制回复和再结晶过程，可以调整材料的 加工工艺，提高生产效率和产品质量。
报告的结构
引言
简要介绍回复与再结晶 的重要性和本报告的目 的和内容。
金属变形与回 复
详细介绍金属变形的基 本原理、回复现象及其 影响因素等。
回复与再结晶技术能够有效提高产品的质 量和稳定性，降低生产成本，并减少对环 境的影响。
未来，随着技术的不断进步和应用 领域的拓展，回复与再结晶技术将 具有更加广泛的应用前景。
回复和再结晶讲解
氏硬度HV与加热温度之间的关系
下面分别详细介绍回复、再结晶、晶粒长大、 再结晶织构以及金属材料的热加工。
第二节 回复 在这一节，涉及的主要问题是：
一、回复的作用 二、回复的动力学 三、回复的机制 四、回复退火的应用
一、回复的作用
260º进行“去应力退火”，内应力能够大部分消除， 而强度、硬度基本不变。这样处理所发生的过程就是回 复。
4、在回复和再结晶的过程中，金属会释放出冷塑 性变形所储存的能量，同时性能也会发生相应的变化。
Δ P,mW Δ ρ ,10-6Ω ·cm HV
125 Δρ
100
HV
30
75
20
50 10
25
ΔP
0
100
200
300
400
温度，°C
图8-1 在室温经75%压缩变形的纯铝(纯度99.998%)以 6ºC/sec的加热速度加热时,热量差Δ P、比电阻的变化Δ ρ 及维
第八章 回复与再结晶
第一节 概述
问题:
1、金属或合金经塑性变形后，为什么要进行退火处理？
金属或合金经塑性变形后，强度、硬度、电阻率和矫 顽力等升高，塑性、韧性、导磁率和耐蚀性则下降，为使 经冷塑性变形的金属的机械性能恢复到冷塑性变形前的状 态，需要对金属加热进行退火。
2、为什么将加工硬化的金属加热到适当的温度能使其恢 复到冷塑性变形前的状态呢？
3、经冷塑性变形的金属加热时，经过那些阶段？各 阶段的特点？
依次经过回复、再结晶和晶粒长大三个阶段 （此三阶段有部分交迭）。如图1所示：
回复
再结晶
晶粒长大
0
T1
T2Biblioteka T3图1 回复、再结晶、晶粒长大过程示意图
下面分别详细介绍回复、再结晶、晶粒长大、 再结晶织构以及金属材料的热加工。
第二节 回复 在这一节，涉及的主要问题是：
一、回复的作用 二、回复的动力学 三、回复的机制 四、回复退火的应用
一、回复的作用
260º进行“去应力退火”，内应力能够大部分消除， 而强度、硬度基本不变。这样处理所发生的过程就是回 复。
4、在回复和再结晶的过程中，金属会释放出冷塑 性变形所储存的能量，同时性能也会发生相应的变化。
Δ P,mW Δ ρ ,10-6Ω ·cm HV
125 Δρ
100
HV
30
75
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50 10
25
ΔP
0
100
200
300
400
温度，°C
图8-1 在室温经75%压缩变形的纯铝(纯度99.998%)以 6ºC/sec的加热速度加热时,热量差Δ P、比电阻的变化Δ ρ 及维
第八章 回复与再结晶
第一节 概述
问题:
1、金属或合金经塑性变形后，为什么要进行退火处理？
金属或合金经塑性变形后，强度、硬度、电阻率和矫 顽力等升高，塑性、韧性、导磁率和耐蚀性则下降，为使 经冷塑性变形的金属的机械性能恢复到冷塑性变形前的状 态，需要对金属加热进行退火。
2、为什么将加工硬化的金属加热到适当的温度能使其恢 复到冷塑性变形前的状态呢？
3、经冷塑性变形的金属加热时，经过那些阶段？各 阶段的特点？
依次经过回复、再结晶和晶粒长大三个阶段 （此三阶段有部分交迭）。如图1所示：
回复
再结晶
晶粒长大
0
T1
T2Biblioteka T3图1 回复、再结晶、晶粒长大过程示意图
《回复和再结晶》课件
回复的类型和特点
动态回复
发生在高温快速冷却过程中，晶格缺陷快速消失。
静态回复
发生在相对较低温度下，晶格缺陷比较稳定，回复速度较慢。
回复特点
包括晶粒形状恢复、细化晶粒、消耗应变能以及调整晶格结构等。
再结晶的过程和影响因素
1
晶粒长大
原先晶粒消失，新的晶粒长大，形成新的晶界。
2
再结晶温度
温度过高或过低都会影响再结晶的进行。
钢材再结晶
通过控制再结晶过程，可以调整 钢材的晶粒尺寸和结构，提高其 强度和耐腐蚀性。
半导体制造
回复和再结晶在半导体制造中起 到重要的作用，通过微结构调控 改善半导体器件性能。
总结与展望
通过本课件的学习，我们了解了回复和再结晶的概念、类型以及影响因素。 同时，我们也看到它们在材料加工、强化技术和材料改性中的重要应用。未 来，随着科学技术的发展，回复和再结晶将继续在材料科学领域发挥重要作 用。
3
应力状态
应力存在会抑制再结晶的发生。
回复和再结晶的应用
1 材料加工
通过控制回复和再结晶过程，可以改善材料的塑性和强度。
2 强化技术
再结晶可以改变材料的微观结构，提高其性能和使用寿命。
