金属材料及热处理 03 回复与再结晶退火共47页
金属学与热处理原理中的退火与再结晶
金属学与热处理原理中的退火与再结晶在金属学与热处理原理中，退火与再结晶是常见的热处理方法，它们在改善金属材料的性能和微观结构方面起着重要的作用。
本文将对退火与再结晶的定义、过程和影响因素进行探讨。
一、退火的定义与过程退火是指将金属材料加热到一定温度，然后通过恒温保温或缓慢冷却等方法使其达到平衡状态的一种热处理过程。
退火可以消除应力、提高材料的延展性和塑性，同时改善材料的晶体结构和性能。
1.1 固溶退火固溶退火是指将金属材料加热到固溶温度，使溶质原子溶解在基体晶格中，然后经过恒温保温和缓慢冷却使其达到平衡状态。
固溶退火可以改善金属的塑性和韧性，提高其可加工性。
1.2 球化退火球化退火是一种特殊的退火方式，主要用于去除冷加工后金属材料的组织应变能和应力集中。
球化退火通过高温加热和缓慢冷却，使金属材料的晶粒成长、边界迁移，从而使组织更加均匀、细致，并减少晶界的能量。
1.3 软化退火软化退火是为了提高金属材料的延展性、韧性和塑性而进行的一种退火处理。
软化退火通过加热材料到高温，达到材料的再结晶温度，然后缓慢冷却，使材料的晶粒重结晶，从而消除材料的应变硬化效应，使其恢复塑性。
二、再结晶的定义与过程再结晶是指在退火过程中，材料的晶粒由不稳定的形态逐渐转变为稳定的形态的过程。
再结晶可以改变金属材料的晶界结构，提高其延展性和塑性。
2.1 动态再结晶动态再结晶是在金属材料进行塑性变形时发生的再结晶过程。
在塑性变形过程中，晶粒会发生位错堆积形成应变能，当达到一定程度时，再结晶核心在位错云区域形成，随着位错云的扩散和晶粒的重结晶，最终形成新的细小晶粒。
2.2 静态再结晶静态再结晶是在高温下进行的再结晶过程。
当金属材料处于高温下保温一段时间后，原始晶粒逐渐长大，而大晶粒之间的晶界则变得更加清晰。
静态再结晶可以通过调节退火温度、保温时间和形变量等参数来控制。
三、退火与再结晶的影响因素退火与再结晶过程受到多种因素的影响，包括温度、时间、形变量和原始晶粒尺寸等。
回复与再结晶ppt
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。
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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。
金属学与热处理金属性质与合金回复与再结晶
M f(-50℃)为马氏体转变终了温度
共析钢的过冷奥氏体等温转变曲线
第九章 钢的热处理原理
问题： 如将一根直径5mm的热轧钢试样加热到650℃，等
温15s后淬火水中，问等温转变曲线可否用来分析最 后得到的组织？
不能
原因：等温转变曲线是描述过冷奥氏体的转变的。热轧 共析钢加热到650 ℃并未发生奥氏体化。
加热与冷却速度对临界点的影响
第九章 钢的热处理原理
扩散型
固态相变 类型
非扩散型
半扩散型
第九章 钢的热处理原理
1、奥氏体的结构 奥氏体是碳溶于γ-Fe所形成的固溶体。在合金钢中，
除了碳原子外，溶于γ-Fe中的还有合金元素原子。
共析钢奥氏体的形成过程
奥氏体的形成过程
形核 长大 残余渗碳体的溶解
均匀化
金属学与热处理 金属性质和合金的回复与再结晶
典型退火的过程，随着保温时间和延长和温度升高，
可分为和晶粒长大三个阶段。
回复、再结晶的定义及性能变化及应用。
再结晶形核机制
亚晶长大形核 （变形量较大时）
凸出形核:
再结晶温度
：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。
