材料科学基础课件第六章金属及合金的回复与再结晶
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三、再结晶温度及其影响因素
1.再结晶温度(Recrystallization Temperature)
冷变形金属开始进行再结晶的最低温度称为再结晶温度。 再结晶不是一个恒温过程,没有恒定的转变温度。 再结晶温度可定义为:经过大变形量(变形度70%以上)冷变形的金属, 保温1h能够完成再结晶(V≥95%)的温度。
cc0eQ/RT
式中,Q-回复激活能;R-气体常数;c0-比例常数;T-绝对温度。
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.2 回复
将后式代入前式并积分,以x0表示开始时性能增量的残留分数,则得:
x x0
dxxc0eQ/RT0tdt
或
l nx0 x
c0teQ/RT
回复的速度随温度升高和加热时间的延长而增大。
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.2 回复
3.高温回复
高温回复是位错攀移和滑移,发生多边化,使不规则的位错重新分布,形 成稳定的位错网络,构成亚结构,位错密度下降,畸变能显著降低的过程。
回复机制:
多边化(Polygonization)。
多边化过程是一种热激活过程。
多边化前
位错墙
多边化后
多边化过程
刃位错通过攀移和滑移排列成位错墙
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.2 回复
三、回复过程中亚结构的变化
经冷变形的金属,显微组织中 形成了胞状亚结构,在胞壁处位 错密度很高。
回复过程中,胞状亚结构发生 显著变化:
①胞壁内位错密度有所下降; ②弯曲的位错逐渐伸直; ③位错缠结逐渐转变成能量较 低的稳定的位错网络; ④胞壁变得较清晰,成为亚晶 界; ⑤位错网络发生分解,并入更 稳定的位错网络中,使亚晶粒聚 合而长大。
冷变形后保留在金属内部的畸变 能,或称储存能。
冷变形金属在不同加热温度时 组织和性能的变化
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.1 冷变形金属在加热时的组织和性能变化
一、显微组织的变化
1.回复阶段
显微组织几乎没 有发生变化,晶粒 仍保持冷变形后的 伸长状态。
2.再结晶阶段
在变形的晶粒内 部开始出现新的等
1V
(温度恒定)
式中,V-在t时间已经再结晶的体积分数;B、K-常数,由实验决定。
等温下,时间越长,再结晶进行得越充分。
再结晶速度与温度的关系:
再结晶是一种热激活过程,温度越高,再结晶进行得越快。
v再AeQR/RT
式中:v再-再结晶的速度;QR-再结晶的激活能; R-气体常数;T-绝对温度;A-比例常数。
回复机制:
空位与间隙原子的合并
①空位迁移到金属的自由表面或 晶界处而消失;
②空位与间隙原子合并,空位与 间隙原子同时消失;
③空位与位错发生交互作用而消 失;
④空位聚集成空位片,然后崩塌 成位错环而消失。
位错环
空位聚集成空位片,然后崩塌成位错环
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.2 回复
2.中温回复
通过亚晶界的移动,吞并相 邻的变形基体和亚晶而长大成 再结晶的核心。
亚晶粒合并形核机制 亚晶直接长大形核机制
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.3 再结晶
②晶界凸出形核机制(晶界弓出形核机制) 晶界凸出形核主要发生在经较小冷变形金属的再结晶过程中。 变形程度小,变形很不均匀,各晶粒中的位错密度不同,则亚晶粒的大小
一、回复动力学
冷变形金属在恒温下回复时,开 始阶段的性能回复速度最快,然后 随回复量的增加而逐渐减慢。回复 的特征可用下式表达:
dx cx dt
式中,t-加热时间;x-冷变形导
在-50C进行约8%剪切变形的锌单晶, 在不同温度加热后的性能变化
致的性能增量经加热后的残留分数;c-与材料和温度有关的比例常数,由 下式决定:
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.3 再结晶
再结晶温度的经验公式:
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
2.影响再结晶温度的因素
T再-再结晶温度;Tm-熔点。
①变形度
冷变形度越大,T再越低。 ②金属的纯度
纯度越高,T再越低。
