金属学及热处理1(第六章)再结晶0.ppt

第六章 冷变形金属的回复与再结晶 重结晶：晶格类型改变。 再结晶：晶格类型不变。 §6-1 形变金属与合金在退火过程中的变化 一、显微组织的变化 二、力学性能的变化 三、其他性能的变化 §6-2 回复 一、 退火温度和时间对 回复过程的影响 二、 回复机制 指经冷塑性变形的金属在加热时，低温状态下，在新的无畸变晶粒出现之前（光学显微组织发生改变之前），所产生的某些亚结构与性能的变化过程。 2.中温回复 位错的滑移与攀移。 ３.高温回复—多边形化。 金属在冷变形后，由于同号刃位错在滑移面上塞积，导致点阵发生弯曲的晶体，在退火（加热温度较高）时，通过刃位错的攀移和滑移，时同号刃位错沿垂直于滑移面的方向排列呈小角度亚晶界的过程称为多边形化。 图6-5 多边形化时位错的移动和排列示意图a-回复前位错的排列b-回复后的多边形化c-刃位错的滑移和攀移 三、亚结构的变化 1）胞内的位错逐渐移向胞壁； 2）胞壁处缠结的位错变直； 3）缠结的位错形成亚晶界； 4）位错网络分解，亚晶聚合长大。 四、回复退火的应用 去应力退火（回复处理）： 利用回复过程使冷加工的金属件在基本保持加工硬化效果的条件下，降低其应力，以减轻变形和翘曲，防止工件开裂，并改善工件的耐蚀性，降低电阻率。 §6-3 再结晶 一、再结晶过程 再结晶： 经冷变形的金属加热到一定温度后，在原来的变形组织中重新形成了无畸变的新晶粒，而性能也恢复到冷变形前的水平，这一过程叫“再结晶”。 工业上常利用再结晶来消除冷加工变形产生的加工硬化现象，通常被称为再结晶退火。 二、再结晶温度 再结晶温度： 冷变形金属开始进行再结晶的最低温度。 一般：T加＝T再min＋100～200℃。 其中: T（K）。 影响再结晶的主要因素 １．加热温度 加热温度越高，再结晶速度越快，产生一定体积分数再结晶所需时间越短，因原子迁移速度加快。 ２.变形程度 金属的冷变形程度越大，其储存能越高，再结晶的驱动力越大，因此，再结晶温度越低，同时再结晶速度也快，但当变形量增大到一定程度后，再结晶温度就基本保持不变了。 ３．原始晶粒尺寸： ①在其它条件相同的情况下，金属的原始晶粒越细小，变形抗力就越大，冷变形储存能也越高，驱动力越大； ②金属的原始晶粒越细小，晶界越多，有利于形核，再结晶温度则较低。 ４．微量溶质（杂质）原子： 微量溶质原子的存在，对金属的再结晶温度有巨大的影响。 ５．分散相粒子： 分散相粒子的存在，即有可能促进基体金属的再结晶，也有可能阻碍再结晶 三、再结晶晶粒大小的控制 1.变形程度 临界变形度： 变形度为2～10％，再结晶后晶粒异常粗大，称“临界变形度” 图6-10 晶粒尺寸与变形度 d-ε关系曲线 　图6-11 0.06％C－Fe合金ε－d曲线 图6-12 深冲零件退火后的晶粒尺寸变化 图6-13 纯铝的再结晶晶粒度与变形度的关系3%， 6%， 9%， 12%， 15% 3.原始晶粒尺寸 当变形量一定时，金属的原始晶粒越细，驱动力越大，形核位置越多，则再结晶后的晶粒也越细。 因原始晶粒细小，晶界面积增加，为再结晶形核提供更多的位置，故再结晶后晶粒得到细化。 图6-14 原始晶粒尺寸对再结晶后晶粒大小的影响 4. 合金元素及杂质 金属中的杂质与合金元素一方面增加形变金属的储存能，另一方面阻碍晶界的移动，一般都起到细化晶粒的作用。 一、晶粒的正常长大 冷变形金属完成再结晶后继续加热时会发生晶粒长大现象。 图6-15 晶粒长大时的晶界移动示意图a-原子通过晶界扩散 b-晶界移