第九章 钢的热处理原理
奥氏体晶粒长大及控制
晶粒度
是表示晶粒大小的一种尺度。是以单位面积内 晶粒的个数或每个晶
本质晶粒度
默认
验刚的代互方指表指相法临在在接，对界某某触即温一钢一时将度条来热的钢以件说处晶加上下，理粒热奥，加大如到奥氏热小果（氏体条。9不体形件3成特0下的±刚别，1长刚0指所大）完得倾明摄成到向，氏，的，度一其晶通，般晶粒常保粒是尺采温边指寸用3界。-奥标5刚小准时实 后粒，钢测，定在氏其1体~奥4化级氏后者体的称晶实为粒本大际质小晶粗。粒晶晶大粒粒小钢度。。在5~8级者称为本质细晶
回复与再结晶
7.3 再结晶
7.3 再结晶
7.3 再结晶
7.3 再结晶
7.3 再结晶
7.3 再结晶
第二相粒子的作用
（1）增加形变储存能而 增缘故。
7.3 再结晶
（2）第二相粒子附近可能作为再结晶形核位置。
大而硬间距宽的第二相粒子，由于形变时粒子附近出现更多 不均匀形变区，这些区域有大的显微取向差，可促进形核。 （Particle Stimulated Nucleation)
7.5 金属的热变形
动态回复引起的软化过程是通过刃型位错的攀移、螺位 错的交滑移，使异号位错对消、位错密度降低的结果。 动态回复中也发生多边化，形成亚晶。层错能较高的金 属如铝合金、纯铁、铁素体钢等热加工时，易发生动态 回复，因这些金属中易发生位错的交滑移及攀移之故。
动态回复过程中，变形晶粒不发生再结晶，故仍呈纤维 状，热变形后迅速冷却，可保留伸长晶粒和等轴亚晶的 组织。在高温较长时间停留，则可发生静态再结晶而使 材料彻底软化。动态回复组织比再结晶组织的强度高， 将动态回复组织保留下来可提高金属的强度，例如热挤 压法生产的建筑用铝镁合金，采用保留动态回复组织的 方法，提高其使用强度。
晶粒正常长大后，各晶粒尺寸的分布仍然是均匀的。
7.4 晶粒长大
7.4 晶粒长大
影响晶粒长大的因素
温度：温度越高，晶粒长大越快，一定温度下，晶粒长大极 限尺寸后不再长大，提高温度长大继续。
杂质与合金元素：吸附于晶界可使界面能下降，降低了界面 移动的驱动力，使晶界不易迁动。
第二相质点：阻碍晶界迁动，使晶粒长大受到抑制。 相邻晶粒的位相差：位相差越大，晶界可动性越高，小角晶
7.3 再结晶
再结晶：冷变形后的金属加热到一定温度后，在变形 基体中重新生成无畸变的新晶粒的过程。
金属学与热处理第七章 金属及合金的回复与再结晶
五、亚晶粒尺寸
在回复阶段的前期，亚晶粒尺寸变化不大，但在 后期，尤其在接近再结晶温度时，亚晶粒尺寸显著增 大。
第二节 回 复
一、退火温度和时间对回复过程的影响
回复是指冷塑性变形的金属在加热时，在光学 显微组织发生改变前（即在再结晶晶粒形成前）所 产生的某些亚结构和性能的变化过程。通常指冷塑 性变形金属在退火处理时，其组织和性能变化的早 期阶段。
回复机制
冷变形后，晶体中同号的刃型位错处在同一滑移 面时它们的应变能是相加的，可能导致晶格弯曲（见 图7-5a）；而多边化后，上下相邻的两个同号刃型位 错之间的区域内，上面位错的拉应变场正好与下面位 错的压应变场相叠加，互相部分地抵消，从而降低了 系统的应变能（见图7-5b）。
图7-5 多边化前、后刃型位错的排列情况 a）多边化前 b）多边化后
回复机制
图7-6 刃型位错的攀移和 滑移示意图 图7-7 刃型位错攀移示意图
三、亚结构的变化
金属材料经多滑移变形后形成胞状亚结构，胞内位 错密度较低，胞壁处集中着缠结位错，位错密度很高。 在回复退火阶段，当用光学显微镜观察其显微组织时， 看不到有明显的变化。但当用电子显微镜观察时，则可 看到胞状亚结构发生了显著地变化。图7-8为纯铝多晶 体进行回复退火时亚结构变化的电镜照片。
