金属学与热处理原理中的退火与再结晶
金属学与热处理名词解释汇总
金属学与热处理名词解释汇总热处理：在生产中，通过加热、保温和冷却，使钢发生固态相变，借此改变其内部组织结构，从而达到改善力学性能的目的的操作被称为热处理。
正火：将工件加热至Ac3(Ac是指加热时自由铁素体全部转变为奥氏体的终了温度，一般是从727℃到912℃之间)或Acm(Acm是实际加热中过共析钢完全奥氏体化的临界温度线)以上30~50℃，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。
淬火：将钢加热到Ac3或Ac1以上的某一温度，保温一定时间，然后取出进行水冷或油冷获得马氏体的热处理工艺。
等温淬火：将奥氏体化的工件淬入温度稍高于Ms的熔盐中，等温保持足够时间，使过冷奥氏体恒温发生贝氏体转变，待转变结束后取出在空气中冷却的处理方法称为等温淬火。
分级淬火：将奥氏体化的工件淬入温度稍高于或稍低于Ms的熔盐中，待工件内外温度均匀后，从熔盐中取出置于空气中冷却至室温，以获得马氏体组织，这种处理方法称为分级淬火。
单液淬火：将奥氏体化的工件投入一种淬火介质中，直至转变结束。
双液淬火：将奥氏体化的工件先放入一种冷却能力强的冷却介质冷却一定时间，当冷却至稍高于Ms后立即将工件取出并放入另外一种冷却能力缓一些的冷却介质冷却，使之转变为马氏体的热处理工艺。
回火：将淬火钢加热到低于临界点A1某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的一种热处理工艺。
回火索氏体：淬火碳钢500~650℃回火时，得到粗粒状渗碳体和多边形铁素体所构成的复相组织。
回火屈氏体：淬火碳钢350~500℃回火时，得到细粒状渗碳体和针状铁素体所构成的复相组织。
回火马氏体：淬火碳钢在250℃以下回火时，得到的过饱和的α固溶体和弥散分布的碳化物组成的复相组织。
退火：是将钢加热到临界点以上或以下的某一温度，保温一定时间后，随炉冷却的一种热处理工艺。
它是热处理工艺中应用最广、种类最多的一种工艺，不同种类的退火目的也各不相同。
等温退火：将亚共析钢工件加热到A3以上20〜30°C，保温一定时间，然后在Arl以下珠光体转变区间的某一温度进行等温，使之转变为珠光体后出炉空冷的一种热处理工艺。
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
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。
金属晶体结构及再结晶退火的机理过程
第十八章金属晶体结构及再结晶退火的机理、过程在金属学中，组织这个概念是指用肉眼或借助于各种不同放大倍数的显微镜所观察到的金属材料内部的情景。
习惯上用放大几十倍的放大镜或用肉眼所观察到的组织，称为底倍组织或宏观组织；用放大1000-2000倍的显微镜所观察到的组织，称为高倍组织或显微组织；通过几千倍到几十万倍的电子显微镜所观察到的组织，称为电镜显微组织或精细组织。
通过照片看到的组织，其组织形态是多种多样，非常复杂的。
从照片观察分析组织具有一个共同的较普遍的特征，即它是由许多好象生物学的细胞似的小单元所组成的。
组织形态多样性是由于这些小单元的形态、大小、相对数量和相对分布不同而产生的，亚晶界晶粒严格说，晶体结构是指原子集合体中各原子的具体组合状态。
成分、结构和组织三者即相互区别，又相互渗透，并分别在不同程度相互制约着，它们的综合作用决定了金属材料的性能。
如A8079、H14、H18等。
Fe-C合金相同的成分由于不同的结构，却使用方式不同。
当然也有些性能对结构、组织的变化很不敏感，如密度、比热、热传导性电阻等。