3 材料改性
回复和再结晶可以改变材料的结构和性能，满足特定需求。
实例分析
金属锻造
通过应用回复和再结晶技术，可 以改善金属锻件的塑性和韧性， 提高产品质量。
回复和再结晶 PPT课件
欢迎各位观众参加我们今天的演讲，本PPT课件将介绍回复和再结晶的概念、 类型、过程、影响因素以及应用，并通过实例分析，最终给出总结和展望。
回复与再结晶的概念
回复和再结晶是材料学中重要的两个概念。回复是材料在高温条件下晶格重 新排列，消除应力和调整晶体
53 回复和再结晶
回复过程是一个驰豫过程，具有以下特点： ①回复过程在加热后立刻开始，没有孕育期；
②回复开始的速率很大，随着时间的延长，逐渐 降低，直至趋于零；
③加热温度越高，最终回复程度也越高；
④变形量越大，初始晶粒尺寸越小，都有助于加 快回复速率。
回复特征通常可用一级反应方程来表达，即：
dx cx
出回复过程的激活能Q。
铁的回复实验表明，短时间回复时，其激活能与空位 迁移澈活能相近，长时间回复时，其激活能与铁的自扩散 激活能相近。因此对于冷变形金属的回复不能用单一机制 描述。
(二) 回复机制
（1）低温回复
此时因温度较低，原子活动能力有限，一般局限于点
缺陷的运动，通过空位迁移至晶界、位错或与间隙原子结
1.冷变形金属在加热时的组织和性能变化 2. 回复 3. 再结晶 4. 晶粒长大 5. 再结晶织构与退火孪晶
5.3.1 冷变形金属在加热时的组织 和性能变化
1.显微组织变化 回复（recovery):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，在金相显微镜中无明 显变化； 再结晶：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； 晶粒长大 ：指再结晶结束后晶粒的长大过程。 这一过程如下图所示
5.3.4. 晶粒长大
再结晶结束后，材料的晶粒一般比较细小 (等轴晶)，若继续升温或延长保温时间，晶粒 会继续长大。晶粒长大是一个自发过程。晶粒 长大的驱动力来自总的界面能的降低。
根据再结晶后晶粒长大特点，分为: （1）正常晶粒长大:均匀长大 （2）异常晶粒长大:不均匀长大，又称二次 再结晶；把通常说的再结晶称为一次再结晶。
2. 退火温度：对刚完成再结晶时的晶粒尺寸 影响较小，若T升高，再结晶速度快，εc值 变小。
材料的回复及再结晶
● ●
●
●
●
●
●
●
●
N
3、再结晶温度
再结晶温度：能够发生再结晶的温度称为再结晶温度。再结晶温 度包括再结晶起始温度和再结晶结束温度，它是一个由很多因素 影响的不确定的物理常数。 再结晶温度：经严重冷变形(变形量>70%)的金属或合金，在1h内 能够完成再结晶 ( 再结晶体积分数 >95%) 的最低温 度。是一个较宽的温度范围。 经验公式：高纯金属：T再=(0.25~0.35)Tm 工业纯金属： T再=(0.35~0.45)Tm 合金： T再=(0.4~0.9)Tm 注：再结晶退火温度一般比上述温度高100~200℃。
(3) 亚晶粒的合并
在回复阶段，很多金属(Cu、Al、Zr)中相邻的两亚晶粒会相互合并 而长大，如下图所示。它可能是通过位错的攀移和位错壁的消失， 从而导致亚晶转动来完成的，合并之后，原来的亚晶界消失，两 个亚晶的取向趋于一致。
(a)
(b)
(c)
(d)
总结：回复机制是空位和位错通过热激活改变了它们 的组态分布和数量的过程。
3、性能变化
(1) 力学性能： ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 回复阶段：强度、硬度略有 下降，塑性略有提高； ② 再结晶阶段：强度、硬度明 显下降，塑性明显提高； ③ 晶粒长大阶段：强度、硬度 继续下降，塑性继续提高， 晶粒粗化时严重下降。
(2) 物理性能： ① 密度：回复阶段变化不大，再结晶阶段急剧升高； ② 电阻：由于点缺陷密度下降，电阻在回复阶段明显下降。
低温回复 ：回复的机制主要是过剩空位的消失，趋
向于平衡空位浓度；
中温回复 ：主要机制是位错滑移，导致位错重新组
合，异号位错会聚而互相抵消以及亚晶 粒长大，位错密度降低；
●
●
●
●
●
●
●
N
3、再结晶温度
再结晶温度：能够发生再结晶的温度称为再结晶温度。再结晶温 度包括再结晶起始温度和再结晶结束温度，它是一个由很多因素 影响的不确定的物理常数。 再结晶温度：经严重冷变形(变形量>70%)的金属或合金，在1h内 能够完成再结晶 ( 再结晶体积分数 >95%) 的最低温 度。是一个较宽的温度范围。 经验公式：高纯金属：T再=(0.25~0.35)Tm 工业纯金属： T再=(0.35~0.45)Tm 合金： T再=(0.4~0.9)Tm 注：再结晶退火温度一般比上述温度高100~200℃。
(3) 亚晶粒的合并
