-第四章金屬的塑性變形與再結晶

1、編輯課件1l第一節(jié)第一節(jié) 純金屬的塑性變形純金屬的塑性變形l第二節(jié)第二節(jié) 合金的塑性變形與強化合金的塑性變形與強化l第三節(jié)第三節(jié) 塑性變形對組織和性能的影響塑性變形對組織和性能的影響l第四節(jié)第四節(jié) 回復與再結晶回復與再結晶l第五節(jié)第五節(jié) 金屬的熱加工金屬的熱加工編輯課件2自由鍛造自由鍛造模型鍛造模型鍛造擠壓成型擠壓成型板料沖壓板料沖壓編輯課件3l塑性變形及隨后的加熱塑性變形及隨后的加熱對金屬材料組織和性能對金屬材料組織和性能有顯著影響。有顯著影響。了解塑性了解塑性變形本質(zhì)，塑性變形及變形本質(zhì)，塑性變形及加熱時組織的變化，有加熱時組織的變化，有助于發(fā)揮金屬的性能潛助于發(fā)揮金屬的性能潛力，正確確定

2、加工工藝力，正確確定加工工藝. .5萬噸水壓機萬噸水壓機編輯課件4l單晶體受力后，外力在單晶體受力后，外力在任何晶面上都可分解為任何晶面上都可分解為正應力正應力和和剪應力剪應力。正應。正應力只能引起彈性變形及力只能引起彈性變形及解理斷裂。解理斷裂。只有在剪應只有在剪應力的作用下金屬晶體才力的作用下金屬晶體才能產(chǎn)生塑性變形。能產(chǎn)生塑性變形。4.1.1 單晶體金屬的塑性變形單晶體金屬的塑性變形外力在晶面上的分解外力在晶面上的分解剪應力作用下的變形剪應力作用下的變形鋅單晶的拉伸照片鋅單晶的拉伸照片編輯課件5韌性斷口韌性斷口脆性斷口脆性斷口1. 滑移滑移l滑移滑移是指晶體的一部分沿一定的是指晶體的一部

3、分沿一定的晶面和晶向相對于另一部分發(fā)生晶面和晶向相對于另一部分發(fā)生滑動位移的現(xiàn)象?；瑒游灰频默F(xiàn)象。l塑性變形的形式：塑性變形的形式：滑移和孿生?；坪蛯\生。l金屬常以滑移方式發(fā)生塑性變形。金屬常以滑移方式發(fā)生塑性變形。 1、滑移變形的特點、滑移變形的特點 ： 滑移只能在切應力的作用滑移只能在切應力的作用下發(fā)生。下發(fā)生。產(chǎn)生滑移的最小產(chǎn)生滑移的最小切應力稱切應力稱臨界切應力臨界切應力. 編輯課件8 滑移常沿晶體中原子滑移常沿晶體中原子密度最大的晶面和晶密度最大的晶面和晶向發(fā)生。向發(fā)生。因原子密度因原子密度最大的晶面和晶向之最大的晶面和晶向之間原子間距最大，結間原子間距最大，結合力最弱，產(chǎn)生滑移合

4、力最弱，產(chǎn)生滑移所需切應力最小。所需切應力最小。l沿其發(fā)生滑移的晶面和晶向分別叫做沿其發(fā)生滑移的晶面和晶向分別叫做滑移面滑移面和和滑移滑移方向方向。通常是晶體中的密排面和密排方向通常是晶體中的密排面和密排方向。 l一個滑移面一個滑移面和其上的一和其上的一個滑移方向個滑移方向構成一個構成一個滑滑移系移系。體心立方晶格體心立方晶格面心立方晶格面心立方晶格密排六方晶格密排六方晶格110111110111晶格晶格滑移面滑移面滑移滑移方向方向滑移系滑移系三種典型金屬晶格的滑移系三種典型金屬晶格的滑移系編輯課件10l滑移系越多，金屬發(fā)生滑移的可能性越大，塑性也滑移系越多，金屬發(fā)生滑移的可能性越大，塑性也越