中温回复是位错主要以滑移方式运动,以及位错发生重新排列,位错密 度略有下降的过程。
回复机制:
①位错滑移,导致位错重新组合排列; ②位于同一滑移面上的异号位错相互吸引,会聚后而互相抵消。 在中温下,处于同一滑移面上的异号位错要实现会聚所需的激活能较小, 可以发生。 不在同一滑移面上的异号位错要会聚而互相抵消,则必须先通过攀移或 交滑移至同一滑移面上才能得以实现。显然这一过程需要更大的激活能, 即需要更高的温度,这在中温下难以发生。
2.影响再结晶后晶粒大小的因素
①变形度
变形度较小
不发生再结晶,晶粒保持原状、大小。
变形度达到2~10%
再结晶后的晶粒异常粗大。
2~10%的变形度称为临界变形度。
变形度超过临界变形度
变形度越大,晶粒越细小。
冷变形度对再结晶后晶粒大小的影响
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.3 再结晶
②加热(退火)温度和保温时间 退火温度越高、保温时间越长,晶粒越粗大。
加热前
625℃加热 (不完全再结晶)
670℃加热 (完全再结晶)
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.3 再结晶
经过再结晶,冷变形所导致的各 种性能改变基本消失,加工硬化被 消除,内应力得到充分释放,电阻 率降低到变形前的水平。
回复和再结晶对冷变形金属性能的影响
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.3 再结晶 一、再结晶动力学
冷变形金属显微组织随加热温度和时间的变化
轴小晶粒,并随时间的延长不断长大,直至伸长的晶粒完全转变为新的等轴 晶粒为止。
3.晶粒长大阶段
再结晶过程中形成的等轴晶粒逐步相互吞并而长大,直至达到一个稳定的 尺寸。
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.2 回复
第二节 回复(Recovery)
回复是冷变形金属在较低温度加热时,在光学显微组织发生改变前所产 生的某些亚结构和性能变化的过程。
如果不进行去应力退火,弹簧尺寸会发生变化。
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.3 再结晶
第三节 再结晶(Recrystallization)
再结晶是冷变形金属在加热到一定温度后,在已变形组织中重新产生无 畸变的新晶粒,性能发生明显的变化,并恢复到完全软化状态的过程。
无畸变的再结晶晶粒 在变形组织中形核,然 后长大,最后完全取代 变形的晶粒。
举例:
①深冲成形的黄铜弹壳,经260C的去应力退火,充分消除残余内应力, 避免发生应力腐蚀开裂。
如果不进行去应力退火,弹壳在放置一段时间后,由于内应力的作用, 加上外界气氛对晶界的腐蚀,导致发生晶间开裂(称为“季裂”)。
②冷卷弹簧制品,在成型后进行一次250~300C的低温加热,充分消除 残余内应力,稳定尺寸,同时保持其强度和硬度基本不变。
举例:
采用不同的温度加热冷变形金属使之回复到同样的程度(即残留分数相
同),则所需时间不同。
c0t1eQ /R1T c0t2eQ /R2T或
Q/RT 2
Q( 1 1 )
t e 1
R 273300
e Q/R1T
t e 2
从前图和上式可求得锌单晶的回复激活能Q =20000cal/gmol,锌单晶在
0C回复到残留75%的加工硬化需要5分钟,则锌单晶在27C回复到
1 AeQR/RT 或 t
12.3RlgA2.3Rlgt
T QR
QR
(2.3lgx=lnx)
则:
QR ( 1 1 )
t e 1
R T2 T1
t2
H70黄铜(含30%Zn)分别在400C和390C下完成再结晶所需要的时间:
400C下需要1小时,390C下需要1.97小时。
H70黄铜的再结晶激活能为251kJ/gmol。
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.3 再结晶
二、再结晶的形核与长大
再结晶的核心(晶核)在变形造成的最大畸变处形成,随后进一步长大。
1.形核
①亚晶形核机制 亚晶形核主要发生在经较大
冷变形金属的再结晶过程中。 亚晶合并形核
通过亚晶粒之间的亚晶界消 失,使亚晶合并而长大成再结 晶的核心。 亚晶直接长大形核
缠结位错
伸直了的位错
回复前的冷变形状态
回复0.1小时
位错网络
大的稳定网络
回复50小时
回复300小时
经5%冷变形的纯铝在200C回复的亚结构变化
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.2 回复