在回复阶段，很多金属(Cu、Al、Zr)中相邻的两亚晶粒会相互合并 而长大，如下图所示。它可能是通过位错的攀移和位错壁的消失， 从而导致亚晶转动来完成的，合并之后，原来的亚晶界消失，两 个亚晶的取向趋于一致。
(a)
(b)
(c)
(d)
总结：回复机制是空位和位错通过热激活改变了它们 的组态分布和数量的过程。
3、性能变化
(1) 力学性能： ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 回复阶段：强度、硬度略有 下降，塑性略有提高； ② 再结晶阶段：强度、硬度明 显下降，塑性明显提高； ③ 晶粒长大阶段：强度、硬度 继续下降，塑性继续提高， 晶粒粗化时严重下降。
(2) 物理性能： ① 密度：回复阶段变化不大，再结晶阶段急剧升高； ② 电阻：由于点缺陷密度下降，电阻在回复阶段明显下降。
低温回复 ：回复的机制主要是过剩空位的消失，趋
向于平衡空位浓度；
中温回复 ：主要机制是位错滑移，导致位错重新组
合，异号位错会聚而互相抵消以及亚晶 粒长大，位错密度降低；
《材料科学基础》回复与再结晶
R为回复部分；
σ为回复退火后的流变应力；
σ0为完全退火后硬化全部消除的流变应力； σm为退火冷变形的流变应力。
7
8
回复动力学特点
（1）回复过程没有孕育期；
（2）开始变化快，随后变慢，直到最后回复速率 为零； （3）每一温度的回复程度有一极限值，退火温度 越高，这个极限值也越高，而达到此极限所需时间 则越短。 （4）回复不能使金属性能恢复到冷变形前的水平。
57
动态再结晶组织结构变化的特点： （1）晶内存在被缠结位错所分割成的亚晶粒。 （2）反复形核，有限长大，晶粒较细。 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。 应用：采用低的变形终止温度、大的最终变形量、 快的冷却速度可获得细小晶粒。
58
三、热加工后的组织与性能
53
一、动态回复
外在表现：流变应力 不随应变而变的稳态 流变过程。
54
原因：热加工时，形变使位错增殖和积累造成的硬 化被通过热激活使位错对消、胞壁锋锐化形成亚晶 及亚晶合并等软化抵消。 材料内因的影响：高层错能的材料比低层错能材料 更易动态回复，甚至将能量释放的不足以再结晶。
55
二、动态再结晶
通常认为，由于微量杂质原子与晶界的交互作 用及其在晶界区域的吸附，形成了一种阻碍晶界迁 移的“气团”从而随着杂质含量的增加，显著降低 了晶界的迁移速度。
48
（4）晶粒位向差： 大角度晶界原子排布比较混乱，界面能较高， 扩散系数较大； 小角度晶界的界面能小于大角度晶界，因而小 角度晶界的移动速率低于大角度晶界。
（3）变形量越大，孕育期越短，转变速度越快。
再结晶动力学曲线的表达式：x ＝ 1 - exp（-BtK）
x为再结晶体积分数，实验表明在一定温度范 围内K不随温度变化。
σ为回复退火后的流变应力；
σ0为完全退火后硬化全部消除的流变应力； σm为退火冷变形的流变应力。
7
8
回复动力学特点
（1）回复过程没有孕育期；
（2）开始变化快，随后变慢，直到最后回复速率 为零； （3）每一温度的回复程度有一极限值，退火温度 越高，这个极限值也越高，而达到此极限所需时间 则越短。 （4）回复不能使金属性能恢复到冷变形前的水平。
57
动态再结晶组织结构变化的特点： （1）晶内存在被缠结位错所分割成的亚晶粒。 （2）反复形核，有限长大，晶粒较细。 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。 应用：采用低的变形终止温度、大的最终变形量、 快的冷却速度可获得细小晶粒。
58
三、热加工后的组织与性能
53
一、动态回复
外在表现：流变应力 不随应变而变的稳态 流变过程。
54
原因：热加工时，形变使位错增殖和积累造成的硬 化被通过热激活使位错对消、胞壁锋锐化形成亚晶 及亚晶合并等软化抵消。 材料内因的影响：高层错能的材料比低层错能材料 更易动态回复，甚至将能量释放的不足以再结晶。
55
二、动态再结晶
通常认为，由于微量杂质原子与晶界的交互作 用及其在晶界区域的吸附，形成了一种阻碍晶界迁 移的“气团”从而随着杂质含量的增加，显著降低 了晶界的迁移速度。
48
（4）晶粒位向差： 大角度晶界原子排布比较混乱，界面能较高， 扩散系数较大； 小角度晶界的界面能小于大角度晶界，因而小 角度晶界的移动速率低于大角度晶界。
（3）变形量越大，孕育期越短，转变速度越快。
再结晶动力学曲线的表达式：x ＝ 1 - exp（-BtK）
x为再结晶体积分数，实验表明在一定温度范 围内K不随温度变化。
第六讲回复与再结晶讲述
