重点记忆(知识点)

1.解释冷变形金属加热时回复、再结晶的过程及特点。

答：冷变形金属加热时，各自特点如下：

1）回复过程的特征：回复过程组织不发生变化，仍保持变形状态伸长的晶粒；回复过程使变形引起的宏观一类应力全部消除，微观二类应力大部分消除；回复过程中一般力学性质性能变化不大，硬度、强度仅稍有降低，塑形稍有提高，某些物理性能有较大变化，电阻率显著降低，密度增大；变形储能在回复阶段部分释放。

2）再结晶过程的特征：组织发生变化，由冷变形的伸长晶粒变为新的等轴晶粒；力学性能发生急剧变化，强度、硬度急剧降低，塑性提高，恢复至变形前的状态；变形储能在再结晶过程中全部释放，三类应力（点阵畸变）清除，位错密度降低；

3）晶粒长大过程的特征：晶粒长大；引起一些性能变化，如强度、塑性、韧性下降；

伴随晶粒长大，还发生其他结构上的变化，如再结晶织构。

2.再结晶：经过塑性变形的金属，在重新加热过程中，当温度高于再结晶温度后，形成低

缺陷密度的新晶粒，使其强度等性能恢复到变形前的水平，但其相结构不变的过程。3.简述形变金属在加热时的回复和再结晶过程及其组织与性能的变化：

答：经过塑性变形的金属在加热过程中将依次发生回复和再结晶过程，在温度低于再结晶温度时，主要发生点缺陷的浓度的降低，内应力的消除，位错组态的改变，光学显微组织没有变化；此时，强度、硬度、塑性等力学性能基本不变，但电阻下降明显。

达到或超过再结晶温度后，将在原来变形晶粒内形成低缺陷密度的新晶粒，晶粒基本呈等轴状，此时，强度等力学性能和物理性能迅速恢复到变形前的水平。

4.动态再结晶：再结晶温度以上变形和再结晶同时进行的现象。

5.简述冷变形后金属回复及再结晶退火对材料组织和性能变化的规律，说明哪些地方可能

是再结晶优先形核的地点，指出再结晶、结晶、固态相变之间的主要区别。

答：随退火温度的升高或退火时间的延长，形变组织重点位错纠缠结演变为亚晶，亚晶进行合并长大；在形变不均匀区内发生再结晶形核及长大，等轴晶取代形变长条晶粒；随后是晶粒正常长大。在性能上，强度、硬度下降，电阻下降；塑性、韧性提高。

这些过程在再结晶阶段比回复阶段更显著。

优先形核地点为：原始晶界、形变时形成的新大角晶界处或通过亚晶长大而逐步形成的大角晶界、第二相粒子附近等。

再结晶只是一种组织变化，没有结构变化，驱动力是形变储能；结晶是非晶态的液相、气相或固态非晶体中形成晶体的过程；固态相变是固/固相的结构变化。后两者的驱动力都是化学自由能差。

6.何为晶粒生长与二次结晶？简述造成二次再结晶的原因和防止二次再结晶的方法。

答：晶粒生长是无应变的材料在热处理时，平均晶粒尺寸在不改变其分布的情况下，连续增大的过程。在坯体内晶粒尺寸均匀地生长，晶粒生长时气孔都维持在晶界上或者晶界交汇处。二次再结晶是少数巨大晶粒在细晶消耗时的一种异常长大过程，是个别晶粒的异常生长。二次再结晶时气孔被包裹到晶粒内部，二次再结晶还与原料粒径有关。