什么是晶体？凡是原子（或离子、分子）在三维空间按一定规律呈周期性排列的固体均是晶体。
非晶体是什么？在三维空间没有按一定规律不呈周期性排列的固体为非晶体。
如：木料、玻璃、棉花等。
液态金属的原子排列无周期规律性，不为晶体。
晶体和非晶体物质在性质上的区别主要有：①前者熔化时具有固定的熔点，而后者却存在一个软化温度范围，没有明显的熔点；②前者具有各向异性，而后者为各向同性。
由于具有各向异性，晶粒的位向是任意的，互相抵消，因此在一般情况下整个晶粒不显示各向异性称之为伪等向性。
在外界给予力使其晶粒的位向大致相同，那么就表现出各向异性，这在工业生产中已得多晶体金属中晶粒位向示意图金属晶体结构：自然界中的晶体有成千上万种，它们的晶体结构各不相同，其中最典型最常见的晶体结构有体心立方结构：α-Fe、Cr、Mo、W等30多种三种类型面心立方结构如：Fe、Cu、Al、Ag、Ni等20种金属具有这种结构密排六方结构：Zn、Mg、α-Co等前两种属于立方晶体系，后一种属于六方晶系。
金属材料及热处理03回复与再结晶退火汇总资料
因此，起始晶粒度难以把握，难以控制。我们通常指的再结晶粒度实 实际上为退火后已经一定长大的实际晶粒度。
然而，晶粒度以及其均匀性是再结晶后的主要组织特征，直接影响材 料的工艺性能、使用性能以及制品表面质量。再结晶退火时，需控制 再结晶晶粒（实际晶粒大小），因此，研究其控制因素有重要意义。
冷变形33%
580℃×3sec
580℃×4sec
580℃×8sec
580℃×3min
580℃×15min
金属材料及热处理
回 复
4. 2 冷变形金属在加热退火过程中组织性能变化
再 结 晶
原
正
位 再
常 晶 粒
结
长
晶
大
晶粒长大
异常晶粒长大
非均匀、不连续长大
金属材料及热处理
4. 2 冷变形金属在加热退火过程中组织性能变化
这是一个较普遍的现象
4. 3 回复退火
成份高，Δσ 高； 冷变形程度高， Δσ 高； 冷变形软化，再退火硬化
机理：
说法很多，不同合金有不同说法，主要的有两种，
（1）变形材料中的可动位错和退火时由多边化产生的 位错壁中的可动位错发生闭锁;
（2）退火时，杂质及合金元素原子形成的气团（在位 错处或层错处产生偏聚，contrell气团、铃木气团 ），固 溶体中产生了短程有序等等，钉扎或阻碍位错。
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
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
金属学与热处理课后习题答案(崔忠圻版)-7-10章
金属学与热处理课后习题答案 (崔忠圻版 )第十章钢的热处理工艺10-1 何谓钢的退火？退火种类及用途如何？答：钢的退火：退火是将钢加热至临界点 AC1 以上或以下温度，保温一定时间以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。
退火种类：根据加热温度可以分为在临界温度 AC1 以上或以下的退火，前者包括完全退火、不完全退火、球化退火、均匀化退火，后者包括再结晶退火、去应力退火，根据冷却方式可以分为等温退火和连续冷却退火。
退火用途：1、完全退火：完全退火是将钢加热至AC3 以上 20-30℃，保温足够长时间，使组织完全奥氏体化后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。
其主要应用于亚共析钢，其目的是细化晶粒、消除内应力和加工硬化、提高塑韧性、均匀钢的化学成分和组织、改善钢的切削加工性能，消除中碳结构钢中的魏氏组织、带状组织等缺陷。
