动态回复及再结晶分解

5.4.1 动态回复和动态再结晶
在金属冷形变后的加热过程中发生的，称为静态回复和 静态再结晶。若提高金属变形的温度,使金属在较高的温度下 形变时，金属在热变形的同时也发生回复和再结晶，这种与 金属热变形同时发生的回复和再结晶称为动态回复(dynamic recovery)和动态再结晶(dynamic recrystallization)。 动态回复：在热加工过程中，塑性变形使金属产生形变 强化的同时发生的回复的现象。 动态再结晶：在热加工过程中，塑性变形使金属产生形 变强化的同时发生的再结晶的现象。 这是在通常的热加工时发生的过程。在发生回复和再结 晶时，由形变造成的加工硬化与由动态回复，动态再结晶造 成的软化同时发生。
Байду номын сангаас
图 5.39 铝在400oC挤压时动态 回复所形成的亚晶
3）动态回复的机制
(1).是位错的攀移和交滑移，攀移在动态回复中 起主要的作用。 (2).层错能的高低是决定动态回复进行充分与否 的关键因素
(3). 动态回复易在层错能高的金属，如铝及铝合
金中发生。
5.4
热变形和动态回复再结晶
压力加工是利用塑性变形的方法使金属成形并 改性的工艺方法。由于在常温下进行塑性变形会引 起金属的加工硬化，即出现变形抗力增大、塑性下 降，这使得对某些尺寸较大或塑性低的金属在常温 下难以进行塑性变形。生产上通常采用在加热条件 下进行塑性变形。 热变形或热加工指金属材料在再结晶温度以上 的加工变形。工业生产个，高温进行的锻造，轧制 等压力加工属热加工。热加工过程中，在金属内部 同时进行着加工硬化与回复再结晶软化两个相反的 过程。
1.热加工与冷加工 从金属学的角度，将再结晶温度以上进行的压力加工称为热 加工，发生硬化、回复、再结晶。而将再结晶温度以下进行的压 力加工称为冷加工，发生加工硬化。 例如钨的再结晶温度约为 1200℃，因此，即使在1000℃进行变形加工也属于冷加工。 热加工温度：T再<T热加工<T固－100～200℃ 2.热加工特点 在热加工过程中，金属同时 进行着两个过程：形变强化和 再结晶软化(如下图)。塑性变 形使金属产生形变强化，而同 时发生的再结晶(称为动态再 结晶)过程又将形变强化现象 予以消除。因此，热加工时一 般不产生明显加工硬化现象。
5.4.1 动态回复与动态再结晶
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，可分为下述五种形式： (1) 动态回复 (2) 动态再结晶 （1）、（2）是在温度和负荷联合作用下发生的。 (3) 亚动态再结晶 (4) 静态再结晶 (5) 静态回复 （3）、（4）、（5）是在变形停止之后，即在 无负荷作用下发生的。
热加工过程中的动态再结晶示意图
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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，可分为下述五种形式： (1) 动态回复 (2) 动态再结晶 （1）、（2）是在温度和负荷联合作用下发生的。 (3) 亚动态再结晶 (4) 静态再结晶 (5) 静态回复 （3）、（4）、（5）是在变形停止之后，即在无负 荷作用下发生的。
5.4 热变形与动态回复、再结晶
冷塑性变形引起的加工硬化，可以通过 加热发生再结晶来加以消除。如果金属在再
结晶温度以上进行压力加工，那么塑性变形 所引起的加工硬化就可以立即被再结晶过程 所消除。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加工。 在再结晶温 度以下的加工称为冷加工。
在热加工过程中，金属内部同时进行着 加工硬化和再结晶软化这两个相反的过程， 不过此时的再结晶是在加工的同时发生的， 称为动态再结晶，它与上一章介绍的冷加工 后退火时发生的再结晶是不尽相同的。有时 在热加工过程中硬化和软化这两个因素不能 刚好全部抵消。
1 动态回复（图5.38）
特点：流变应力不随应变而变的稳态流变。
1）真应力—真应变 曲线（图5.37） I．微应变阶段 II．动态回复的初始 阶段 III．稳态变形阶段
图5.37 真应力—真应变曲线
图 5.38 动态回复的应力应变曲线（流变曲线）
2）组织结构的变化 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。 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(图5.39)。
2.动态回复机制 第Ⅰ阶段, 金属中的位错密度由退火态的 1010~1011m-2 增至 1011~1012m-2 。第Ⅱ阶段位错密度继 续升高 , 但因动态回复的出现 , 位错消失率也增大。第 Ⅲ阶段，位错的增殖率和消失率达到平衡，位错密度 维持在1014~1015m-2。和冷形变时相同，随着位错密度 的增大，金属中形成位错缠结和位错胞。位错密度的 增大导致了回复过程的发生，位错消失的速率随应变 的增大不断增大，最后终于使位错增殖与位错消失达 到平衡，不再发生加工硬化的稳态流变阶段。 动态回复机制是位错的攀移和交滑移，攀移在动 态回复中起主要的作用。层错能的高低是决定动态回 复进行充分与否的关键因素。动态回复易在层错能高 的金属，如铝及铝合金中发生。
一、动态回复
1. 动态回复时的真实应力－真实应变曲线,分为三段
第Ⅰ阶段—微应变阶段 :应力增加很快 ,但应变量不大 (小于1%),加工硬 化开始出现。 第Ⅱ阶段—均匀变形阶段 :曲线的斜率逐渐下降，金属材料开始均匀塑 性变形，即开始流变，并发生加工硬化，且随加工硬化作用的加强,开始出 现动态回复并逐渐加强 ,其造成的软化逐渐抵消加工硬化作用 ,使曲线的斜 率下降并趋于水平，加工硬化率为零，进入第三阶段。 第Ⅲ阶段—稳态流变阶段:在达到第三阶段后，即可实现持续形变。表现 为由变形产生的加工硬化与动态回复产生的软化 达到动态平衡,流变应力不再随应变的增加而增大, 曲线保持水平状态。达到稳态流变时应力值与变 形温度和应变速率有关,增高变形温度或降低应变 速率,都将使稳态流变应力降低。 • 这一特性已用于钢材，如在750℃以下的热加工。 • 注意：当应变速率增大时：曲线整体移向上方， 即稳态流变应力增大；温度升高时：曲线下移， 稳态流变应力减小。