四、回复的应用
去应力退火(Stress-relief Annealing):
将已经加工硬化的金属在较低的温度下加热,使其内应力基本消除,耐 应力腐蚀性提高,同时又保持加工硬化的工艺方法。
Cu-35Zn退火温度与晶粒尺寸的关系
提高退火温度,临界变形度数值变小。
含碳0.06%的低碳钢变形度 及退火温度对再结晶后晶粒
大小的影响
③原始晶粒尺寸 当变形度一定时,冷变形金属的晶粒越细小,再结晶后的晶粒越细小。
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.3 再结晶
五、再结晶的应用
再结晶退火(Recrystallization Annealing):
第一节 冷变形金属在加热时的组织和性能变化
金属经冷变形后,组织处于亚稳 定状态,有自发恢复到变形前状态 的倾向。但在常温下,原子扩散能 力小,亚稳定状态可以维持相当长 时间。加热可以增加原子扩散能力, 金属将依次发生回复、再结晶和晶 粒长大。与此同时,变形金属的组 织与性能也发生相应的变化。
回复和再结晶的驱动力:
将已经加工硬化的金属加热到再结晶温度以上,使其发生再结晶,以消 除加工硬化的工艺方法。
再结晶退火温度:T再+100~200℃。
再结晶退火的主要作用:
恢复变形能力;消除各向异性;改善显微组织;提高组织稳定性。
举例:
冷拔钢丝时,每拉拔一次,中间均进行再结晶退火,消除加工硬化,以 便于下一次拉拔。
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.3 再结晶
2.长大
再结晶晶核形成之后,即借界面的移动向周围畸变区域长大。 ①再结晶晶核长大(晶界迁移)的驱动力
无畸变的新晶粒与周围畸变的旧晶粒之间的畸变能差。 ②晶界的迁移方向
晶界总是背离其曲率中心,向着畸变区域推进,直至全部形成无畸变的等 轴晶粒为止,再结晶即告完成。
结论:
冷变形金属在加热发生再结晶时,温度越高,再结晶进行得越快,产生 一定体积分数再结晶所需的时间也越短。
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.3 再结晶
举例:
采用不同的温度加热冷变形金属使之再结晶到同样的程度(即再结晶的 体积分数相同),温度越高,所需时间越短。
再结晶的速度与产生一定再结晶体积分数所需的时间t 成反比。
再结晶具有典型的形核-长大过程的动力学特征: 等温下,再结晶速度开始时很小,随再结晶百分数的增加而增大,并在 50%处达到最大,然后又逐渐减小。
经98%冷轧的纯铜(99.999%Cu)在不同ห้องสมุดไป่ตู้度下的等温再结晶动力学曲线
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.3 再结晶
等温再结晶动力学方程:
V 1eBtK 或 lgln 1 lgBKlnt
第六章 金属及合金的回复与再结晶
Chapter 6 Recovery and Recrystallization of Metals and Alloys
主要内容:
冷变形金属在加热时的组织和性能变化 回复 再结晶 晶粒长大 金属的热加工
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.1 冷变形金属在加热时的组织和性能变化
残留75%的加工硬化需要的时间为:
t15 e2200(021073310)00.18分。5 (R =2cal/gmol·K)
同样可以计算出在-50C时回复到残留75%的加工硬化需要约13天。
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.2 回复
二、回复机制
1.低温回复
低温回复是冷变形产生的过量空位消失,点 缺陷密度明显下降的过程。
也有所不同,因此,晶界中的某一段就会向亚晶细小、位错密度高的一侧弓 出,被这段晶界扫过的区域,位错密度下降,成为无畸变的晶体,即再结晶 的核心。
晶界凸出形核机制
在晶界处A 晶粒中的某些亚晶粒能通过 晶界迁移而凸入B 晶粒中,借消耗B 中的 亚晶而生长,从而形成再结晶的核心。 具有亚晶粒组织晶粒间的凸出形核机制
Fe
③原始晶粒度
Al
变形金属的晶粒越小,T再越低。
④加热速度和保温时间
加热速度缓慢和极快,均使T再升高。 保温时间越长,T再越低。
冷变形度与开始再结晶温度的关系
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.3 再结晶
四、再结晶后的晶粒大小
