第章回复与再结晶.ppt

1、定义： 指晶体中有许多晶粒获得长大条件，晶粒的长大是连续地，均匀地进行，晶粒长大过程中晶粒的尺寸是比较均匀的，晶粒平均尺寸的增大也是连续的。 2、晶粒长大的驱动力 晶粒长大的驱动力，整体看为晶粒长大前后总的界面能差。 细小的晶粒较粗大晶粒具有更多的晶界，晶界能高，故细晶粒长大使自由能下降，因此，细晶粒长大为粗晶粒是一个自发的过程。 一、晶粒的正常长大 弯曲的晶界总是趋向于平直化，即向曲率中心移动以减少界面积，同时，大角度晶界的迁移率总是大于小角度晶界的迁移率。 晶界移动的单位面积上的驱动力为： 2、晶粒长大的驱动力 P：晶界迁移的驱动力 gb：晶界单位面积 的界面能 R1、R2：曲面的两个主曲率半径 可见晶界迁移的驱动力随gb的增大而增大，随晶界的曲率半径增大而减小，晶界的移动方向总是指向曲率中心。 当晶界为三维空间的任意曲面时，作用在单位界面上的力P为： 晶粒长大的驱动力 晶界总是向角度较锐的晶粒方向移动， 力图使三个夹角都等于120度。 当界面张力平衡时： 因为大角度晶界TA=TB=TC， 而 A+B+C=360度 ∴A=B=C=120度 晶粒长大的驱动力 在相同体积情况下，球形晶粒晶界面积最小，但如果威球形，会出现堆砌间隙，因此实际晶粒呈十四面体。 3、晶粒的稳定形貌 ?在二维坐标中 晶界边数少于6的晶粒，其晶界向外凸出，必然逐渐缩小，甚至消失 边数大于6的晶粒，晶界向内凹进，逐渐长大 当晶粒的边数为6时，处于稳定状态。 晶粒的稳定形貌 4、影响晶粒长大（即晶界迁移率）的因素 ?1）温度 温度越高，晶粒长大速度越快，晶粒越粗大 。 2）第二相 质点 （3）杂质及合金元素 可溶解的杂质或合金元素阻碍晶界迁移，特别是晶界偏聚现象显著的元素，其阻碍作用更大。 但当温度很高时，晶界偏聚可能消失，其阻碍作用减弱甚至消失。 (4) 相邻晶粒的位相差 小角度晶界的界面能低，界面移动的驱动力小，移动速度慢；大角度晶界的可动性高。 影响晶粒长大（即晶界迁移率）的因素 1.定义： 将再结晶完成后的金属继续加热至某一温度以上，或更长时间的保温，会有少数几个晶粒优先长大，成为特别粗大的晶粒，而其周围较细的晶粒则逐渐被吞食掉，整个金属由少数比再结晶后晶粒要大几十倍甚至几百倍的特大晶粒组成。 8.4.2 晶粒的异常长大（二次再结晶） 2.驱动力： 同正常晶粒长大一样，是长大前后的界面能差 3.产生条件： 正常晶粒长大过程被弥散的第二相质点或杂质、织构热蚀沟等所强烈 阻碍，能够长大的晶粒数目较少，致使晶粒大小相差悬殊。 晶粒的异常长大（二次再结晶） 钉扎晶界的第二相溶于基体. 4 机制 再结晶织构中位向一致晶粒的合并. 大晶粒吞并小晶粒. 各向异性 织构明显 优化磁导率 5 对组织和性能的影响 晶粒大小不均 性能不均 降低强度和塑韧性 晶粒粗大 提高表面粗糙度 晶粒的异常长大（二次再结晶） 8.5 金属的热变形 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变形或热加工。 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： (1) 动态回复 (2) 动态再结晶 ??是在温度和负荷联合作用下发生的。 II．动态回复的初始阶段：材料发生塑性流动，并发生加工硬化－均匀塑变阶段 。 III．稳态变形阶段:应力随应变不发生变化，在恒应力条件下持续变形，此时的应力成为流变应力。 （1）真应力——真应变曲线 I．微应变阶段 ：变形开始阶段，应力随应变的增加而增大，但增大速度越来越小。 1．动态回复 变形温度一定，应变速率大，达到稳定阶段的应力和应变也大。 应变速率一定，变形温度越高，流变应力越小。 动态回复 （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。 采用低的变形终止温度、大的最终变形量、 快的冷却速度可获得细小晶粒。 动态回复