5、好，其中滑移方向?qū)λ苄缘呢暙I比滑移面更大。越好，其中滑移方向?qū)λ苄缘呢暙I比滑移面更大。l因而金屬的塑性，面心立方晶格好于體心立方晶格因而金屬的塑性，面心立方晶格好于體心立方晶格, 體心立方晶格好于密排六方晶格。體心立方晶格好于密排六方晶格。編輯課件11l滑移時，晶體兩部分的相對滑移時，晶體兩部分的相對位移量是原子間距的整數(shù)倍位移量是原子間距的整數(shù)倍.l滑移的結果在晶體表面形成臺滑移的結果在晶體表面形成臺階，稱階，稱滑移線滑移線，若干條滑移線，若干條滑移線組成一個組成一個滑移帶滑移帶。 銅拉伸試樣表面滑移帶銅拉伸試樣表面滑移帶 滑移的同時伴隨著晶體的轉(zhuǎn)動滑移的同時伴隨著晶體的轉(zhuǎn)動l轉(zhuǎn)動有兩種：轉(zhuǎn)

6、動有兩種：滑移面向外力軸方向轉(zhuǎn)動和滑移面滑移面向外力軸方向轉(zhuǎn)動和滑移面上滑移方向向最大切應力方向轉(zhuǎn)動。上滑移方向向最大切應力方向轉(zhuǎn)動。編輯課件14l轉(zhuǎn)動的原因：轉(zhuǎn)動的原因：晶體滑移后使正應晶體滑移后使正應力分量和切應力分量組成了力偶力分量和切應力分量組成了力偶.l當滑移面、滑移方向與外力方向都呈當滑移面、滑移方向與外力方向都呈45角時，滑移角時，滑移 方向上切應力方向上切應力最大，因而最最大，因而最容易發(fā)生滑移容易發(fā)生滑移.l滑移后滑移后, 滑移滑移面兩側(cè)晶體的面兩側(cè)晶體的位向關系未發(fā)位向關系未發(fā)生變化。生變化。 A0A1FFA0多多 腳腳 蟲蟲 的的 爬爬 行行2、滑移的機理、滑移的機理l把

7、滑移設想為剛性整體滑動所需把滑移設想為剛性整體滑動所需的理論臨界切應力值比實際測量的理論臨界切應力值比實際測量臨界切應力值大臨界切應力值大3-4個數(shù)量級個數(shù)量級?；苹剖峭ㄟ^滑移面上位錯的運動來實是通過滑移面上位錯的運動來實現(xiàn)的?，F(xiàn)的。l晶體通過位錯運動產(chǎn)生滑移晶體通過位錯運動產(chǎn)生滑移時，只在位錯中心的少數(shù)原時，只在位錯中心的少數(shù)原子發(fā)生移動，它們移動的距子發(fā)生移動，它們移動的距離遠小于一個原子間距，因離遠小于一個原子間距，因而所需臨界切應力小，這種而所需臨界切應力小，這種現(xiàn)象稱作現(xiàn)象稱作位錯的易動性位錯的易動性。 孿生孿生l孿生孿生是指晶體的一是指晶體的一部分沿一定晶面和部分沿一定晶面和晶

8、向相對于另一部晶向相對于另一部分所發(fā)生的切變。分所發(fā)生的切變。l發(fā)生切變的部分稱發(fā)生切變的部分稱孿生帶孿生帶或或?qū)\晶孿晶，沿其發(fā)生孿生的，沿其發(fā)生孿生的晶面稱晶面稱孿生面孿生面。l孿生的結果使孿生面兩側(cè)的晶體呈鏡面對稱。孿生的結果使孿生面兩側(cè)的晶體呈鏡面對稱。 孿晶組織孿晶組織孿生示意圖孿生示意圖編輯課件21與滑移相比：與滑移相比：l孿生使晶格位向發(fā)生改變孿生使晶格位向發(fā)生改變；l所需切應力比滑移大得多所需切應力比滑移大得多, 變形速度極快變形速度極快, 接近聲速接近聲速;l孿生時相鄰原子面的相對位移量小于一個原子間距孿生時相鄰原子面的相對位移量小于一個原子間距.編輯課件22l密排六方晶格金屬