回复与再结晶1.冷变形金属在加热时的组织和性能的变化2.回复过程3.再结晶过程4.晶粒长大过程5.热加工对金属组织和性能的影响1组织和性能的变化回复与再结晶显微组织变化力学性能变化储存能变化内应力变化回复退火再结晶再结晶形核地点有什么特点或特征？哪些地点可能是优先的形核地点？再结晶形核现存于局部高能区域，以多边化形成亚晶为基础形核，有两种形核机制优先形核地点：1.原始晶粒处2.亚晶形核时，在形变形成的大角晶界处或通过亚晶长大而逐步形成的大角晶界处3.第二相粒子附近再结晶温度及其影响因素再结晶温度的影响因素5.再结晶晶粒大小的控制通过增大N，减小G，来细化晶粒。
6.再结晶全图看着书上讲解。
变形程度，退火温度，再结晶后晶粒大小关系曲线图图为铝的再结晶全图，晶粒度有两个极大值，临界变形度和二次再结晶变形度超过临界变形度后，变形越大，再结晶晶粒越细；某些金属，变形很大时也会出现反常长大，如铝。
退火温度越高，晶粒越粗大。
这两条都是根据减小比值来细化晶粒。
控制退火保温时间和提高加热速度，可防止晶粒长大。
以上即为细化再结晶晶粒的方法。
讲到这里，结合材料科学基础及热处理知识讲一下，细化晶粒方法。
1.从液固相变的角度分析。
*控制过冷度。
*变质处理，促进形成大量非均匀晶核来细化晶粒。
*振动搅拌，使枝晶破裂，形核数目增多。
2.固态相变角度分析。
*热处理。
降低加热温度，使晶粒长大速率降低，或者采用球化退火、正火等工艺。
*热加工。
锻造或轧制方法。
室温多向锻造和高温退火，利用变形孪晶和退火孪晶细化晶粒。
大塑性变形来细化晶粒。
3.再结晶角度分析。
即以上讲到部分。
例题：为细化某纯铝件晶粒，将其冷变形5%后于650℃退火1h，组织反而粗化，增大冷变形量至80%，再于650℃退火1h，仍然得到粗大晶粒。
试分析其原因，指出上述工艺的不合理处，并制定一种合理的晶粒细化工艺。
再结晶退火后晶粒大小主要取决于预先变形度和退火温度。
变形度太小，N小，G大，即d大，同时看图上。
回复、再结晶课件
图7-2 冷变形金属退火时某些性 能的变化
(5) 密度 ： 密度在再结晶阶段发 密度： 生明显增高，除与前期点缺陷数 生明显增高， 目减小有关外， 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。 阶段中位错密度显著降低所致。 (6) 储能的释放：当冷变形金属 储能的释放： 加热到足以引起应力松弛的温度 储能就被释放出来。 时，储能就被释放出来。回复阶 段时各材料释放的储存能量均较 小，储能释放曲线的高峰开始出 现对应于再结晶的开始。 现对应于再结晶的开始。
北京航空大学
材料科学基础课件
第七章 回复与再结晶
本章需要掌握的内容： 本章需要掌握的内容： 回复、再结晶、晶粒长大的过程与机制； 回复、再结晶、晶粒长大的过程与机制；金属 的热变形。 的热变形。
金属材料经塑性变形后，畸变能升高， 金属材料经塑性变形后，畸变能升高，使其处于热 力学不稳定的高自由能状态。因此， 力学不稳定的高自由能状态。因此，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。 具有自发恢复到变形前低自由能状态的趋势。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 回复、 等过程。 金属加热时会发生回复、再结晶和晶粒长大等过程。
第三节 再结晶
冷变形金属加热到一定温度后， 冷变形金属加热到一定温度后，在原变形组织中产生了 无畸变的新晶粒， 无畸变的新晶粒，而性能也发生了明显的变化并恢复到 变形前的状况，这个过程称之为再结晶。 变形前的状况，这个过程称之为再结晶。与前述回复的 变化不同，再结晶是一个显微组织重新改组的过程。 变化不同，再结晶是一个显微组织重新改组的过程。 再结晶的驱动力是变形金属经回复后未被释放的储 存能(相当于变形总储能的 相当于变形总储能的90％ 。 存能 相当于变形总储能的 ％ )。 通过再结晶退火可以 消除冷加工的影响。在实际生产中起着重要作用。 消除冷加工的影响。在实际生产中起着重要作用。
回复与再结晶
教材p31再结晶退大温度一般比再结晶温度高100200三晶粒长大冷变形的金属经过再结晶后一般都能得到细小均匀的等轴晶粒但加热温度过高或加热时间保温过长晶粒会互相兼并而长大使金属的塑性韧性降低这是应该避免的教材p31
理论课教案
编号：NGQD-0707-09
版本号：A/0
页 码：
编制/时间：
审核/时间：
作业布置 P 33 习题 8
教学方法
主要教学内容和过程
附记
§3-3 回复与再结晶 经冷塑性变形后的金属晶粒破碎，晶格扭曲，位错密度 增高，产生内应力，其内部能量增高，因而组织处于不稳定 的状态，并存在向稳定状态转变的趋势。在低温下，这种转 变一般不易实现。而在加热时，由于原子的动能增大，活动 能力增强，冷塑性变形后的金属组织会发生一系列的变化， 最后趋于较稳定的状态。随着加热温度的升高，变形金属的 内部相继发生回复、再结晶、晶粒长大三个阶段的变化
并没有发生改变，所以它不是相变过程。（教材 P31）
2
