金屬材料及熱處理03回復(fù)與再結(jié)晶退火匯總

1、四、基于回復(fù)與再結(jié)晶四、基于回復(fù)與再結(jié)晶過(guò)程的退火過(guò)程的退火4. 1 概述概述4. 2 冷變形金屬在退火過(guò)程中組織性能變化冷變形金屬在退火過(guò)程中組織性能變化4. 3 回復(fù)退火回復(fù)退火4. 4 再結(jié)晶退火再結(jié)晶退火4. 5 回復(fù)與再結(jié)晶工藝與規(guī)程回復(fù)與再結(jié)晶工藝與規(guī)程4. 6 小結(jié)小結(jié)四、基于回復(fù)與再結(jié)晶過(guò)程的退火四、基于回復(fù)與再結(jié)晶過(guò)程的退火（1)1)回復(fù)與再結(jié)晶退火的對(duì)象是冷變形或有嚴(yán)重內(nèi)應(yīng)力回復(fù)與再結(jié)晶退火的對(duì)象是冷變形或有嚴(yán)重內(nèi)應(yīng)力的金屬及其合金的金屬及其合金4. 1 概述概述金屬材料及熱處理 4. 1 概述提高塑性，降低變形抗力，有利于變形材料繼續(xù)的后續(xù)加工（2)2)回復(fù)與再結(jié)晶退火的

2、目的是，回復(fù)與再結(jié)晶退火的目的是，有利于加工制品的最終使用性能退火去內(nèi)應(yīng)力；制造強(qiáng)度和塑性配合良好的半硬制品；提高彈性極限（銅合金的低溫退火硬化現(xiàn)象）；提高耐蝕性和組織穩(wěn)定性。隨著冷變形程度增大，加工硬化，變形抗力增大，塑性降低；變形不均，導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生。（3)3)回復(fù)與再結(jié)晶退火處理的原因是，回復(fù)與再結(jié)晶退火處理的原因是，（4)4)回復(fù)與再結(jié)晶退火過(guò)程中主要固態(tài)相變是，回復(fù)與再結(jié)晶退火過(guò)程中主要固態(tài)相變是，回復(fù)、再結(jié)晶與晶粒長(zhǎng)大4. 2 冷變形金屬在加熱退火過(guò)程中組織性能變化冷變形金屬在加熱退火過(guò)程中組織性能變化金屬冷變形所消耗的變形功大部分（9098%）以熱的形式耗散，小部分（210%）以

3、儲(chǔ)能的形式殘留，存在金屬內(nèi)部。儲(chǔ)能的結(jié)構(gòu)形式是晶格畸變和各種晶體缺陷（如點(diǎn)缺陷、位錯(cuò)、亞晶界、堆垛層錯(cuò)等）冷變形金屬冷變形金屬(1)纖維組織(2)變形織構(gòu)(3)晶格畸變（儲(chǔ)能）(4)晶體缺陷（儲(chǔ)能）點(diǎn)缺陷、位錯(cuò)、亞晶界、堆垛層錯(cuò)等以及位錯(cuò)纏結(jié)、位錯(cuò)網(wǎng)胞等亞結(jié)構(gòu)金屬材料及熱處理 4. 2 冷變形金屬在加熱退火過(guò)程中組織性能變化在加熱退火過(guò)程中組織變化在加熱退火過(guò)程中組織變化冷變形儲(chǔ)能使冷變形金屬的自由能提高，這是加熱過(guò)程中組織變化的驅(qū)動(dòng)力。經(jīng)回復(fù)、再結(jié)晶、晶粒長(zhǎng)大等過(guò)程，完全再結(jié)晶的金屬組織和性能恢復(fù)到平衡態(tài)。不完全的可能停留在中間階段。冷變形金屬加熱時(shí)發(fā)生的基本過(guò)程如圖所示， 回 復(fù)儲(chǔ)能降低，

4、能量再分配， 主要是空位、位錯(cuò)等運(yùn)動(dòng)、重布的過(guò)程再 結(jié) 晶儲(chǔ)能差消失，無(wú)結(jié)構(gòu)、成分的改變，僅伴隨著缺陷運(yùn)動(dòng)與消失，是一種組織變化。晶粒長(zhǎng)大晶粒以小吃大，即，界面能下降的過(guò)程。金屬材料及熱處理 4. 2 冷變形金屬在加熱退火過(guò)程中組織性能變化冷變形冷變形33%5803sec5804sec5808sec5803min58015min金屬材料及熱處理 4. 2 冷變形金屬在加熱退火過(guò)程中組織性能變化回回復(fù)復(fù)原原位位再再結(jié)結(jié)晶晶再再結(jié)結(jié)晶晶正正常常晶晶粒粒長(zhǎng)長(zhǎng)大大異常晶粒長(zhǎng)大異常晶粒長(zhǎng)大非均勻、不連續(xù)長(zhǎng)大非均勻、不連續(xù)長(zhǎng)大晶粒長(zhǎng)大晶粒長(zhǎng)大金屬材料及熱處理 4. 2 冷變形金屬在加熱退火過(guò)程中組織性能變