9、滑移系少，常以孿生方式變形。密排六方晶格金屬滑移系少，常以孿生方式變形。體心立方晶格金屬只有在低溫或沖擊作用下才發(fā)生體心立方晶格金屬只有在低溫或沖擊作用下才發(fā)生孿生變形。孿生變形。面心立方晶格金屬，一般不發(fā)生孿生變面心立方晶格金屬，一般不發(fā)生孿生變形，但常發(fā)現(xiàn)有孿晶存在，這是由于相變過程中原形，但常發(fā)現(xiàn)有孿晶存在，這是由于相變過程中原子重新排列時發(fā)生錯排而產(chǎn)生的，稱子重新排列時發(fā)生錯排而產(chǎn)生的，稱退火孿晶退火孿晶。奧氏體不銹鋼中退火孿晶奧氏體不銹鋼中退火孿晶鈦合金六方相中的形變孿晶鈦合金六方相中的形變孿晶l單個晶粒變形與單晶體相似單個晶粒變形與單晶體相似,多晶體變形比單晶體復雜。多晶體變形比單

10、晶體復雜。 晶界及晶粒位向差的影響晶界及晶粒位向差的影響 1、晶界的影響、晶界的影響l當位錯運動到晶界附近時，當位錯運動到晶界附近時，受到晶界的阻礙而堆積起來受到晶界的阻礙而堆積起來,稱稱位錯的塞積位錯的塞積。要使變形繼。要使變形繼續(xù)進行續(xù)進行, 則必須增加外力則必須增加外力, 從從而使金屬的變形抗力提高。而使金屬的變形抗力提高。Cu-4.5Al合金晶合金晶界的位錯塞積界的位錯塞積編輯課件252、晶粒位向的影響、晶粒位向的影響l由于各相鄰晶粒位向不同，當一個晶粒發(fā)生塑性變由于各相鄰晶粒位向不同，當一個晶粒發(fā)生塑性變形時，為了保持金屬的連續(xù)性，周圍的晶粒若不發(fā)形時，為了保持金屬的連續(xù)性，周圍的晶

11、粒若不發(fā)生塑性變形，則必以彈性變形來與之協(xié)調(diào)。生塑性變形，則必以彈性變形來與之協(xié)調(diào)。這種彈這種彈性變形便成為塑性變性變形便成為塑性變形晶粒的變形阻力。形晶粒的變形阻力。由于晶粒間的這種相由于晶粒間的這種相互約束，使得多晶體互約束，使得多晶體金屬的塑性變形抗力金屬的塑性變形抗力提高。提高。 編輯課件26 多晶體金屬的塑性變形過程多晶體金屬的塑性變形過程l多晶體中首先發(fā)生滑移的是滑移系與外力夾角等于多晶體中首先發(fā)生滑移的是滑移系與外力夾角等于或接近于或接近于45的晶粒。的晶粒。當塞積位錯前端的應力達到當塞積位錯前端的應力達到一定程度，加上相鄰晶粒的轉(zhuǎn)動，使相鄰晶粒中原一定程度，加上相鄰晶粒的轉(zhuǎn)動，

12、使相鄰晶粒中原來處于不利位向滑移系上的位錯開動，從而使滑移來處于不利位向滑移系上的位錯開動，從而使滑移由由一批晶粒傳遞到另一一批晶粒傳遞到另一批晶粒，批晶粒，當有大量晶當有大量晶粒發(fā)生滑移后，金屬粒發(fā)生滑移后，金屬便顯示出明顯的塑性便顯示出明顯的塑性變形。變形。 編輯課件27 晶粒大小對金屬力學性能的影響晶粒大小對金屬力學性能的影響l金屬的晶粒越細，其強度和硬度越高。金屬的晶粒越細，其強度和硬度越高。l因為因為金屬金屬晶粒越晶粒越細，晶界總面積細，晶界總面積越大，位錯障礙越大，位錯障礙越多；需要協(xié)調(diào)越多；需要協(xié)調(diào)的具有不同位向的具有不同位向的晶粒越多的晶粒越多，使，使金屬塑性變形的金屬塑性變形