编制/时间：
理论课教案附页
教学方法
主要教学内容和过程
附记
4、 金属的再结晶与熔点关系。 再结晶温度：能进行再结晶的最低温度。 实践证明：金属变形程度越大，再结晶温度越低。
T 再≈0.４T 熔（T 为绝对温度） T＝t+273 5、生产上常把冷塑性变形金属加热到再结晶温度以上， 以消除形变强化，以利于进一步进行加工，这种工艺叫再结 晶退大。（教材 P31）再结晶退大温度一般比再结晶温度高 100—200℃ 三、晶粒长大 冷变形的金属经过再结晶后，一般都能得到细小均匀的 等轴晶粒，但加热温度过高或加热时间（保温）过长，晶粒 会互相兼并而长大，使金属的塑性、韧性降低，这是应该避 免的（教材 P31 页）
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编号：NGQD-0707-09
版本号：A/0
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主要教学内容和过程
附记
§3-3 回复与再结晶 经冷塑性变形后的金属晶粒破碎，晶格扭曲，位错密度 增高，产生内应力，其内部能量增高，因而组织处于不稳定 的状态，并存在向稳定状态转变的趋势。在低温下，这种转 变一般不易实现。而在加热时，由于原子的动能增大，活动 能力增强，冷塑性变形后的金属组织会发生一系列的变化， 最后趋于较稳定的状态。随着加热温度的升高，变形金属的 内部相继发生回复、再结晶、晶粒长大三个阶段的变化
并没有发生改变，所以它不是相变过程。（教材 P31）
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理论课教案附页
教学方法
主要教学内容和过程
附记
4、 金属的再结晶与熔点关系。 再结晶温度：能进行再结晶的最低温度。 实践证明：金属变形程度越大，再结晶温度越低。
T 再≈0.４T 熔（T 为绝对温度） T＝t+273 5、生产上常把冷塑性变形金属加热到再结晶温度以上， 以消除形变强化，以利于进一步进行加工，这种工艺叫再结 晶退大。（教材 P31）再结晶退大温度一般比再结晶温度高 100—200℃ 三、晶粒长大 冷变形的金属经过再结晶后，一般都能得到细小均匀的 等轴晶粒，但加热温度过高或加热时间（保温）过长，晶粒 会互相兼并而长大，使金属的塑性、韧性降低，这是应该避 免的（教材 P31 页）
《回复与再结晶》课件 (2)
工程领域中的应用举例
修复和加固效果。
总结
1
知识点回顾
回复与再结晶是金属材料经历过外部变形后的重要变化过程。
2
课程收获
我们了解了回复和再结晶的定义、过程和应用，可为工程和制造过程中应用提供帮助。
3
参考资料
• 再结晶与晶粒长大 • 回复 • 再结晶
应用
再结晶在金属材料生产、塑性加工和热处理过 程中都有很重要的应用。
回复与再结晶
1 异同点
回复和再结晶都是晶态变化，但回复是恢复形态和晶粒体积，再结晶是改变晶粒大小和 形态。
2 选择因素
选择回复还是再结晶取决于加工材料的需求、加工过程性质和加工后材料的性质。
应用案例
锻造行业中的应用举例
通过快速再结晶把大块金属加工为细粒金属，提高材料的韧性和强度。
应用
回复对制造和修复金属结构件特别有用，可 用于提高强度和恢复形状。
什么是再结晶？
定义
再结晶是指晶格重建的一种晶态变化，一般是 由于材料受到重复加热而发生的。
过程
再结晶包括两个阶段-晶粒长大和回复，在高温 环境中材料的晶粒长大并改变原有的形态。
影响因素
再结晶是由于材料温度、时间、应力等因素影 响的，它会影响材料的微结构、物理性质和化 学性质。
回复与再结晶PPT课件 (2)
本课程将向大家介绍回复与再结晶的概念、特点和影响因素，并强调它们在 工程和制造过程中的应用。让我们开始学习吧！
什么是回复？
定义
回复是当固体材料经历了变形和高温处理后， 重新获得了晶粒体积和形态的过程。
过程
回复包括三个阶段，分别是恢复、再结晶和 晶粒长大。
影响因素
回复受材料类型、沿晶位错密度和脆性等影 响。
第七章回复与再结晶
回复机理
〔1〕低温回复〔THm〕 低温回复主要涉及点缺陷的运动。空位或间隙原子移动到晶界或
位错处消失，空位与间隙原子的相遇复合，空位集结形成空位对或空 位片，使点缺陷密度大大下降。主要发生电阻和应力回复。
〔2〕中温回复〔 THm〕 中温回复时，随温度升高，原子活动能力增强，位错可以在滑移
面上滑移或交滑移，使异号位错相遇相消，位错密度下降，位错缠 结内部重新排列组合，使亚晶规整化。
多边化前后位错的排列情况 (a) 多边化前 (b)多边化后
刃型位错的滑移和攀移过程
回复动力学
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，从而更好的控制回复过程。
经拉伸变形的纯铁在不同温度下加热时，屈服强度 的回复动力学曲线