造成二次再结晶的原因：原料粒径不均匀，烧结温度偏高，烧结速率太快。防止二次再结晶的方法：控制烧结温度、烧结时间，控制原料粒径的均匀性，引入烧结添加剂。

7.重结晶、再结晶和二次再结晶的本质区别：

答：重结晶——固态情况下，物质由一种结构转变为另一种结构，即同素异构反应。

再结晶——将冷压力加工以后的金属加热到一定温度后，在变形的组织中重新产生新的无畸变的等轴晶粒，性能恢复到冷压力加工前的软化状态的过程。

二次再结晶——指结晶退火后的金属在更高温度或更长时间的保温下，会有极少数晶粒迅速吞并其他晶粒而长大，结果整个金属由少数比再结晶后晶粒大几十倍甚至上百

倍的特大晶粒所组成的现象。

三者的区别与联系：重结晶发生相变过程，再结晶和二次再结晶没有相变过程；重结晶和再结晶是形核与长大的过程，而二次再结晶只是长大的过程。发生重结晶的驱动力为新旧两相自由能差，再结晶为储存能，二次再结晶为界面能。再结晶后强度、硬度下降而塑韧性提高，二次再结晶后材料的强度、塑性、韧性都会下降。

8. 结晶、重结晶和再结晶三者在概念上有何区别。

答：结晶——指物质由液态变为晶体固态的相变过程。

重结晶——指在固态情况下，物质由一种结构转变为另一种结构，即同素异构反应。 再结晶——将冷压力加工以后的金属加热到一定温度后，在变形的组织中重新产生新的无畸变的等轴晶粒，性能恢复到冷加工前的软化状态的过程。

三者的区别与联系：结晶发生相变，重结晶发生固态相变过程，再结晶没有。但它们全部都有形核与核长大的过程。结晶发生的驱动力是液固两相的界面能差，重结晶的驱动力为新旧两相的自由能差，而再结晶为储存能。再结晶后强度硬度下降而塑性和韧性提高，重结晶后材料的强度、塑性、韧性都会改善。

9. 户外用的架空铜导线（有一定的强度）和户内电灯用花线，在加工之后可否采用相同的

最终热处理工艺？为什么？

答：不能采用相同工艺。户外架空导线要求一定强度，一般用回复退火消除应力同时保留一定强度，户内花线需要易于变形和高的导电性能，可以采用再结晶退火使之软化，获得高的导电性能。

10. 有人将工业纯铝在室温下进行大变形量轧制，制得一批薄片试样，所测得的室温强度s

σ表明试样呈冷加工状态；然后将其他试样加热到100℃放置12天，再冷却后测得其室温强度比s σ明显降低。试验者差得工业纯铝的再结晶温度R T 为150℃，所以排除了发生再结晶的可能性。请解释上述现象，并说明如何证明你的设想。

答：将大变形量轧制后的工业纯铝加热到100℃、保温12d 后其室温强度明显下降的可能原因是由于工业纯铝已经发生了再结晶过程。试验者查得的TR ＝150℃，是指在1h 内完成再结晶的温度。而金属在大量冷变形后，即使在较低于TR 的退火温度，只要保温足够的时间，同样可以发生再结晶。所以，工业纯铝变形后在100℃加热、保温12d 完全有可能已完成再结晶过程。

证明上述设想：观察薄片试样的金相组织，如果是等轴晶粒，则可确认完成再结晶。

11. 就你所学知识讨论：在某一基体金属材料（如纯铜）引入弥散分布颗粒后，其塑性变形、

再结晶过程以及强度所发生的变化。

答：在单相纯铜中引入弥散分布第二相颗粒后，其塑性变形、再结晶过程和强度都会发生一系列变化：1）对塑性变形过程，由于颗粒的引入，导致塑性变形的位错运动受阻，可能在颗粒附近塞积（普通颗粒），也可能切过颗粒（颗粒非常小）；2）在再结晶过程中，如果颗粒尺寸较大，则会起到促进再结晶作用，如果颗粒尺寸很小，则会起到阻碍再结晶的作用；3）由于弥散颗粒对位错有阻碍作用，因此可以使得材料得到强化。其强化效果受颗粒的尺寸、分布、种类以及基体的结合有关，颗粒尺寸越细、含量越高，其强化效果越好。

12. 概述冷形变金属加热时发生再结晶的条件、形核机制、过程及再结晶的作用。

答：冷形变金属的变形量必须大于临界变形量后，并在再结晶温度以上加热时才能发生再结晶。其再结晶的机制是通过形成无畸变的新晶核和该晶核的长大，来降低形变时造成的晶体缺陷的增加和储存能的升高；具体形核机制有亚晶合并、亚晶长大和原晶