13、的抗力越高。抗力越高。晶粒大小與金晶粒大小與金屬強度關系屬強度關系編輯課件28l金屬的晶粒越細，其塑性和韌性也越高。金屬的晶粒越細，其塑性和韌性也越高。l因為因為晶粒越細晶粒越細，單位體積內(nèi)晶粒數(shù)目越多，單位體積內(nèi)晶粒數(shù)目越多，參與變參與變形的晶粒數(shù)目也越形的晶粒數(shù)目也越多，變形越均勻，多，變形越均勻，使在斷裂前發(fā)生較使在斷裂前發(fā)生較大的塑性變形。強大的塑性變形。強度和塑性同時增加度和塑性同時增加,金屬在斷裂前消耗金屬在斷裂前消耗的功也大，的功也大，因而其因而其韌性也比較好。韌性也比較好。應變應變應力應力塑性材料塑性材料脆性脆性材料材料編輯課件30l合金可根據(jù)組織分為合金可根據(jù)組織分為單相固溶

14、體單相固溶體和和多相混合物多相混合物兩種兩種.合金元素的存在，使合金的變形與純金屬顯著不同合金元素的存在，使合金的變形與純金屬顯著不同.珠光體珠光體奧氏體奧氏體一、單相固溶體合金的塑性變形與固溶強化一、單相固溶體合金的塑性變形與固溶強化l單相固溶體合金組織與純金屬相同，其塑性變形過單相固溶體合金組織與純金屬相同，其塑性變形過程也與多晶體純金屬相似。但程也與多晶體純金屬相似。但隨溶質(zhì)含量增加，固隨溶質(zhì)含量增加，固溶體的強度、硬度提高，塑性、韌性下降，稱溶體的強度、硬度提高，塑性、韌性下降，稱固溶固溶強化強化。編輯課件32l產(chǎn)生固溶強化的原因：溶質(zhì)原子與位錯相互作用。產(chǎn)生固溶強化的原因：溶質(zhì)原子與

15、位錯相互作用。溶質(zhì)原子不僅使晶格發(fā)生畸變?nèi)苜|(zhì)原子不僅使晶格發(fā)生畸變，而且易被吸附在位而且易被吸附在位錯附近形成柯氏氣團，使位錯被釘扎住錯附近形成柯氏氣團，使位錯被釘扎住，位錯要脫，位錯要脫釘，則必須增加外力，從而使變形抗力提高釘，則必須增加外力，從而使變形抗力提高. Cu-Ni合金成分與性能關系合金成分與性能關系編輯課件33l二、多相合金的塑性變形與彌散強化二、多相合金的塑性變形與彌散強化l當合金的組織由多相混合物組成時，當合金的組織由多相混合物組成時，合金的塑性變合金的塑性變 形除與合金基體的性質(zhì)形除與合金基體的性質(zhì)有關外，還與第二相的有關外，還與第二相的性質(zhì)、形態(tài)、大小、數(shù)性質(zhì)、形態(tài)、大小

16、、數(shù)量和分布有關。量和分布有關。第二相第二相可以是純金屬、固溶體可以是純金屬、固溶體或化合物，工業(yè)合金中或化合物，工業(yè)合金中第二相多數(shù)是化合物。第二相多數(shù)是化合物。 + 鈦合金鈦合金(固溶體第二相固溶體第二相)編輯課件34l當在晶界呈網(wǎng)狀分布時當在晶界呈網(wǎng)狀分布時, 對合金的強度和塑性不利對合金的強度和塑性不利;l當在晶內(nèi)呈片狀分布時當在晶內(nèi)呈片狀分布時，可提高強度、硬度，但會，可提高強度、硬度，但會降低塑性和韌性；降低塑性和韌性；珠光體珠光體l當在晶內(nèi)呈顆粒狀彌散分布時，當在晶內(nèi)呈顆粒狀彌散分布時，第二相顆粒越細，第二相顆粒越細，分布越均勻，合金的強度、硬度越高，塑性、韌性分布越均勻，合金的