如何解释图中的现象？
回复退火——去应力退火
再结晶动力学 影响再结晶的因素
加热温度越高，再结晶转变速度越快，完成再结晶所需的时间也 越短。 再结晶温度：通常是指金属经较大塑性变形后加热1小时，发生再结 晶体积达95%所需的温度。一般将发生5%再结晶时的温度称为开始 再结晶温度。 纯金属：T再=〔0.35~0.45〕Tm
变形程度越大，存储能也越多，再结晶驱动力也越大，因此再结 晶温度也越低，同时再结晶速度也越快。
〔3〕高温回复〔 TH m〕 高温回复，原子活动能力进一步增强，位错除滑移外，还可攀移。主
要机制是多边化。冷变形后由于同号刃型位错在滑移面上塞积而导致点 阵弯曲，在退火过程中通过刃型位错的攀移和滑移，使同号刃型位错沿 垂直于滑移面的方向排列成小角的亚晶界，这个过程称为多边化。其驱 动力来自应变能的下降。
分散相粒子直径较大，离子间距较大的情况下，再结晶被促进；而 小的粒子尺寸和小的粒子间距，再结晶被阻碍。 原因？
〔1〕低温回复〔THm〕 低温回复主要涉及点缺陷的运动。空位或间隙原子移动到晶界或
位错处消失，空位与间隙原子的相遇复合，空位集结形成空位对或空 位片，使点缺陷密度大大下降。主要发生电阻和应力回复。
〔2〕中温回复〔 THm〕 中温回复时，随温度升高，原子活动能力增强，位错可以在滑移
面上滑移或交滑移，使异号位错相遇相消，位错密度下降，位错缠 结内部重新排列组合，使亚晶规整化。
多边化前后位错的排列情况 (a) 多边化前 (b)多边化后
刃型位错的滑移和攀移过程
回复动力学
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，从而更好的控制回复过程。
经拉伸变形的纯铁在不同温度下加热时，屈服强度 的回复动力学曲线
如何解释图中的现象？
回复退火——去应力退火
再结晶动力学 影响再结晶的因素
加热温度越高，再结晶转变速度越快，完成再结晶所需的时间也 越短。 再结晶温度：通常是指金属经较大塑性变形后加热1小时，发生再结 晶体积达95%所需的温度。一般将发生5%再结晶时的温度称为开始 再结晶温度。 纯金属：T再=〔0.35~0.45〕Tm
变形程度越大，存储能也越多，再结晶驱动力也越大，因此再结 晶温度也越低，同时再结晶速度也越快。
〔3〕高温回复〔 TH m〕 高温回复，原子活动能力进一步增强，位错除滑移外，还可攀移。主
要机制是多边化。冷变形后由于同号刃型位错在滑移面上塞积而导致点 阵弯曲，在退火过程中通过刃型位错的攀移和滑移，使同号刃型位错沿 垂直于滑移面的方向排列成小角的亚晶界，这个过程称为多边化。其驱 动力来自应变能的下降。
分散相粒子直径较大，离子间距较大的情况下，再结晶被促进；而 小的粒子尺寸和小的粒子间距，再结晶被阻碍。 原因？
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第五章 材料的变形与再结晶
退火温度与黄铜强度、塑性和晶粒大小的关系
右图来说明黄铜的强度、 塑性和晶粒大小与再结晶
退火温度以及各个阶段的
关系。 退火温度愈高晶粒长得愈 大，拉伸强度下降得愈多， 塑性则增加得愈多。
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第五章 材料的变形与再结晶
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第五章 材料的变形与再结晶
2. 中温回复：
其主要机制是位错滑移导致位错重新组合；异号 中温回复时因温度升高，原子活动能力也增强，
位错会聚而互相抵消以及亚晶粒长大。
除点缺陷运动外，位错也被激活，在内应力作用下 开始滑移，部分异号位错发生抵消，因此位错密度 略有降低。
中发生运动，从而改变了它们的组态和分布。
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第五章 材料的变形与再结晶
1. 低温回复： 回复的机制是点缺陷的迁移。主要是过剩空位 低温回复时因温度较低，原子活动能力有限，
的消失，趋向于平衡空位浓度。 一般局限于点缺陷的运动，通过空位迁移至晶界、
位错或与间隙原子结合而消失，使冷变形过程中形 成的过饱和空位浓度下降。 对点缺陷敏感的电阻率此时会发生明显下降。
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第五章 材料的变形与再结晶
二. 性能变化
1. 力学性能 (1) 硬度(hardness)和强度(strenth)：二者具有相似的变化 规律。回复阶段，变化不大，由于变形金属仍然保持高密度 的位错；再结晶阶段明显下降，由于位错密度下降；晶粒长 大阶段，强度、硬度继续下降。 (2) 塑性：回复阶段，变化不大; 再结晶阶段明显上升； 晶粒长大阶段，塑性继续提高，粗化严重时下降。
