第06章回复再结晶学案.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 2）动态再结晶：多晶材料发生塑性变形，部分区域的变形量超过临界变形量后，以再结晶方式形核，变形量增加，形核的部位也在增加，形成的核心不断的长大。由于变形在继续进行，长大的晶粒也在变形中，一边长大的同时，内部又因变形而增加缺陷硬化，长大前后不同，内部的缺陷密度也不同。这些在再结晶中生成长大的晶粒当变形超过一定程度会再次形核长大，如此周而复始。材料中的平均统计缺陷的密度决定于变形速率，变形速率高，平均硬化程度维持在较高的水平，材料在变形中表现出较高的流变应力。 5.3 热加工时的软化机制 * 3）亚动态再结晶：变形过程中形成的再结晶核心或长大未完成的小晶体，在变形过程停止后的继续长大。 4）静态回复和静态再结晶：变形过程停止后，由于在较高的温度下，这时所发生的回复过程和重新形核并长大的再结晶过程。 5.3 热加工时的软化机制 * 图7-27 在热加工温度发生动态回复时 的真应力-真应变曲线的特征 5.4 动态回复与动态再结晶 铝及铝合金、工业纯铁、铁素体钢、镁、锌等材料 1 仅有动态回复 亚晶尺寸的大小与变形温度和应变速率有关，变形温度越低，应变速率越大，则形成的亚晶尺寸越小。因此，通过调整变形温度和应变速率，可以控制亚晶的大小。动态回复组织的强度要比再结晶组织的强度高得多。在热加工终止后迅速冷却，将动态回复组织保存下来已成功地用于提高建筑用铝镁合金挤压型材的强度。但是，如果加工过程停止，在保温或随后的缓慢冷却过程中即可发生静态再结晶。 * 动态回复与动态再结晶 铜及铜合金、镍及镍合金、γ铁、奥氏体钢、金、银等 图7-28 发生动态再结晶时真应 力-真应变曲线的特征 2 动态再结晶 1.在稳定态阶段的动态再结晶晶粒呈等轴状，但在晶粒内部包含着被位错缠结所分割的亚晶粒。显然这比静态再结晶后晶粒中的位错密度要高； 2. 其次，动态再结晶时的晶界迁移速度较慢，这是由于边形变、边发生再结晶造成的。因此动态再结晶的晶粒比静态再结晶的晶粒要细些。如果能将动态再结晶的组织迅速冷却下来，就可以获得比冷变形加再结晶退火要高的强度和硬度。 共性： 形核和长大过程 * 5.5 热加工对材料组织性能的影响 热加工过程中，尽管加工硬化和再结晶软化互相抵消，但材料经过热加工后，组织性能也会带来一系列的变化。 为了控制材料的最后组织，如晶粒尺寸，必需控制好最后的变形量和变形停止时的温度，又称为终锻温度，终锻温度过高，最后会导致材料的晶粒尺寸粗大，特别是终锻变形量在临界变形量附近时，晶粒尺寸更大，使材料的性能下降。但终锻温度过低或变形量过大可能会在零件上带来残余应力，甚至出现开裂。 * 压力加工可以焊合铸态材料中的气孔疏松，提高材料致密度和性能。所以有些零件必须通过压力加工来成形。 压力加工可以打碎粗大枝晶和柱状晶，细化晶粒尺寸；对多相材料，反复的镦拔，可以均匀材料的成分，都将有益于材料的使用性能。 热加工的温度较高，表面较易发生氧化现象，尽管有一些精密锻造工艺，但产品的表面光洁度和尺寸精度不可能达到机械加工能达到的高度。 5.4 热加工对材料组织性能的影响 * 消除铸态金属组织缺陷，提高力学性能 * 铸锻态性能比较 5.4 热加工对材料组织性能的影响 在热加工时，仅在一个方向上变形，如热轧、拔长等，会造成杂质或第二相沿加工方向分布，形成所谓热加工纤维组织，有时也称为“流线”，材料的机械性能具有明显的各向异性，通常纵向的强度、塑性和韧性显著大于横向。在零件成形中要注意，让流线与零件的受力方向成合理分布，才能保证或提高零件的质量水平。 * 形成热变形加工纤维组织（流线） * * 带状组织 6） 复相合金中的各相，在热加工时沿着变形方向交替地呈带状分布，形成“带状组织”，使材料性能变坏，且用热处理方法不易消除，工艺上应加以注意。 亚共析钢显微组织中出现的F和P呈带状分布的特征。带状组织与枝晶偏析沿加工方向拉长有关。它的存在将降低钢的强度、塑性和冲击韧度，可通过多次正火或扩散退火来消除。 钢中的带状组织（200X） 碳钢的锻造温度范围 细化晶粒 增大变形量、有利于获得细晶粒。 1）不要在临界变形度范围内加工。 2）变形度不均匀，则热变形加工后的晶粒大小往往也不均匀。 3）当变形量很大(＞90%)且变形温度很高时，易于引起二次再结晶，得到异常粗大的晶粒组织。 4）终锻温度如超过TR过多，且锻后冷却速度过慢，会造成晶粒粗大;但终锻温度如过低，又会造成加工硬化及残余应力。 5）对于无相变合金或加工后不再进行热处理的钢件，应对热变形加工过程，特别是终锻温度、变形量及加工后的冷却等因素认真进行控制