17、強度、硬度越高，塑性、韌性略有下降，這種強化方法稱略有下降，這種強化方法稱彌散強化彌散強化或或沉淀強化沉淀強化。l彌散強化的原因彌散強化的原因是由于硬的顆粒不易被切變，因而是由于硬的顆粒不易被切變，因而阻礙了位錯的運動，提高了變形抗力。阻礙了位錯的運動，提高了變形抗力。顆粒釘扎作用的電鏡照片顆粒釘扎作用的電鏡照片位錯切割位錯切割第二相粒第二相粒子示意圖子示意圖電鏡觀察電鏡觀察編輯課件37l一、塑性變形對組織結構的影響一、塑性變形對組織結構的影響 l金屬發(fā)生塑性變形時，不僅外形發(fā)生變化，而且其金屬發(fā)生塑性變形時，不僅外形發(fā)生變化，而且其內(nèi)部的晶粒也相應地被拉長或壓扁。內(nèi)部的晶粒也相應地被拉長或壓

18、扁。l當變形量很大時，當變形量很大時， 晶粒將被拉長為晶粒將被拉長為纖維狀，晶界變纖維狀，晶界變得模糊不清得模糊不清.l塑性變形還使晶粒破碎為亞晶粒。塑性變形還使晶粒破碎為亞晶粒。編輯課件385%冷變形純鋁中的位錯網(wǎng)冷變形純鋁中的位錯網(wǎng)(a) 正火態(tài)正火態(tài)(c) 變形變形80%(b) 變形變形40%編輯課件39l由于晶粒的轉(zhuǎn)動，由于晶粒的轉(zhuǎn)動，當當塑性塑性變變形達到一定程度時，會使絕形達到一定程度時，會使絕大部分晶粒的某一位向與變大部分晶粒的某一位向與變形方向趨于一致，這種現(xiàn)象形方向趨于一致，這種現(xiàn)象稱稱織構織構或或擇優(yōu)取向擇優(yōu)取向。l形變織構使金屬呈形變織構使金屬呈現(xiàn)各向異性現(xiàn)各向異性，在深

19、，在深沖零件時，易產(chǎn)生沖零件時，易產(chǎn)生“制耳制耳”現(xiàn)象，使零件邊緣不齊，厚薄不勻。但織現(xiàn)象，使零件邊緣不齊，厚薄不勻。但織構可提高硅鋼片的導磁率。構可提高硅鋼片的導磁率。板織構板織構絲織構絲織構形變織構示意圖形變織構示意圖各向異性導致的銅板各向異性導致的銅板 “制耳制耳”有有無無編輯課件40l隨冷塑性變形量增加，金屬的強度、硬度提高，隨冷塑性變形量增加，金屬的強度、硬度提高，塑性、韌性下降的現(xiàn)象稱塑性、韌性下降的現(xiàn)象稱加工硬化加工硬化。冷塑性變形量，%屈服強度，MPa1040鋼(0.4%C)黃銅銅冷塑性變形量，%伸長率，%1040鋼(0.4%C)黃銅銅l產(chǎn)生加工硬化的原因是產(chǎn)生加工硬化的原因是

20、:l1、隨變形量增加、隨變形量增加, 位錯密度增加位錯密度增加，由于位，由于位錯之間的交互作用錯之間的交互作用(堆積堆積、纏結纏結)，使變形抗，使變形抗力增加力增加. 位錯密度與強度關系位錯密度與強度關系編輯課件44l2. 隨變形量增加，亞結構細化隨變形量增加，亞結構細化l3. 隨變形量增加隨變形量增加, 空位密度增加空位密度增加l4. 幾何硬化幾何硬化：由晶粒轉(zhuǎn)動引起：由晶粒轉(zhuǎn)動引起l由于加工硬化由于加工硬化, 使已變形部分發(fā)使已變形部分發(fā)生硬化而停止變形生硬化而停止變形, 而未變形部而未變形部分開始變形。分開始變形。沒有加工硬化沒有加工硬化, 金金屬就不會發(fā)生均勻塑性變形。屬就不會發(fā)生均勻