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第五章 材料的变形与再结晶
3.高温回复: 回复机制主要与位错的攀移运动有关。包括攀移在内的 位错运动和多边化(polygonization)，以及亚晶粒合并。 多边化泛指回复过程中有位错重新分布而形成确定的亚 晶结构的过程。其驱动力来自应变能的下降。 高温回在较高温下，同一滑移面上的同号刃型位错在本 身弹性应力场作用下，还可能发生攀移运动，最终通过滑 移和攀移使得这些位错从同一滑移面变为在不同滑移面上 竖直排列的位错墙，以降低总畸变能。
同一变形度的Fe在不同 温度等温退火后的性能变化曲线
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第五章 材料的变形与再结晶
二、回复机制 回复时空位迁动和消失是不会影响显微组织的， 只有涉及位错迁动时才会影响显微组织。位错迁动 和重排引起的显微组织变化主要是多边形化和亚晶
形成和长大。一般认为是点缺陷和位错在退火过程
3. 内应力：回复阶段基本消除第一类内应力
（宏观应力），部分消除第二、三类内应力，而微
观应力消除需再结晶后才能完成。
4. 亚晶粒(sub-grain)尺寸：
5. 储存能释放(release of stored energy) ：储存能 存在于冷变形金属内部的一小部分（～10％）变形 功。加热时原子活动能力提高，迁移至平衡位置， 储存能得以释放。
1、回复动力学曲线
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第五章 材料的变形与再结晶
2. 回复动力学特点:
• (1)回复过程在加热后立刻开始，没有孕育期，随着退火的 开始进行，发生软化。 • (2)在一定温度下，初期的回复速率很大，以后逐渐变慢， 直到最后回复速率为零。 • (3)每一温度的回复程度有一极 限值，退火温度越高，这个极限 值也越高，而达到此极限所需时 间则越短。 • (4) 变形量越大，初始晶粒尺寸 越小，都有助于加快回复速率。 但回复不能使金属性能恢复到冷 同一变形度的Fe在不同 变形前的水平。 温度等温退火后的性能变化曲线
注：再结晶不是相变过程！
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第五章 材料的变形与再结晶
二、再结晶动力学
再结晶动力学：取决于形核率N和长大速率G的大小。
再结晶条件：
(1)形核率不随时间变化； (2)形核地点在整个体积内随机分布； (3)所有核心的长大速度相同，不随时间变化； (4)核心在相碰处停止长大。 导出动力学Johnson-Mehl方程:
第五章 材料的变形与再结晶
5.3 回复和再结晶
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第五章 材料的变形与再结晶
回复和再结晶主要内容
一.冷变形金属在加热
时的组织和性能变化
二.回复 三.再结晶
四.晶粒长大
五.再结晶织构与退火 孪晶
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第五章 材料的变形与再结晶
5.3.1 冷变形金属在加热时的组织和性能变化
冷变形金属随加热温度的提高： 显微组织发生变化：回复、再结晶、晶粒长大。 性能变化：力学性能 、物理性能 、内应力 、储存能释放。
冷变形金属退火晶粒形状大小变化
发生变化的原因：缺陷及内应力导致热力学不稳定性； 与相变的异同点：没有晶体结构变化；驱动力不是化学位差；
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黄铜再结晶和晶粒长大各个阶段组织变化的照片
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第五章 材料的变形与再结晶
左图是黄铜冷加工变形量达到ε＝38％后的组织，可见粗大晶 粒内的滑移线。 右图经过580º C保温3秒后，试样上开始出现白色小的颗粒， 即再结晶出的新的晶粒。
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第五章 材料的变形与再结晶
第五章 材料的变形与再结晶
一.显微组织变化
随加热温度的提高冷变形金属组织发生变化为：回复 (recovery)、再结晶(recrystallization)、晶粒长大(grain growth)。 图5.45 t1～t2 回复阶段，仍保持原来形状(纤维状)。 t2～t3 再结晶阶段，变形晶粒转变为等轴晶粒。 t3～t4 晶粒长大阶段，晶界移动、晶粒尺寸发生变化。
间的延长或温度的升高，再结晶部分愈来愈多，直到原来的晶
粒全部被新的小的等轴晶粒所代替，变形晶粒完全消失。 晶粒长大阶段：再结晶结束后晶粒的长大过程。进一步保温或