2、不完全退火：不完全退火是将钢加热至 AC1- AC3（亚共析钢）或 AC1-ACcm （过共析钢）之间，保温一定时间以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。
对于亚共析钢，如果钢的原始组织分布合适，则可采用不完全退火代替完全退火达到消除内应力、降低硬度的目的。
对于过共析钢，不完全退火主要是为了获得球状珠光体组织，以消除内应力、降低硬度，改善切削加工性能。
3、球化退火：球化退火是使钢中碳化物球化，获得粒状珠光体的热处理工艺。
主要用于共析钢、过共析钢和合金工具钢。
其目的是降低硬度、改善切削加工性能，均匀组织、为淬火做组织准备。
4、均匀化退火：又称扩散退火，它是将钢锭、铸件或锻轧坯加热至略低于固相线的温度下长时间保温，然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。
其目的是消除铸锭或铸件在凝固过程中产生的枝晶偏析及区域偏析，使成分和组织均匀化。
5、再结晶退火：将冷变形后的金属加热到再结晶温度以上保持适当时间，然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。
其目的是使变形晶粒重新转变为均匀等轴晶粒，同时消除加工硬化和残留内应力，使钢的组织和性能恢复到冷变形前的状态。
热处理加工再结晶退火和消除应力退火
经过冷变形后的金属加热到再结晶温度以上，保持适当时间，使形变晶粒重新转变为均匀的等轴晶粒，以消除形变强化和参与应力的热处理工艺，称为再结晶退火。
再结晶退火的目的是消除冷作硬化，提高延展性（塑性），改善切削性能及压延成型性能。
在结晶退火在高于再结晶温度下进行。
再结晶温度随着合金成分及冷塑性变形量而有所变化。
为产生再结晶所需的最小变形量称为临界变形量。
钢的临界变形量在6%—10%之间。
再结晶温度随着变形量增加而降低，到一定值时不再变化。
纯金属的再结晶温度为：铁的再结晶温度为：450℃铜的再结晶温度为：270℃铝的再结晶温度为：100℃铝合金再结晶温度为350—400℃铜合金再结晶温度为：600—700℃一般钢材再结晶退火温度为：650—700℃为了去除由于形变加工、锻造、焊接等所引起的及铸件内存在的残余应力（但不引起组织的变化）而进行的退火，称为去应力退火。
由于材料成分、加工方法、内应力大小及分布的不同，以及去除程度的不同，去应力退火的加热温度范围很宽，应根据具体情况决定。
例如低碳结构钢热锻后，如硬度不高，适于切削加工，可不进行正火，而在500℃左右进行去应力退火；中碳结构钢为避免调质时的淬火变形，需在切削加工活最终热处理前进行500—650℃的去应力退火；对切削加工量大，到头复杂而要求严格的道具、模具等，在粗加工及半精加工之间，淬火前，常进行600—700℃、2—4h的去应力退火；对经过索氏体话处理的弹簧钢丝，在盘制成弹簧后，虽不经淬火回火处理，但应进行去应力退火，以防止制成成品后因应力状态改变而产生变形，常用温度一般为250—350℃，此时还可产生时效作用，使强度有所提高。
铸件由于铸造应力的存在，可能发生集合形状不稳定，甚至开裂；尤其在机械加工后，由于应力平衡的破坏，常会造成变形超差，使工件报废，因此各类铸件在机械加工前应进行消除应力处理。
铸件去应力退火温度不应太高，否则造成珠光体的石墨化。
均匀化退火和再结晶退火
均匀化退火和再结晶退火均匀化退火和再结晶退火，听起来就像是在搞什么高大上的科学实验，实际上，它们可比那复杂多了。
想象一下，金属就像是个脾气古怪的小孩，刚出生的时候特别“顽皮”，内部结构乱得不成样子。
你要是让它安静下来，给它一点时间，慢慢的，它就会变得乖巧。