第七章 金属及合金的回复与再结晶
第一节 形变金属与合金在退火过程 中的变化
第二节 回 复 第三节 再 结 晶 第四节 晶粒长大 第五节 金属的热加工
第一节 程
形变金属与合金在退火过
中的变化
一、显微组织的变化
将塑性变形后的金属材料加热到0.5Tm温度附近，
进行保温，随着时间的延长，金属的组织将发生一系 列的变化，这种变化可以分为三个阶段，如图7-1所示。
金属材料的再结晶与再结晶退火探索材料晶粒细化的途径
金属材料的再结晶与再结晶退火探索材料晶粒细化的途径金属材料的再结晶和再结晶退火是金属加工中常用的工艺，通过调整材料的结构来改变其力学性能和微观组织。
本文将探讨金属材料再结晶与再结晶退火的原理以及几种常用的晶粒细化方法。
一、再结晶的原理再结晶是指在金属材料的冷变形过程中，通过升温和应力消除来改变材料的晶体结构和性能。
再结晶过程可以分为三个阶段，即原始晶体的奥氏体再结晶核心的产生、再结晶晶粒的长大和最终的后晶粒修饰。
再结晶退火则是指通过升温处理，使冷变形后的材料得以恢复和细化晶粒结构，增强材料的延展性和韧性。
再结晶退火是一种重要的热处理工艺，可以明显改善金属材料的力学性能。
二、晶粒细化的途径1. 冷变形与再结晶退火冷变形是指将金属材料在室温下通过压力或拉伸等形式进行加工，使其产生塑性变形。
冷变形能够引起材料中的位错密度增加，晶界能量的积累，从而促使晶界迁移与再结晶发生。
再结晶退火可以通过降低位错密度，细化晶粒结构，提高材料的延展性和韧性。
2. 粒度控制和晶界工程通过控制材料的晶粒大小，可以间接控制材料的性能。
通常情况下，晶粒尺寸越小，材料的塑性和强度越高。
晶界工程是一种通过控制晶界的类型和分布来调整材料性能的方法。
例如，在金属材料中加入适量的微合金元素，能够改变晶界的能量和迁移速度，从而实现细化晶粒的效果。
3. 弹塑性变形与细化弹塑性变形是指材料在应力作用下发生的弹性和塑性变形。
在变形过程中，应力会引起材料的位错运动和晶界迁移，从而促使晶粒的细化。
通过合理设计工艺参数，如应力应变状态和变形速率等，可以实现晶粒细化的效果。
同时，不同的金属材料具有不同的再结晶温度，通过合理选择合适的变形温度和退火温度，也可以实现晶粒细化。
总结：金属材料的再结晶和再结晶退火是调控材料晶粒细化的重要手段。
通过冷变形与再结晶退火、粒度控制和晶界工程、弹塑性变形与细化等途径，可以改变材料的晶体结构和性能。
在实际应用中，根据金属材料的具体情况和加工要求，选择合适的再结晶方法和工艺参数，能够获得理想的材料性能和微观结构。
金属学与热处理第七章回复与再结晶
回复退火（又称去应力退火）的应用：
回复退火主要是用作去应力退火，使冷加工的 金属件在基本保持加工硬化状态的条件下，降低 其内应力，以避免变形或开裂，并改善工件的耐 蚀性。如:经冷冲压的黄铜工件、冷拉钢丝卷制弹 簧。
恢复再结晶的驱动力：塑性变形后的储存能
7－1 冷变形金属在加热时的组织 和性能变化
随加热温度的提高,冷变形金属发生变化为：回复、再 结晶、晶粒长大。 回复（recovery）—在较低加热温度时，变形后金属 的光学显微组织发生改变前，所产生的某些亚结 构和性能的变化过程。 再结晶（recrystallization）—经回复后的变形金属， 在加热时，纤维状晶粒通过再结晶核心的形成及 长大，变成无畸变的等轴新晶粒的过程。 晶粒长大（grain growth）— 再结晶后的金属继续加 热时，将使晶粒进一步长大的过程。
(二) 再结晶温度