升温，在晶界界面能的驱动下，新晶粒尺寸开始增大。
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第五章 材料的变形与再结晶
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第五章 材料的变形与再结晶
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第五章 材料的变形与再结晶
再结晶动力学曲线表示T—φR—τ关系曲线，其特点： (1)恒温动力学曲线呈“S”形特征；有一孕育期； (2)等温下，再结晶速度呈现“慢、快、慢”的特点。再结 晶体积分数约为0.5时，速度达到最大值。 (3)温度越高，转变速度越快。 再结晶也是一个热激活过程，实际上N
在形变较小的金属 中，变形不均匀， 位错密度不同
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晶界弓出形核
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第五章 材料的变形与再结晶
(2) 亚晶形核 对于变形 度较大的金属，再结晶 形核亚晶形核方式，主 要有： ①亚晶合并机制：在 变形度大且具有高层错 能的金属中。 ②亚晶迁移机制：在 变形度大，而层错能低 的金属中，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，便成为再结晶的料的变形与再结晶
5.3.2 回复
一、回复动力学
回复驱动力(driving forces)为形变储存能(stored energy)。是 通过点缺陷消除、位错的对消和重新排列来实现的；过程是 均匀的。回复阶段不涉及大角度晶面的迁动。
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第五章 材料的变形与再结晶
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第五章 材料的变形与再结晶
三、回复退火的应用 • 回复机制与性能的关系：内应力降低；弹性应变基本消除; 硬度、强度下降不多，是因为位错密度降低不明显，亚晶较 细；空位减少，位错应变能降低，电阻率明显下降。
• 第一类内应力的存在将导致
零件的开裂。 • 主要用作去应力退火，使
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第五章 材料的变形与再结晶
回复阶段：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，晶粒的外形（组织）无明显的变化。加热时，由于 温度升高原子的能动性增加，即原子的扩散能力提高，回复阶 段只是消除了由于冷加工应变能产生的残余内应力，大部分应 变能仍存在，变形的晶粒仍未恢复原状。 再结晶阶段：无畸变的等轴晶粒出现，并逐步取代变形的晶粒 的阶段。随着保温时间加长，新的无畸变的晶粒核心便开始形 成并长大成小的等轴晶粒，这就是再结晶的开始。随着保温时
2. 物理性能
(1)电阻率(resistance)：温度升高，电阻率下降。 (2)密度(density)：回复阶段变化不大，再结晶阶段急剧上升。
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第五章 材料的变形与再结晶
Smith W F. Foundations of Materials Science and Engineering. McGRAW.HILL.3/E
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第五章 材料的变形与再结晶
加热时冷变形再结晶形核和长大示意图
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第五章 材料的变形与再结晶
铁素体变形80%
650℃加热
670℃加热
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第五章 材料的变形与再结晶
一、再结晶过程
再结晶过程是形核和长大，但无晶格类型变化。 1.形核 再结晶晶核是现存于局部高能区域内的，以多边化形成的亚晶 为基础形核。其形核机制有： (1)晶界弓出(凸出)形核机制：对于变形度较小(<20%)的金属， 再结晶核多以这种方式。 弓出形核时所需能量条件为：△Es≧2γ/L 原有晶界弓出的 形核机制一般发生
左图是在580º C保温4秒后，显示有更多新的晶粒出现。 右图在580º C保温8秒后，粗大的带有滑移线的晶粒已完全被细 小的新晶粒所取代，即完成了再结晶。