材料科学基础(第7章).pptVIP

第七章 金属及合金的回复与再结晶 金属及合金经塑形变形后，硬度、强度上升，而塑形、韧性下降，这对于进一步的冷变形加工带来困难，常常需要将金属和合金加热进行退火处理，以使塑性、韧性上升，强度、硬度下降。因此，了解塑性变形后的金属和合金在加热时组织结构的变化，具有重要的意义。 三、亚结构的变化 金属材料经冷变形后，形成胞状亚组织，在胞内位错密度低，在胞壁处位错密度高。在回复退火阶段，胞状亚结构发生了显著变化。 照片请参见教科书P198图7-8. 四、回复退火的应用 在工程上被称为去应力退火，保持金属加工硬化状态条件下降低其内应力。例如黄铜子弹壳260℃退火可以避免开裂；冷卷弹簧的250? 300℃可以降低内应力，并使之定形等。 6、加热速度 加热速度十分缓慢（由于回复）→T再↑， 加热速度太快（来不及形核长大） →T再↑。 再结晶温度的定义： 经过严重冷变形（变形度大于70%）的金属，在1小时时间内能够完成再结晶（大于95%转变量）的温度。 3、原始晶粒尺寸 当变形度一定时，原始晶粒尺寸越细，则再结晶后的晶粒也越细。 4、合金元素及杂质 倾向于偏聚于晶界处，对位错的滑移、攀移和晶界的迁移都产生阻碍作用，一般使G/N↓，可使晶粒细化。 再结晶后的晶粒大小d=k(G/N),式中k为比例常数，G、N分别为长大速度和形核率。 Dlim = 4r/3f r为第二相粒子半径，f为粒子体积分数， r ↓ 、f ↑ → Dlim ↓ 三、再结晶退火后的组织 1、再结晶图 2、再结晶织构和退火孪晶 某些具有fcc点阵的金属和合金，经再结晶退火后，经常出现孪晶。金属再结晶退火后形成的织构称为再结晶织构。变形度越大，退火温度越高，产生的织构越显著。 第五节 金属的热加工 一、金属的热加工与冷加工 在工业生产中，热加工通常是指将金属材料加热至高温进行锻造、热轧等的压力加工过程。 从金属学角度看，所谓热加工是指在再结晶温度以上进行的加工过程，在再结晶温度以下进行的加工过程称为冷加工。Pb的再结晶温度低于室温，因此，室温对Pb加工属于热加工。W的再结晶温度约为1200℃，因此，在1000℃的加工（例如拉制W丝）属于冷加工。 由于热加工是在高于再结晶温度以上的塑性变形过程，所以，因塑性变形引起的加工硬化过程和回复再结晶引起的软化几乎同时存在，这时的回复再结晶是边加工边发生的，因此，称为动态回复和动态再结晶，而把变形终止后的保温过程中，或者是在随后的冷却过程中所发生的回复与再结晶，称为静态回复和静态再结晶。 （1）动态回复+静态再结晶 （2）动态再结晶 （3）动态回复+静态再结晶 （4）动态再结晶 二、动态回复与动态再结晶 一类热加工的真应力-真应变曲线如图所示，Al、Al合金、工业纯Fe、铁素体钢等具有该类曲线。 塑性变形产生的位错增殖与回复导致的位错消失动态平衡。尽管晶粒形状随着加工而改变（压扁拉长），但晶粒内部的亚晶粒始终保持等轴状，这类材料在热加工过程中只发生动态回复，没有发生动态再结晶。 变形T↑、应变速度↓→亚晶尺寸↑ 另一类真应力-真应变曲线如图所示，Cu、Cu合金、Ni、Ni合金、γ-Fe、奥氏体钢等材料属于这一类。 动态再结晶也是形核和长大的过程，但在同时还存在形变，因此，动态再结晶的组织有如下特点：稳定态阶段的动态再结晶晶粒呈等轴状，晶粒内部存在亚晶粒，晶粒尺寸比静态再结晶的要细，晶粒中位错密度要高些。 三、热加工后的组织与性能 1、改善铸锭组织和性能 2、纤维组织 3、带状组织 是指亚共析钢经热加工后出现的铁素体和珠光体沿变形方向呈带状或层状分布的不正常组织。 谢谢大家！ Thank you for your  attention! * * 合肥工业大学 刘宁 * * * *