这就是均匀化退火的道理。
把金属加热到一定的温度，让它在炉子里待上一段时间，就像给小孩放假，让它自由发挥。
这样一来，金属的晶粒就会变得均匀，强度和韧性也会提升，简直是“换了个人”。
不过，退火的事情可不是简单加热就完事儿的，讲究的可多了。
再结晶退火就像是金属的“重生”，更像是换了个心态。
经历过均匀化退火的金属，虽然看上去乖巧了，但总是有点“气馁”。
这个时候，你得再给它一次机会，继续加热，放松它的内部应力，鼓励它重新组织自己的“朋友”。
晶粒变得更小、更均匀，就像是学校里结交了更多的朋友，气氛一下子就活跃起来，金属的性能也随之大幅提升。
哎呀，说到这里，真让人感慨，金属的世界就像人类社会，想要相处和谐，得懂得相互扶持和理解。
就拿再结晶退火来说，这就像给一个人重拾信心的机会。
经历过压力，心态变得脆弱，放在炉子里温暖一下，重新获得力量，简直就是一个励志故事。
不少朋友常常问，为什么金属要经历这些复杂的过程，难道不简单点就行了吗？这就是生活的智慧，越是经历越能成长，懂得珍惜，懂得变得更好。
我们生活中其实也可以借鉴这些原理。
比如说，工作压力大了，别总是死拼，偶尔给自己放个假，调节一下心态，像金属一样重新整理一下思路。
均匀化和再结晶，其实就是一个放松和重生的过程。
谁说金属不能有自己的小情绪呢？咱们都有自己的低谷，也都能迎来新生。
只不过金属在高温中经历的是物理变化，而我们经历的是心理成长。
说到这个，你肯定会问，均匀化退火和再结晶退火有什么具体的应用呢？嘿，问题问得好！这两者的应用可真是五花八门。
汽车、航空、建筑材料等，几乎无处不在。
均匀化退火保证了材料的强度，而再结晶退火则让材料更耐用。
金属学与热处理专题复习 (考研复习)专题一 名词解释
专题一名词解释第一章1.金属键：处于聚集状态的金属原子，全部或大部分将他们的价电子贡献出来，为其整个原子集体所公有，称之为电子气或电子云。
这些价电子或自由电子已不在只围绕自己的原子核转动，而是与所有的价电子一起在所有的原子核周围按量子力学的规律运动着，贡献出价电子的原子则变为正离子，沉浸在电子云中，他们依靠运动与其间的公有化的自由电子的静电作用而结合起来，这种结合方式叫金属键。
没有饱和性和方向性。
2.熔点：晶体向非结晶状态的液体转变的临界温度。
3。
晶体结构：晶体中原子在三维空间有规律的周期性的具体排列方式。
4.阵点：将构成晶体的原子抽象为纯粹的几何点，称之为阵点。
5.空间点阵：阵点有规律的周期性重复排列所形成的三维空间阵列称之为6.晶格：认为的将阵点用直线连接起来形成空间格子，称之为晶格。
他的实质是空间点阵。
7.晶胞：能够完全反应晶格特性的最小几何单元称之为晶胞。
8晶格常数、轴间夹角：晶胞的棱边长度一般称为晶格常数，晶胞的棱间夹角称为轴间夹角。
9.配位数：是指晶体结构中与任一原子最近邻、等距离的原子数目。
10.晶面、晶向：在晶体中，由一系列原子所组成的平面称之为晶面。
任意两原子之间连线所指的方向叫晶向。
11.晶粒：组成固态金属的结晶颗粒叫晶粒12.多晶体：有二颗以上晶粒所组成的晶体称为多晶体。
13.伪等向性：由于多晶体中的晶粒位向是任意的，晶粒的各向异性被互相抵消，因此在一般情况下整个晶粒不显示各向异性，称之为伪等向性。
14：多晶型：具有两种或几种晶体结构。
15:多晶型转变或同素异构转变：金属内部有一种晶体结构向另一种晶体结构的转变称之为多晶型转变或同素异构转变。
16晶体缺陷：一些原子偏离规则排列的不完整性区域。
17：空位：在某一温度下的某一瞬间，总有一些原子具有足够高的能量，以克服周围原子对他的约束，脱离开原来的平衡位置迁移到别处，于是在原来的位置上出现了空结点，这就是空位。