再结晶温度(recrystallization temperature)： 定义：经严重冷变形（大于 70% ）的金属，在约一小时 的保温时间内能够完成再结晶（大于 95% ）的温度。 用TR(或T再)表示。 一般 TR = δTm ；Tm为熔点 工业纯金属δ＝（0.35～0.40）； 高纯金属 δ＝（0.25～0.35） 下表给出了一些金属的TR 应该注意的是：实际生产时再结晶退火温度要比再结 晶温度高出100－200℃
(2) 亚晶形核
对于变形度较大的金属,再结晶形核往 往采用这种方式。亚晶核核方式有： 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（boundary migration）机制 （也叫吞并机制）：在变形度大,而层错能 低的金属中。
常用金属材料热处理汇总表
常用金属材料热处理汇总表该文档旨在汇总常用金属材料的热处理方法和工业应用。
通过对这些金属材料的不同热处理方法的了解，可以更好地选择适合特定应用的材料和处理方法，以满足项目的需求。
金属材料热处理简介热处理是通过加热和冷却金属材料来改变其结构和性能的过程。
热处理通常包括四个基本步骤：加热、保温、冷却和回火。
根据对金属材料进行的热处理方式的不同，可以改变其硬度、强度、韧性、耐腐蚀性和其他物理和机械性能。
常用金属材料的热处理方法1. 钢普通碳素钢•正火：将钢加热至临界温度，保温一段时间然后迅速冷却。
•淬火：将钢加热至临界温度，迅速冷却，使其变硬。
•马氏体淬火：将钢加热至临界温度，迅速冷却到贝氏体转变温度以下，再回火处理。
•淬火回火：先淬火再回火，以降低硬度，提高韧性。
不锈钢•固溶处理：加热钢至固溶温度，保温一段时间然后迅速冷却。
•奥氏体化处理：将不锈钢加热至临界温度，保温一段时间后迅速冷却。
•全淬火：将不锈钢加热至临界温度，迅速冷却到室温。
•弥勒体化处理：将不锈钢加热至适当温度，保温一段时间后迅速冷却。
2. 铝合金固溶处理•固溶退火：将铝合金加热至固溶温度，保温一段时间后冷却，以解决硬化问题。
•固溶加时效：固溶处理后，再进行时效处理，以进一步提高强度。
热变形处理•热轧：将铝合金加热至塑性变形区，然后进行压力塑性变形。
•挤压：将铝合金加热至挤压温度，然后通过模具挤出。
3. 铜和铜合金固溶处理•固溶退火：将铜合金加热至固溶温度，然后迅速冷却，以解决冷变脆问题。
冷变形处理•冷轧：将铜合金加热至退火温度以下后进行塑性变形。
热变形处理•热轧：将铜合金加热至塑性变形区，然后进行压力塑性变形。
4. 镍合金固溶处理•固溶退火：将镍合金加热至固溶温度，保温一段时间后冷却，以解决冷变脆问题。
冷变形处理•冷轧：将镍合金加热至退火温度以下后进行塑性变形。
热变形处理•热轧：将镍合金加热至塑性变形区，然后进行压力塑性变形。
金属材料热处理的工业应用1. 汽车制造业在汽车制造业中，常用的金属材料如钢、铝合金和铜合金等都可通过热处理来提高强度和耐腐蚀性。
金属及合金的回复与再结晶
金属及合金的回复与再结晶回复：冷变形金属在低温加热时，其显微组织无可见变化，但其物理、力学性能却部分恢复到冷塑性变形以前的过程。
晶粒仍保持伸长的纤维状．再结晶：冷变形金属被加热到适当温度后，在变形组织内部新的无畸变的等轴晶粒逐步取代变形晶粒，而使形变强化效应完全消失的过程。
回复与再结晶的驱动力都是储存能的降低储存能：存在于冷形变金属内部的一小部分（约为10％）变形功．形变温度越低，形变量越大，则储存能越高。
储存能存在形式：弹性应变能（３％～１２％）＋点阵畸变能点阵畸变能包括点缺陷能和位错能，点缺陷能所占的比例较小，而位错能所占比例较大，约占总储存能的８０～90％。