21、塑性變形。l加工硬化是強化金屬的重要手加工硬化是強化金屬的重要手段之一，段之一，對于不能熱處理強化對于不能熱處理強化的金屬和合金尤為重要。的金屬和合金尤為重要。變形變形20%純鐵中的位錯純鐵中的位錯未變形純鐵未變形純鐵編輯課件45l內(nèi)應力內(nèi)應力是指平衡于金屬內(nèi)部的應力。是指平衡于金屬內(nèi)部的應力。是由于金屬受是由于金屬受力時，內(nèi)部變形不均勻而引起的。金屬發(fā)生塑性變力時，內(nèi)部變形不均勻而引起的。金屬發(fā)生塑性變形時，外力所做的功只有形時，外力所做的功只有10%轉(zhuǎn)化為內(nèi)應力殘留于轉(zhuǎn)化為內(nèi)應力殘留于金屬中金屬中. l內(nèi)應力分為三類：內(nèi)應力分為三類：l第一類內(nèi)應力第一類內(nèi)應力平衡于表面與心部之間平衡于表面

22、與心部之間 (宏觀內(nèi)應力宏觀內(nèi)應力).l第二類內(nèi)應力第二類內(nèi)應力平衡于晶粒之間或晶粒內(nèi)不同區(qū)域之平衡于晶粒之間或晶粒內(nèi)不同區(qū)域之間間, (微觀內(nèi)應力微觀內(nèi)應力)。l第三類內(nèi)應力第三類內(nèi)應力是由晶格缺陷引起的畸變應力。是由晶格缺陷引起的畸變應力。 編輯課件46l第三類內(nèi)應力是形變金屬中的主要內(nèi)應力，也是金第三類內(nèi)應力是形變金屬中的主要內(nèi)應力，也是金屬強化的主要原因。而第一、二類內(nèi)應力都使金屬屬強化的主要原因。而第一、二類內(nèi)應力都使金屬強度降低。強度降低。l內(nèi)應力的存在，內(nèi)應力的存在，使金使金屬耐蝕性下降，屬耐蝕性下降，引起引起零件加工、淬火過程零件加工、淬火過程中的變形和開裂中的變形和開裂。因。

23、因此，金屬在塑性變形此，金屬在塑性變形后，通常要進行退火后，通常要進行退火處理，以消除或降低內(nèi)應力。處理，以消除或降低內(nèi)應力。晶界位錯塞積所晶界位錯塞積所引起的應力集中引起的應力集中編輯課件47l一、冷變形金屬在加熱時的組織和性能變化一、冷變形金屬在加熱時的組織和性能變化 l金屬經(jīng)冷變形后金屬經(jīng)冷變形后, 組織處于不穩(wěn)定狀態(tài)組織處于不穩(wěn)定狀態(tài), 有自發(fā)恢復有自發(fā)恢復到穩(wěn)定狀態(tài)的傾向到穩(wěn)定狀態(tài)的傾向。但但在常溫下在常溫下，原子擴散能力小原子擴散能力小,不穩(wěn)定狀態(tài)可長時間維持不穩(wěn)定狀態(tài)可長時間維持。加熱可使原子擴散能力加熱可使原子擴散能力增加，金屬將依次發(fā)生增加，金屬將依次發(fā)生回復、再結晶回復、再

24、結晶和和晶粒長大。晶粒長大。 加熱溫度加熱溫度 黃銅黃銅編輯課件48l 回復回復l回復回復是指在加熱溫度較低時，由于金屬中的點缺陷是指在加熱溫度較低時，由于金屬中的點缺陷及位錯近距離遷移而引起的晶內(nèi)某些變化。及位錯近距離遷移而引起的晶內(nèi)某些變化。如如空位空位 與其他缺陷合并、同一滑與其他缺陷合并、同一滑移面上的異號位錯相遇合移面上的異號位錯相遇合并并而使缺陷數(shù)量減少等。而使缺陷數(shù)量減少等。l由于位錯運動使其由冷塑由于位錯運動使其由冷塑性變形時的無序狀態(tài)變?yōu)樾宰冃螘r的無序狀態(tài)變?yōu)榇怪狈植迹纬蓙喚Ы?，垂直分布，形成亞晶界，這一過程稱這一過程稱多邊形化多邊形化。編輯課件49l在回復階段在回復階段,