1.再结晶后的晶粒尺寸
d
K(
G N
)1/4
d-再结晶晶粒的平均直径;N-形核率; G-长大线速度;K-比例常数。
1.再结晶温度(Recrystallization Temperature)
冷变形金属开始进行再结晶的最低温度称为再结晶温度。 再结晶不是一个恒温过程,没有恒定的转变温度。 再结晶温度可定义为:经过大变形量(变形度70%以上)冷变形的金属, 保温1h能够完成再结晶(V≥95%)的温度。
cc0eQ/RT
式中,Q-回复激活能;R-气体常数;c0-比例常数;T-绝对温度。
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.2 回复
将后式代入前式并积分,以x0表示开始时性能增量的残留分数,则得:
x x0
dxxc0eQ/RT0tdt
或
l nx0 x
c0teQ/RT
回复的速度随温度升高和加热时间的延长而增大。
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.2 回复
3.高温回复
高温回复是位错攀移和滑移,发生多边化,使不规则的位错重新分布,形 成稳定的位错网络,构成亚结构,位错密度下降,畸变能显著降低的过程。
回复机制:
多边化(Polygonization)。
多边化过程是一种热激活过程。
多边化前
位错墙
多边化后
多边化过程
刃位错通过攀移和滑移排列成位错墙
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.2 回复
三、回复过程中亚结构的变化
经冷变形的金属,显微组织中 形成了胞状亚结构,在胞壁处位 错密度很高。
回复过程中,胞状亚结构发生 显著变化:
①胞壁内位错密度有所下降; ②弯曲的位错逐渐伸直; ③位错缠结逐渐转变成能量较 低的稳定的位错网络; ④胞壁变得较清晰,成为亚晶 界; ⑤位错网络发生分解,并入更 稳定的位错网络中,使亚晶粒聚 合而长大。
冷变形后保留在金属内部的畸变 能,或称储存能。
冷变形金属在不同加热温度时 组织和性能的变化
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.1 冷变形金属在加热时的组织和性能变化
一、显微组织的变化
1.回复阶段
显微组织几乎没 有发生变化,晶粒 仍保持冷变形后的 伸长状态。
2.再结晶阶段
在变形的晶粒内 部开始出现新的等
1V
(温度恒定)
式中,V-在t时间已经再结晶的体积分数;B、K-常数,由实验决定。
等温下,时间越长,再结晶进行得越充分。
再结晶速度与温度的关系:
再结晶是一种热激活过程,温度越高,再结晶进行得越快。
v再AeQR/RT
式中:v再-再结晶的速度;QR-再结晶的激活能; R-气体常数;T-绝对温度;A-比例常数。
回复机制:
空位与间隙原子的合并
①空位迁移到金属的自由表面或 晶界处而消失;
②空位与间隙原子合并,空位与 间隙原子同时消失;
③空位与位错发生交互作用而消 失;
④空位聚集成空位片,然后崩塌 成位错环而消失。
位错环
空位聚集成空位片,然后崩塌成位错环
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.2 回复
2.中温回复
通过亚晶界的移动,吞并相 邻的变形基体和亚晶而长大成 再结晶的核心。
亚晶粒合并形核机制 亚晶直接长大形核机制
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.3 再结晶
②晶界凸出形核机制(晶界弓出形核机制) 晶界凸出形核主要发生在经较小冷变形金属的再结晶过程中。 变形程度小,变形很不均匀,各晶粒中的位错密度不同,则亚晶粒的大小
一、回复动力学
冷变形金属在恒温下回复时,开 始阶段的性能回复速度最快,然后 随回复量的增加而逐渐减慢。回复 的特征可用下式表达:
dx cx dt
式中,t-加热时间;x-冷变形导
在-50C进行约8%剪切变形的锌单晶, 在不同温度加热后的性能变化
致的性能增量经加热后的残留分数;c-与材料和温度有关的比例常数,由 下式决定:
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.3 再结晶
再结晶温度的经验公式:
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
2.影响再结晶温度的因素
T再-再结晶温度;Tm-熔点。
①变形度
冷变形度越大,T再越低。 ②金属的纯度
纯度越高,T再越低。
中温回复是位错主要以滑移方式运动,以及位错发生重新排列,位错密 度略有下降的过程。