18.晶格畸变：19：间隙原子：处于晶格间隙中的原子叫20：置换原子：占据在原来基体原子上的异类原子21：位错：在晶体中某处有一列或若干列原子发生了有规律的错排现象，使长度达几百至几万个原子间距，宽约几个原子间距范围内的原子离开其平衡位置，发生了有规律的错动。
铸造合金的退火与再结晶行为
铸造合金的退火与再结晶行为铸造合金在加工过程中经历了多次的热处理，其中最重要的两个过程是退火和再结晶。
退火是通过加热和冷却来改善合金的性能和组织结构，而再结晶则是指在退火过程中形成新的晶粒结构。
本文将对铸造合金的退火与再结晶行为进行探讨，从理论和实践两个方面进行研究。
一、铸造合金的退火行为1.退火的定义及目的退火是指将合金加热到一定温度，然后通过控制冷却速度使其缓慢冷却到室温的一种加热处理方式。
退火可以改善合金的晶粒完整性、减少内应力、提高硬度和延展性等性能。
2.影响退火效果的因素（1）温度：不同合金材料的适宜退火温度不同，一般通过试验和实践来确定最佳退火温度。
（2）冷却速度：缓慢冷却可以促使晶粒长大并形成完整的结构，快速冷却则可能产生残余应力和脆性。
（3）退火时间：时间越长，晶粒长大得越多，晶界清晰度提高，性能也会相应提高。
3.退火过程及其效果（1）再结晶过程：在退火过程中，合金的晶粒会逐渐长大，原先的晶界消失，形成新的晶界，从而形成新的晶粒结构。
（2）加工硬化程度的恢复：铸造合金在加工过程中会因为塑性变形而产生应力和硬化，退火能够降低材料的内应力和硬度，使其恢复到较原始的状态。
（3）晶粒尺寸的变化：退火过程中，合金的晶粒会发生长大和收敛，晶界的清晰度和晶粒的尺寸也会发生变化，这对合金的性能有重要影响。
二、铸造合金的再结晶行为1.再结晶的定义及特点再结晶是指在退火过程中，原先的晶粒颗粒逐渐长大消失，形成新的晶界并产生新的晶粒结构的过程。
再结晶的发生会导致合金的性能发生变化，包括力学性能、热学性能和电学性能等。
2.再结晶的机制再结晶主要有两种机制，分别是形核再结晶和动态再结晶。
形核再结晶是指通过形核产生新的晶粒结构，通常在退火过程中发生；动态再结晶是指晶粒的再结晶是在变形过程中发生的，在再结晶时出现塑性变形。
3.再结晶的影响因素再结晶的发生受到多种因素的影响，包括退火温度、应变速率、应变量以及合金的成分等。
热处理方法对金属材料的再结晶过程的影响
热处理方法对金属材料的再结晶过程的影响金属材料的热处理是一种通过控制材料的温度和时间来改变其微观结构和性能的方法。
其中，热处理方法对金属材料的再结晶过程有着直接的影响。
本文将探讨不同热处理方法对金属材料再结晶过程的影响，并分析其原因。
一、退火热处理方法退火是常用的金属材料热处理方法之一。
退火热处理可以通过加热金属材料至其临界温度，然后在适当的温度下保持一段时间，最终使其再结晶。
退火处理主要通过以下几个方面影响再结晶过程：1. 温度：退火温度是影响再结晶过程的重要因素之一。
过低的温度将使晶粒长时间处于过饱和状态，导致再结晶速度缓慢；而过高的温度则可能导致晶粒长大过快。
因此，选择合适的退火温度可以有效促进再结晶过程的进行。
2. 时间：除了温度，退火时间也是影响再结晶过程的关键因素之一。
时间过短将导致晶粒晶界未完全形成，而时间过长则可能导致晶粒长大过大，造成材料性能的降低。
合理控制退火时间有利于获得理想的再结晶结构和性能。
二、变形热处理方法变形热处理是通过对金属材料进行塑性变形产生晶体缺陷，然后再加热处理来促进再结晶。
不同的变形热处理方法对金属材料再结晶过程的影响有所差异：1. 冷加工：冷加工是常用的变形热处理方法之一。
通过冷加工，可以引入大量的位错和晶体缺陷，从而为再结晶提供了必要的条件。
而通过适当的热处理，可以消除位错和晶体缺陷，促进再结晶的进行。