力学性能的变化在回复阶段：强度、硬度均略有下降，而塑性有所提高．在再结晶阶段：硬度、硬度均显著下降，塑性大大提高．在晶粒长大阶段：强度、硬度继续下降，塑性继续提高，粗化严重时下降另外，金属的电阻与晶体中点缺陷的浓度有关。
随着加热温度的升高，变形金属中的点缺陷浓度明显降低，因此在回复和再结晶阶段，电阻均发生了比较明显的变化，电阻不断下降。
此外，点缺陷浓度的降低，应力腐蚀倾向显著减小。
回复过程及其动力学特征回复是指经冷塑性变形的金属在加热时，在光学显微组织发生变化前所产生的某些亚结构和性能的变化过程．回复的程度是温度和时间的函数．温度越高，回复的程度越大．温度一定时，回复的程度随时间的延长而逐渐增加．但在回复初期，变化较大，随后就逐渐变慢，当达到一个极限值后，回复停止。
回复机制低温回复时，主要涉及空位的运动。
空位可以移至表面、晶界或位错处消失，也可以聚集形成空位对、空位群，还可以与间隙原子相互作用而消失，总之空位运动的结果使空位密度大大减小。
电阻率对空位密度比较敏感，因此其数值会有显著下降。
而力学性能对空位的变化不敏感，没有变化。
中温回复时，主要涉及位错的运动。
由于位错滑移会导致同一滑移面上异号位错合并而相互抵消，位错密度略有下降，但降低幅度不大，力学性能变化不大。
基于回复及再结晶过程退火的分析
再结 晶过程——再结 晶品核是消除 了加 工硬化 、结构上 较为完整的新晶粒 ，但 晶核外的基体仍处于 变形状态 ， 它们 间的储能差就成为晶界迁移的驱动力 ，在这种驱动 力作用下 ，品核将以晶界 向周 围变形基体 中推进的方式 而 长大 。
火 。高 温 退 火 的 目的 在 于 让材 料 充 分 软 化 ，低 温 退 火 则 是为 了消除应力或得到半硬性 质，这种分类只是具有温
一
一
、
加工硬化将会基本保 留。如果 回复时发生 了业 晶形成即 粗化这样的过程 ，因为消除了亚 晶内位错 ，加工硬化可 能会大大的降低，那就是意味着其强度值 与亚 晶尺 的 ｝ 关 系可用霍芬——佩奇公式 来计算。因为多边化等位错 重 组过程 的倾向 与金 属的堆垛 层错能有 关 ，所以 回复 阶段性能变化的急剧程度 ，这就 力学的性 能而言 ，其实 也 就 是 回复 时 的软 化 能 力。 当然 ，其 也 与堆 垛 层错 能 有 直接联 系，通常情况下不同金属及合金会表现 出不 同的 软化倾 向。 由于堆垛层错能较低 ，不易发生多边化等过 程 ，所以在金属热加工常用的金属及合金中，铜 、镍及 银 等 ，在 回复 阶段 软 化 很 少 。 比如 说 ，铝 、钛 等 堆 垛 层 错 能高 ，因此在回复阶段加工硬化会 出现明显的降低 ； 又如某些体心立方晶格的难熔金属 ，如钨 、铂等 ，在 回 复阶段软化最剧。因为没有再结 晶的钨及钳具有较低的 冷脆温度 ，所以可以仅利用 回复退火来消除加 工硬化并 获得 良好的塑性。 （ ）回复阶段硬化现象。某些金属及合金在 Ｌ复 三 ｎ Ｊ 退火温度下 ，硬度、强度特别是 屈服极限和弹性极限不 仅 不降 低 ，反 而升 高 ，这 种 现象 称 为 低 温 退火 的硬 化 效 应 。工 业中可利 用这 种效应提 高弹簧 及簧膜的弹性 极 限 。大 多数 铜 基 及 镍基 合 金 存 在这 种 硬 化 效 应 。对 这 些 合 金 的研 究 表 明 ，硬化 值 与 固溶 体成 分 有 关 ，同溶 体 浓 度 增高 ，硬 化 值加 大 。硬 化 值 也 与冷 变 形 程 度 有关 ，冷 变形程 度增加 ，硬化值通常也增加 。低温退火的硬化常 呈 可 逆性 ，即 退 火 后冷 变 形 引起 软化 ，随 后 退 火 又 重新 硬化 。引起软化的压缩率为 １ 一５ ％ ％。