25、 組織變化不明顯組織變化不明顯, 其強度、硬度略有下其強度、硬度略有下降，塑性略有提高，但降，塑性略有提高，但內(nèi)應力、電阻率等顯著下降內(nèi)應力、電阻率等顯著下降.工業(yè)上常利用回復現(xiàn)象工業(yè)上常利用回復現(xiàn)象將冷變形金屬低溫加熱，既將冷變形金屬低溫加熱，既 穩(wěn)定組織又保留加工硬化，這穩(wěn)定組織又保留加工硬化，這種熱處理方法稱種熱處理方法稱去應力退火去應力退火。80%冷變形冷變形Al合金回合金回復后的復后的TEM明場像明場像編輯課件50l 再結晶再結晶l當變形金屬被加熱到較當變形金屬被加熱到較高溫度時，由于原子活高溫度時，由于原子活動能力增大，晶粒的形動能力增大，晶粒的形狀開始發(fā)生變化，狀開始發(fā)生變化，由

26、破由破碎拉長的晶粒變?yōu)橥暾槔L的晶粒變?yōu)橥暾牡容S晶粒的等軸晶粒。l這種這種冷變形組織在加熱冷變形組織在加熱時重新徹底改組的過程時重新徹底改組的過程稱稱再結晶再結晶。鐵素體變形鐵素體變形80%670加熱加熱650加熱加熱編輯課件51l再結晶也是晶核形成和長大再結晶也是晶核形成和長大的過程，但不是相變過程，的過程，但不是相變過程，再結晶前后晶粒的晶格類型再結晶前后晶粒的晶格類型和成分完全相同。和成分完全相同。編輯課件52l由于再結晶后組織的復由于再結晶后組織的復原，因而原，因而金屬的強度、金屬的強度、硬度下降，塑性、韌性硬度下降，塑性、韌性提高，加工硬化消失提高，加工硬化消失。冷變形黃銅組織性

27、能隨溫度的變化冷變形黃銅組織性能隨溫度的變化 冷變形冷變形(變形量為變形量為38%)黃銅黃銅580C保溫保溫15分后的的再結晶組織分后的的再結晶組織編輯課件53l 再結晶后的晶粒長大再結晶后的晶粒長大l再結晶完成后，若繼續(xù)再結晶完成后，若繼續(xù)升溫或延長保溫時間，升溫或延長保溫時間，將發(fā)生晶粒長大，將發(fā)生晶粒長大，這是這是一個自發(fā)的過程。一個自發(fā)的過程。黃銅再結晶后晶粒的長大黃銅再結晶后晶粒的長大580C保溫保溫8秒后的組織秒后的組織580C580C保溫保溫1515分后的組織分后的組織700C700C保溫保溫1010分后的組織分后的組織l晶粒的長大是通過晶界遷移進行的，是大晶粒吞并晶粒的長大是通

28、過晶界遷移進行的，是大晶粒吞并小晶粒的過程。小晶粒的過程。晶粒粗大會使金屬的強度，尤其是晶粒粗大會使金屬的強度，尤其是塑性和韌性降低塑性和韌性降低 。原子穿過原子穿過晶界擴散晶界擴散晶界遷晶界遷移方向移方向編輯課件55冷變形量為冷變形量為38的組織的組織580C保溫保溫3秒后的組織秒后的組織580C保溫保溫4秒后的組織秒后的組織580C保溫保溫8秒后的組織秒后的組織580C保溫保溫15分后的組織分后的組織 700C保溫保溫10分后的組織分后的組織編輯課件56l再結晶不是一個恒溫過程，它是自某一溫度開始，再結晶不是一個恒溫過程，它是自某一溫度開始，在一個溫度范圍內(nèi)連續(xù)進行的過程，在一個溫度范圍內(nèi)

29、連續(xù)進行的過程，發(fā)生再結晶的發(fā)生再結晶的最低溫度稱最低溫度稱再結晶溫度再結晶溫度。580C保溫保溫3秒后的組織秒后的組織580C保溫保溫4秒后的組織秒后的組織580C保溫保溫8秒后的組織秒后的組織冷變形冷變形(變形量為變形量為38%)黃銅的再結晶黃銅的再結晶編輯課件57T再再與與的關系的關系l影響再結晶溫度的因素為：影響再結晶溫度的因素為：l1、金屬的預先變形程度：、金屬的預先變形程度：金屬預先變形程度越大金屬預先變形程度越大, 再結晶溫度越低。再結晶溫度越低。當變形度達到一定值后，再結晶當變形度達到一定值后，再結晶溫度趨于某一最低值，稱溫度趨于某一最低值，稱最低再結晶溫度最低再結晶溫度。l純