回复机制:
①位错滑移,导致位错重新组合排列; ②位于同一滑移面上的异号位错相互吸引,会聚后而互相抵消。 在中温下,处于同一滑移面上的异号位错要实现会聚所需的激活能较小, 可以发生。 不在同一滑移面上的异号位错要会聚而互相抵消,则必须先通过攀移或 交滑移至同一滑移面上才能得以实现。显然这一过程需要更大的激活能, 即需要更高的温度,这在中温下难以发生。
2.影响再结晶后晶粒大小的因素
①变形度
变形度较小
不发生再结晶,晶粒保持原状、大小。
变形度达到2~10%
再结晶后的晶粒异常粗大。
2~10%的变形度称为临界变形度。
变形度超过临界变形度
变形度越大,晶粒越细小。
冷变形度对再结晶后晶粒大小的影响
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.3 再结晶
②加热(退火)温度和保温时间 退火温度越高、保温时间越长,晶粒越粗大。
加热前
625℃加热 (不完全再结晶)
670℃加热 (完全再结晶)
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.3 再结晶
经过再结晶,冷变形所导致的各 种性能改变基本消失,加工硬化被 消除,内应力得到充分释放,电阻 率降低到变形前的水平。
回复和再结晶对冷变形金属性能的影响
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.3 再结晶 一、再结晶动力学
冷变形金属显微组织随加热温度和时间的变化
轴小晶粒,并随时间的延长不断长大,直至伸长的晶粒完全转变为新的等轴 晶粒为止。
3.晶粒长大阶段
再结晶过程中形成的等轴晶粒逐步相互吞并而长大,直至达到一个稳定的 尺寸。
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.2 回复
第二节 回复(Recovery)
回复是冷变形金属在较低温度加热时,在光学显微组织发生改变前所产 生的某些亚结构和性能变化的过程。
如果不进行去应力退火,弹簧尺寸会发生变化。
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.3 再结晶
第三节 再结晶(Recrystallization)
再结晶是冷变形金属在加热到一定温度后,在已变形组织中重新产生无 畸变的新晶粒,性能发生明显的变化,并恢复到完全软化状态的过程。
无畸变的再结晶晶粒 在变形组织中形核,然 后长大,最后完全取代 变形的晶粒。
举例:
①深冲成形的黄铜弹壳,经260C的去应力退火,充分消除残余内应力, 避免发生应力腐蚀开裂。
如果不进行去应力退火,弹壳在放置一段时间后,由于内应力的作用, 加上外界气氛对晶界的腐蚀,导致发生晶间开裂(称为“季裂”)。
②冷卷弹簧制品,在成型后进行一次250~300C的低温加热,充分消除 残余内应力,稳定尺寸,同时保持其强度和硬度基本不变。
举例:
采用不同的温度加热冷变形金属使之回复到同样的程度(即残留分数相
同),则所需时间不同。
c0t1eQ /R1T c0t2eQ /R2T或
Q/RT 2
Q( 1 1 )
t e 1
R 273300
e Q/R1T
t e 2
从前图和上式可求得锌单晶的回复激活能Q =20000cal/gmol,锌单晶在
0C回复到残留75%的加工硬化需要5分钟,则锌单晶在27C回复到
1 AeQR/RT 或 t
12.3RlgA2.3Rlgt
T QR
QR
(2.3lgx=lnx)
则:
QR ( 1 1 )
t e 1
R T2 T1
t2
H70黄铜(含30%Zn)分别在400C和390C下完成再结晶所需要的时间:
400C下需要1小时,390C下需要1.97小时。
H70黄铜的再结晶激活能为251kJ/gmol。
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.3 再结晶
二、再结晶的形核与长大
再结晶的核心(晶核)在变形造成的最大畸变处形成,随后进一步长大。
1.形核
①亚晶形核机制 亚晶形核主要发生在经较大
冷变形金属的再结晶过程中。 亚晶合并形核
通过亚晶粒之间的亚晶界消 失,使亚晶合并而长大成再结 晶的核心。 亚晶直接长大形核
缠结位错
伸直了的位错
回复前的冷变形状态
回复0.1小时
位错网络
大的稳定网络
回复50小时
回复300小时
经5%冷变形的纯铝在200C回复的亚结构变化
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.2 回复
四、回复的应用