低温退火的硬化效 应是较为普遍的现 象。 目前认为 ，这种硬化效应有各种 不 同机制 ，它们 因合 金不 同而 有所 区 别 。 二、再结晶 从某一退火温度外始 ，冷变形金属显微组织发生 明 显 变化 ，在 放 大 倍 数 不太 大 的 光 学 显微 镜 下 山能观 察 到 新生的晶粒 ，这种现象称为再结晶。再结 晶时不仪 由新 的等轴 的晶粒代替旧的被拉长的 晶粒 ，而且其内部结构 更加完善。再结晶前通常会发生 回复过程 ，回复对再结 晶形核的影响有两重性 。回复时空位浓度大大减少 ，这 使控制 再结 晶晶核形成的扩 散过程减 慢 ： 复时多边 化等过 程的影响 则较为复 杂 ：在变形 程度较 小的某些 金属中 ，亚 晶将以大约相 同的速度在 整个体积中形成和 长大 ，并可能达到较为均匀粗大的尺 寸和结构的高度完 整性 ？当发生原位再结 晶时 ，亚晶结构极为稳 定，这种 状态将可能使金属 ・ 直到熔点还观察不到再结 晶过程发 生 ；若在变形金属中位错分布不均匀，则在条件有利的 部位多边化将进行较快而生成粗 大的亚晶 ，这种亚 品就 会吞食相邻亚晶而长大 ，逐步成为再结晶晶核 。因此 ， 这种情况下的多边化将成为再结 晶的起始阶段 ，有利 于
金属材料及热处理03回复与再结晶退火汇总资料
③回复与再结晶的关系 回复对再结晶的影响具有双重性， （1）空位下降，扩散慢，能量下降，驱动力下降，阻碍再 结晶； （2）多边化也是作为再结晶的开始阶段，有利于再结晶
金属材料及热处理
Deformed matrix
4. 4 再结晶退火
New grains
金属材料及热处理
4. 4 再结晶退火
2)再结晶温度及其影响因素
金属材料及热处理
4. 4 再结晶退火
（2）影响再结晶晶粒大小的因素
总的来讲，晶粒尺寸与N/Gn （形核率/晶核生长速率）、 Gg（晶粒长
4. 3 回复退火
（1)本质
是一低温退火过程，包括点缺陷运动、位错运动与重新组织分布。
物理、化学性能变化明显
软化，加工硬化消失，强度下降， 塑性提高，但都不明显。
（2)力学性能的变化
除了与退火温度和时间有关外，还与材料本性（堆垛层错能大小）有关。 金属可分三类：
1——层错能低，如Cu、Ni、Ag、γ-Fe等及其合金
原位再结晶与再结晶区别：
（1）小角度晶界（小于10~15º）与大角度晶界
（2）退火织构仍与原变形织构相同
原位再结晶实际上是指在一定的条件下，随着温度升高， 时间延长，亚晶长大到相当大（如大于10μm），晶体取 向几乎保持不变，而并形成新的再结晶晶核。
因此，
原位再结晶是多边化和胞状亚组织形成的亚晶通过亚晶 界迁移和亚晶粒合并的方式逐渐粗化后进一步长大粗化 的过程。
金属材料及热处理
4. 4 再结晶退火
（2）再结晶温度的意义
①合理制定回复与再结晶退火工艺制度的主要依据
②合理制定热变形工艺的主要依据（冷变形、温变形与热变形）
③耐热性好坏的判断依据之一
金属材料及热处理：回复与再结晶
设有双晶体，其中B晶粒呈 球状存在于A晶粒之内。A、 B晶粒间的晶界为曲率半径 为R的球面。界面能
Gs 4 R2
单位面积界面受到的驱动力
p
1 A
dGs dx
1
4 R
2
d dR
4 R2
p 2
R
力的方向指向曲率中心，B
晶粒将逐渐缩小直至消失。
晶界移动的驱动力
晶界移动的驱动力源于晶界移动后体系 自由能的降低，
有时为了某种目的，需要获得粗大晶粒甚至于 单晶时，则可以利用临界变形度加工。
再结晶后晶粒大小
再结晶后晶粒大小
再结晶后晶粒大小
4.加热速度
加热速度很慢将使晶粒粗化。
5．合金元素及第二相
微量溶质原子存在时，G/N’的比值均可减小，再结晶 后可得到细小的晶粒。