2. 热加工：热加工是通过加热金属材料至高温状态下进行变形，然后再进行适当的热处理。
由于高温下材料的塑性较好，热加工能够产生更多的位错和晶体缺陷，从而为再结晶提供了更好的条件。
三、淬火与回火热处理方法淬火与回火热处理常用于调节金属材料的硬度与韧性。
这种处理方法的影响主要体现在再结晶过程的控制上：1. 淬火：淬火过程通过快速冷却，可以使金属材料快速形成马氏体结构，并且抑制再结晶的进行。
因此，淬火对再结晶过程有抑制作用。
2. 回火：回火是淬火后的一个附加热处理过程。
金属学与热处理7.金属及合金的回复与结晶(下)
形变金属在退火过程中的变化 回复
再结晶 晶粒长大 金属的热加工
1
显微组织的变化
回复阶段：显微组织仍为纤维状，无可见变化； 再结晶阶段：变形晶粒通过形核长大，逐渐转变为新 的无畸变的等轴晶粒。 晶粒长大阶段：晶界移动、晶粒粗化，达到相对稳定 的形状和尺寸。
2
性能的变化
（1）强度和硬度 （2）电阻 （3）密度 （4）内应力 （5）储存能变化
黄铜再结晶终了的晶粒尺寸和
再结晶前冷加工变形量的关系 30
（3） 随ε ，T再；但当ε大到一定值后，T再趋于一稳定值。
不同变形状态的铜的再结 晶温度随变形量的变化
不同原始晶粒尺寸的铜经93% 变形量冷轧后在225 ℃退火
（４）原始d0，要获得相同的T再的ε越大。
31
（５）Tdef，要获得相同程度的应变硬化所需的ε 。
不均匀，再结晶晶粒大 小相差悬殊，易互相吞 并和长大,再结晶后晶 粒特别粗大，这个变形 度称临界变形度。
变形量与再结晶后晶粒尺寸的关系 18
➢ 当超过临界变形度后，随变形程度增加，变形越来越 均匀，再结晶时形核量大而均匀，使再结晶后晶粒细 而均匀，达到一定变形量之后，晶粒度基本不变。
➢ 对于某些金属，当变 形量相当大时(90%)， 再结晶后晶粒又重新 出现粗化现象，一般 认为这与形成织构有 关.
这种冷变形组织在加热时重新彻底改组的过程称再 结晶。
再结晶也是一个晶核形成和长大的过程，但不是相 变过程，再结晶前后新旧晶粒的晶格类型和成分完 全相同。
9
晶核的形成
晶界凸出形核（变形量较小时,<20%） 晶界弓出形核，凸向亚晶粒小的方向。
晶界弓出形核
10
亚晶长大形核机制 （变形量较大时） ➢ 亚晶合并形核
再结晶退火原理
钢带再结晶退火原理一、钢的冷塑性变形不经加热在常温下的钢经轧制、拉拔、挤压等工艺，产生不能恢复原形状和尺寸的变形。
说明钢所受的加工压力大于钢的弹性极限，引起了钢的塑性变形，这一过程叫钢的冷塑性变形。
1. 组织结构的变化。
钢在轧制时，尺寸和外形的变化是内部晶粒变形的总和，在轧制过程中，各个晶粒顺着轧制方面伸长压扁破碎形成纤维状，变形程度很大时，在破碎和拉长的晶粒内部出现了许多极细小的碎块，通常称这种结构为亚结构，这种晶粒称为亚晶粒。
2. 内部应力。
在金属材料的冷塑性变形中，各种因素导致变形不均匀，使变形时所施加的能量中有10％～15％的比例以弹性能的形式保留在金属内部。
其具体形式就是金属中的弹性畸变和内应力。
3. 冷塑性变形与变形组织。
在冷塑性变形中，随着变形程度的增大，各晶粒的取向大致趋于一致，这种由于变形的结果而使晶粒具有择优取向的组织，叫变形结构。
例：带钢经压下率20％左右的冷轧后的晶粒组织被延伸和硬化，抗拉强度高达680mpa以上，而产品标准要求260～350mpa，这样的带钢几乎不能进行任何进一步加工形成，与产品要求完全不符，为此必须适当调整晶粒的结构以恢复所需的塑性，得到标准要求的力学性能和良好的成形性。
二、冷轧钢板的再结晶退火。
经冷塑性变形的金属，加热到再结晶温度以上，经保温后冷却的热处理工艺叫再结晶退火。