去应力退火(Stress-relief Annealing):
将已经加工硬化的金属在较低的温度下加热,使其内应力基本消除,耐 应力腐蚀性提高,同时又保持加工硬化的工艺方法。
Cu-35Zn退火温度与晶粒尺寸的关系
提高退火温度,临界变形度数值变小。
含碳0.06%的低碳钢变形度 及退火温度对再结晶后晶粒
大小的影响
③原始晶粒尺寸 当变形度一定时,冷变形金属的晶粒越细小,再结晶后的晶粒越细小。
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.3 再结晶
五、再结晶的应用
再结晶退火(Recrystallization Annealing):
第一节 冷变形金属在加热时的组织和性能变化
金属经冷变形后,组织处于亚稳 定状态,有自发恢复到变形前状态 的倾向。但在常温下,原子扩散能 力小,亚稳定状态可以维持相当长 时间。加热可以增加原子扩散能力, 金属将依次发生回复、再结晶和晶 粒长大。与此同时,变形金属的组 织与性能也发生相应的变化。
回复和再结晶的驱动力:
将已经加工硬化的金属加热到再结晶温度以上,使其发生再结晶,以消 除加工硬化的工艺方法。
再结晶退火温度:T再+100~200℃。
再结晶退火的主要作用:
恢复变形能力;消除各向异性;改善显微组织;提高组织稳定性。
举例:
冷拔钢丝时,每拉拔一次,中间均进行再结晶退火,消除加工硬化,以 便于下一次拉拔。
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.3 再结晶
2.长大
再结晶晶核形成之后,即借界面的移动向周围畸变区域长大。 ①再结晶晶核长大(晶界迁移)的驱动力
无畸变的新晶粒与周围畸变的旧晶粒之间的畸变能差。 ②晶界的迁移方向
晶界总是背离其曲率中心,向着畸变区域推进,直至全部形成无畸变的等 轴晶粒为止,再结晶即告完成。
结论:
冷变形金属在加热发生再结晶时,温度越高,再结晶进行得越快,产生 一定体积分数再结晶所需的时间也越短。
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.3 再结晶
举例:
采用不同的温度加热冷变形金属使之再结晶到同样的程度(即再结晶的 体积分数相同),温度越高,所需时间越短。
再结晶的速度与产生一定再结晶体积分数所需的时间t 成反比。
再结晶具有典型的形核-长大过程的动力学特征: 等温下,再结晶速度开始时很小,随再结晶百分数的增加而增大,并在 50%处达到最大,然后又逐渐减小。
经98%冷轧的纯铜(99.999%Cu)在不同ห้องสมุดไป่ตู้度下的等温再结晶动力学曲线
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.3 再结晶
等温再结晶动力学方程:
V 1eBtK 或 lgln 1 lgBKlnt
第六章 金属及合金的回复与再结晶
Chapter 6 Recovery and Recrystallization of Metals and Alloys
主要内容:
冷变形金属在加热时的组织和性能变化 回复 再结晶 晶粒长大 金属的热加工
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.1 冷变形金属在加热时的组织和性能变化
残留75%的加工硬化需要的时间为:
t15 e2200(021073310)00.18分。5 (R =2cal/gmol·K)
同样可以计算出在-50C时回复到残留75%的加工硬化需要约13天。
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.2 回复
二、回复机制
1.低温回复
低温回复是冷变形产生的过量空位消失,点 缺陷密度明显下降的过程。
也有所不同,因此,晶界中的某一段就会向亚晶细小、位错密度高的一侧弓 出,被这段晶界扫过的区域,位错密度下降,成为无畸变的晶体,即再结晶 的核心。
晶界凸出形核机制
在晶界处A 晶粒中的某些亚晶粒能通过 晶界迁移而凸入B 晶粒中,借消耗B 中的 亚晶而生长,从而形成再结晶的核心。 具有亚晶粒组织晶粒间的凸出形核机制
Fe
③原始晶粒度
Al
变形金属的晶粒越小,T再越低。
④加热速度和保温时间
加热速度缓慢和极快,均使T再升高。 保温时间越长,T再越低。
冷变形度与开始再结晶温度的关系
第六章 金属及合金的回复与再结晶-§6.3 再结晶
四、再结晶后的晶粒大小
1.再结晶后的晶粒尺寸
d
K(
G N
)1/4
d-再结晶晶粒的平均直径;N-形核率; G-长大线速度;K-比例常数。