其他条件相同的情况下，凡延缓再结晶及阻碍晶粒长 大的合金元素或杂质均使金属再结晶后得到细晶粒组 织。
8.2 回复 （1）回复的特征
回复： 冷变形金属加热时，在新的无畸变晶
粒出现之前，所产生的亚结构与性能变 化的过程。 回复过程中，宏观内应力消除； 强度、硬度基本不变位错密度基本不 变； 显微组织不变大角度晶界没有移动
8.2 回复 （1）回复的特征
定义R为回复时已恢复的加工硬化，如式所示
5.第二分散相 间距和直径都较大时，提高畸变能，
并可作为形核核心，促进再结晶；
直径和间距很小时，提高畸变能，但 阻碍晶界迁移，阻碍再结晶。
8.3.4再结晶晶粒大小的控制
影响再结晶的因素同样影响再结晶后晶 粒的大小。
再结晶后晶粒大小
临界变形度
一般金属的临界变形度约在2~10%范围内。
金属材料在压力加工过程中，应当避免加工到 临界变形度，以免产生粗大的晶粒。
金属材料热处理
1、回复：指冷塑性变形的金属材料在加热温度较低时，其光学显微组织发生改变前晶体内部所产生的变化2、再结晶：当冷塑性金属材料被加热到回复温度以上时，其原子获得了更大的活动能力，晶粒的外形便开始发生变化——由破碎拉长变形的晶粒变成完整的等轴状晶粒3、冷处理：把淬冷至室温的钢继续冷却到－70℃到－80℃（也可冷却到更低的温度）保持一段时间，使残余的奥氏体在继续冷却过程中转变为马氏体4、热处理：指钢在固态下进行加热保温冷却三个基本过程，以改变钢的内部组织结构，从而获得所需性能的一种加工工艺5、冷加工：材料在再结晶温度以下所进行的塑性变形加工6、热加工：材料在再结晶温度以上所进行的塑性变形加工7、正火：将钢或钢件加热到临界温度以上适当温度，保温适当时间后以较快冷却速度冷却（通常为空气中冷却）以获得珠光体类型组织的热处理工艺8、退火：将钢或钢件加热到临界温度以上适当温度，保温适当时间后缓慢冷却，以获得接近平衡的珠光体组织的热处理工艺9、淬火：把钢加热到临界点Ac1 或Ac3 以上，保温并随之以大于临界冷却速度Vk冷却，以得到介稳状态的马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺方法10、相：在金属或合金中，凡成分相同，结构相同，并一其他部分有界面分开的均匀组成部分，称之为相11、固溶体：以合金中某一元素作溶剂，其它元素作溶质，所形成的与溶剂油相同晶体结构的固相成为固溶体12、调制处理：将淬火加高温回火相结合的热处理13、变质处理：在液态金属结晶前，加入一些细小的固态颗粒称为变质剂。
可作为现成晶核或用以抑制长大速度以细化金属晶粒14、加工硬化：随着变形量的增大，由于晶粒破碎和位错密度增加，晶体的塑性变形抗力迅速增大，强度和硬度明显升高，塑形和韧性下降，这种现象称为加工硬化15、固溶强化：由于溶质元素的作用，造成晶格畸变，便使其塑性变形抗力增加16、弥散强化：倘若脆性的第二相颗粒呈弥散粒子均匀分布在基本相上，由于第二相粒子与位错的交互作用，阻碍了位错的运动，从而提高了合金的塑性变形抗力，则可显著提高合金的强度，这种强化方式称为弥散强化17、晶内偏析：由于非平衡结晶造成晶内化学成分不均匀的现象称为晶内偏析。
金属材料及热处理 03 回复与再结晶退火共49页文档
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
金属材料及热处理 03 回复与再结晶 退火
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
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