30、金屬的最低再結晶溫度純金屬的最低再結晶溫度與其熔點之間的近似關系與其熔點之間的近似關系: T再再（K）0.4T熔熔（K） 其中其中T再再、T熔熔為絕對溫度為絕對溫度.l金屬熔點越高金屬熔點越高, T再再也越高也越高.T再再 = (T熔熔+273)0.4273，如，如Fe的的T再再=(1538+273)0.4273=451l2、金屬的純度、金屬的純度l金屬中的微量雜質(zhì)或合金元素，尤其高熔點元素起金屬中的微量雜質(zhì)或合金元素，尤其高熔點元素起阻礙擴散和晶界遷移作用阻礙擴散和晶界遷移作用，使再結晶溫度顯著提高使再結晶溫度顯著提高.編輯課件59l3、再結晶加熱速度和加熱時間、再結晶加熱速度和加熱時間l提

31、高加熱速度會使再結晶推遲到較高溫度發(fā)生，延提高加熱速度會使再結晶推遲到較高溫度發(fā)生，延長加熱時間，使原子擴散充分，再結晶溫度降低。長加熱時間，使原子擴散充分，再結晶溫度降低。l生產(chǎn)中，把生產(chǎn)中，把消除加工硬化的熱處理稱為消除加工硬化的熱處理稱為再結晶退火再結晶退火.再結晶退火溫度比再結晶溫度高再結晶退火溫度比再結晶溫度高100200。 黃銅黃銅580C保溫保溫8秒后的組織秒后的組織黃銅黃銅580C保溫保溫15分后的組織分后的組織編輯課件60l1、加熱溫度和保溫時間、加熱溫度和保溫時間l加熱溫度越高，保溫時間加熱溫度越高，保溫時間越長，金屬的晶粒越粗大越長，金屬的晶粒越粗大,加熱溫度的影響尤為顯

32、著加熱溫度的影響尤為顯著.再結晶退火溫度對晶粒度的影響再結晶退火溫度對晶粒度的影響編輯課件61l預先變形度的影響，實質(zhì)上是變形均勻程度的影響預先變形度的影響，實質(zhì)上是變形均勻程度的影響.l當變形度很小時當變形度很小時，晶格畸變小，不足以引起再結晶，晶格畸變小，不足以引起再結晶.l當變形達到當變形達到210%時時，只有部分晶粒變形，變形極，只有部分晶粒變形，變形極預先變形度對再結晶晶粒度的影響預先變形度對再結晶晶粒度的影響不均勻，再結晶晶不均勻，再結晶晶粒大小相差懸殊，粒大小相差懸殊，易互相吞并和長大易互相吞并和長大,再結晶后晶粒特別再結晶后晶粒特別粗大，這個變形度粗大，這個變形度稱稱臨界變形度

33、臨界變形度。編輯課件62l當超過臨界變形度后當超過臨界變形度后，隨變形程度增加，變形越，隨變形程度增加，變形越來越均勻，再結晶時形核量大而均勻，使再結晶來越均勻，再結晶時形核量大而均勻，使再結晶后晶粒細而均勻，后晶粒細而均勻，達到一定變形量之后，晶粒度達到一定變形量之后，晶粒度基本不變?；静蛔儭?l對于某些金屬，當變對于某些金屬，當變形量相當大時形量相當大時( 90%),再結晶后晶粒又出現(xiàn)再結晶后晶粒又出現(xiàn)粗化現(xiàn)象，一般認為粗化現(xiàn)象，一般認為這與形成織構有關。這與形成織構有關。變形變形83%變形變形88%變形變形93%編輯課件65l一、冷加工與熱加工的區(qū)別一、冷加工與熱加工的區(qū)別l在金屬學中，冷熱加工的界限是以再