冷轧后金属内部组织产生晶粒拉长破碎和晶体缺陷大量存在的现象，有向稳定组织自发转化的趋势，然而在高温下，金属的原子动能小，扩散能力差，扩散速度慢。
这种自发倾向无法实现，必须施加推动力，这种推动力就是将带钢加热到一定的温度，使原子能量发生变化。
随着温度升高组织和性能的变化分三个阶段：回复、再结晶、晶粒长大。
1. 回复。
当加热温度升高时，冷变形金属中微观内应力显著降低，但强度硬度变化不大，塑性和韧性稍有上升，显微组织无显著变化，新的晶粒没有出现，这种变化叫回复。
例：从室温到400℃，带钢内部的组织无显著变化，轧制过程被拉长的晶粒刚刚获得恢复，尚未形成再结晶。
再结晶与再结晶退火
钢铁词典：再结晶与再结晶退火
【保护视力色】【打印】【进入论坛】【评论】【字号大中小】2006-12-11 18-08
再结晶：金属冷加工变形后，由于内能提高当加热到适当温度时，将进行重新成核和晶粒长大，以获得没有内应力和形变结构的稳定组织，这种没有相变的结晶过程称为再结晶。
进行再结晶的最低温度称为再结晶温度。
再结晶温度的高低，一般和金的成分和形变量有关。
导致再结晶的最小形变量称为临界再结晶温度以上进行形变加工过程中发生的再结晶称动态再结晶。
再结晶退火：把经过冷加工变形的钢材加热到高于其再结晶温度，使之进行重新成核和晶粒长大，以获得和原来晶体结构相同（无相变）而没有内应力的新的稳定组织，这种热处理叫再结晶退火。
其主要目的是消除加工硬化，恢复其加工变形能力；对冷变形后的成品，消除内应力，降低硬度，提高塑性一般冷轧钢板、钢带和冷拔钢丝、棒及冷轧和冷拔无缝钢管的软化处理，都采用再结晶退火利用再结晶退火可增大铁素体晶粒尺寸以改善其电磁性能。
由于影响再结晶温度的因素较多，所以晶退火的温度通常比理论再结晶温度约高100-150℃。
责编：吕林来源：中国钢铁新闻网。
金属学与热处理课后习题答案
10-1 何谓钢的退火？退火种类及用途如何？答：钢的退火：退火是将钢加热至临界点AC1以上或以下温度，保温一定时间以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。
退火种类：根据加热温度可以分为在临界温度AC1以上或以下的退火，前者包括完全退火、不完全退火、球化退火、均匀化退火，后者包括再结晶退火、去应力退火，根据冷却方式可以分为等温退火和连续冷却退火。
退火用途：1、完全退火：完全退火是将钢加热至AC3以上20-30℃，保温足够长时间，使组织完全奥氏体化后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。
其主要应用于亚共析钢，其目的是细化晶粒、消除内应力和加工硬化、提高塑韧性、均匀钢的化学成分和组织、改善钢的切削加工性能，消除中碳结构钢中的魏氏组织、带状组织等缺陷。
2、不完全退火：不完全退火是将钢加热至AC1- AC3（亚共析钢）或AC1-ACcm（过共析钢）之间，保温一定时间以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。
对于亚共析钢，如果钢的原始组织分布合适，则可采用不完全退火代替完全退火达到消除内应力、降低硬度的目的。
对于过共析钢，不完全退火主要是为了获得球状珠光体组织，以消除内应力、降低硬度，改善切削加工性能。
3、球化退火：球化退火是使钢中碳化物球化，获得粒状珠光体的热处理工艺。
主要用于共析钢、过共析钢和合金工具钢。
其目的是降低硬度、改善切削加工性能，均匀组织、为淬火做组织准备。
4、均匀化退火：又称扩散退火，它是将钢锭、铸件或锻轧坯加热至略低于固相线的温度下长时间保温，然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。
其目的是消除铸锭或铸件在凝固过程中产生的枝晶偏析及区域偏析，使成分和组织均匀化。
5、再结晶退火：将冷变形后的金属加热到再结晶温度以上保持适当时间，然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。
其目的是使变形晶粒重新转变为均匀等轴晶粒，同时消除加工硬化和残留内应力，使钢的组织和性能恢复到冷变形前的状态。
热处理工艺对金属材料的再结晶行为和晶界强化效应的调控
热处理工艺对金属材料的再结晶行为和晶界强化效应的调控热处理是指通过加热和冷却技术来改变材料的结构和性能的方法。
在金属材料中，热处理可以调控材料的再结晶行为和晶界强化效应。
再结晶是指金属材料在加热过程中原有的晶粒会发生形状、大小和晶界的重新排列，形成新的晶粒。
再结晶过程可以消除材料的应力、改善材料的塑性和韧性等性能，并提高材料的机械性能。
再结晶过程主要受到温度和时间的影响，在一定温度范围内随着时间的延长再结晶程度会增大。
热处理工艺中常用的再结晶调控方法有退火和正火。
退火是指将金属材料加热到一定温度后，在持续一段时间后慢慢冷却，以消除残余应力、改善结构和性能。
正火是指将金属材料加热到合适的温度进行保温，然后快速冷却。
退火和正火的温度、时间和冷却速率等参数的选择会影响再结晶过程和结果。
例如，较高的退火温度和较长的保温时间可以促进晶粒长大，降低材料的强度和硬度；较低的退火温度和较短的保温时间可以形成更细小的晶粒，提高材料的强度和硬度。
晶界强化是指通过控制晶界的性质和尺寸，使材料的硬度和强度得到提高。
晶界是指相邻晶粒之间的界面，其中含有位错、空位等缺陷。
晶界可以导致材料的特殊性能，例如高强度、高硬度和高塑性。
晶界强化效应主要受到材料的晶粒尺寸、晶界间的位错密度和晶界能量等参数的影响。
热处理工艺中常用的晶界强化方法有晶界工程、晶粒细化和晶界的清洁和修复。
晶界工程是通过添加合金元素改变晶界的性质和尺寸，从而提高材料的硬度和强度。
晶界细化是指通过控制材料的制备工艺，使晶粒尺寸变得更小，从而增加晶界的密度，提高材料的硬度。
晶界的清洁和修复是指通过去除晶界的位错、空位等缺陷，并添加合适的元素修补晶界。
这些方法可以有效地提高材料的晶界强化效应。
总之，热处理工艺对金属材料的再结晶行为和晶界强化效应的调控是通过控制温度、时间、冷却速率和添加合金元素等方法实现的。
合理选择热处理工艺参数和方法，可以改善材料的结构和性能，提高材料的机械性能，满足不同应用的要求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
3.1 温度
温度是控制退火与再结晶过程的重要因素。
不同金属材料的退火温度范围不同，一般需要达到金属的固溶温度或再结晶温度才能实现退火或再结晶效果。
3.2 时间
保温时间也是影响退火与再结晶的关键因素。
保温时间过短，无法使材料达到平衡状态；保温时间过长，则会导致晶粒长大，影响材料性能。
3.3 形变量
形变量是指金属材料在变形过程中发生的塑性变形程度。
形变量越大，固溶和再结晶的机会就越多。
然而，过大的形变量也会引起组织不均匀和晶粒长大过快等问题。
3.4 原始晶粒尺寸
原始晶粒尺寸是影响再结晶的另一个关键因素。
较大的原始晶粒尺寸通常意味着晶粒长大的机会更多，而较小的原始晶粒尺寸可以更容易地实现再结晶。
结论
退火与再结晶是金属学与热处理原理中重要的热处理方法之一。
了解退火与再结晶的定义、过程和影响因素对于改善金属材料的性能和微观结构具有重要意义。
通过合理控制退火与再结晶的参数，可以获得优良的金属材料性能，并满足不同工程需求。