5、化原位再結(jié)晶與再結(jié)晶原位再結(jié)晶與再結(jié)晶區(qū)別：（1）小角度晶界（小于1015）與大角度晶界（2）退火織構(gòu)仍與原變形織構(gòu)相同原位再結(jié)晶實(shí)際上是指在一定的條件下，隨著溫度升高，時(shí)間延長(zhǎng)，亞晶長(zhǎng)大到相當(dāng)大（如大于10m），晶體取向幾乎保持不變，而并形成新的再結(jié)晶晶核。因此，原位再結(jié)晶是多邊化和胞狀亞組織形成的亞晶通過(guò)亞晶界遷移和亞晶粒合并的方式逐漸粗化后進(jìn)一步長(zhǎng)大粗化的過(guò)程。而這種亞晶進(jìn)一步粗化實(shí)際上仍處于亞晶粗大化范疇，不是真正意義上的再結(jié)晶。金屬材料及熱處理 4. 2 冷變形金屬在加熱退火過(guò)程中組織性能變化金屬材料及熱處理 4. 2 冷變形金屬在加熱退火過(guò)程中組織性能變化金屬材料及熱處理 4. 2

6、 冷變形金屬在加熱退火過(guò)程中組織性能變化在加熱退火過(guò)程中性能變化在加熱退火過(guò)程中性能變化根據(jù)加熱時(shí)冷變形金屬所發(fā)生過(guò)程的本質(zhì)，這類退火可分為回復(fù)退火、消除內(nèi)應(yīng)力退火、再 結(jié)晶退火等；而根據(jù)退火軟化程度，則可分為完全退火和不完全退火。根據(jù)退火溫度高低，則可分為低溫退火、中溫退火和高溫退火。New equiaxed and strain-free grainsLow temperture anneal hardening 金屬材料及熱處理 4. 2 冷變形金屬在加熱退火過(guò)程中組織性能變化4. 3 回復(fù)退火回復(fù)退火（1)1)本質(zhì)本質(zhì)是一低溫退火過(guò)程，包括點(diǎn)缺陷運(yùn)動(dòng)、位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)與重新組織分布。物理、化學(xué)

7、性能變化明顯軟化，加工硬化消失，強(qiáng)度下降，塑性提高，但都不明顯。（2)2)力學(xué)性能的變化力學(xué)性能的變化除了與退火溫度和時(shí)間有關(guān)外，還與材料本性（堆垛層錯(cuò)能大?。┯嘘P(guān)。金屬可分三類：1層錯(cuò)能低，如層錯(cuò)能低，如Cu、Ni、Ag、-Fe等及其合金等及其合金點(diǎn)缺陷動(dòng)，而位錯(cuò)不變，物理、化學(xué)性能變化明顯，而力學(xué)性能基本不下降，加工硬化幾乎完全保留，甚至有的合金還有所升高（低溫退火硬化）；2層錯(cuò)能中，如層錯(cuò)能中，如Al、Ti、-Fe等及其合金等及其合金位錯(cuò)較易重排（多邊化、或亞晶粗化），位錯(cuò)密度下降，力學(xué)性能有所下降，加工硬化部分保留 ；3層錯(cuò)能高，如層錯(cuò)能高，如W、Mo等及其合金等及其合金位錯(cuò)易重排，多

8、邊化或亞晶粗化強(qiáng)烈，位錯(cuò)密度急劇下降，力學(xué)性能迅速下降，加工硬化基本消失 ；金屬材料及熱處理 4. 3 回復(fù)退火金屬材料及熱處理 4. 3 回復(fù)退火堆垛層錯(cuò)能強(qiáng)烈影響回復(fù)階段位錯(cuò)重新組合傾向，）（82GbKd 位錯(cuò)分解成兩個(gè)不全位錯(cuò)，夾一層錯(cuò)，如圖所示位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)需先束集，堆垛層錯(cuò)能低，擴(kuò)展位錯(cuò)寬，難束集，難以發(fā)生亞晶形成和粗化所必需的交滑移，因此，在回復(fù)階段，Cu及其合金中僅有點(diǎn)缺陷變化，而位錯(cuò)密度變化小，儲(chǔ)能釋放小，而力學(xué)性能基本不變化，但與點(diǎn)缺陷有關(guān)的物理、化學(xué)性能變化明顯（如電阻等）Al及其合金則可多邊化、形成亞晶、發(fā)生亞晶粗化，回復(fù)較強(qiáng)，力學(xué)性能有所下降W、Mo及其合金則回復(fù)更加強(qiáng)烈，儲(chǔ)

9、能大部分釋放，形成較大的亞晶，加工硬化基本消失。（這一點(diǎn)對(duì)W、Mo的生產(chǎn)很重要， W、Mo 為BCC結(jié)構(gòu)，存在一個(gè)塑性-脆性轉(zhuǎn)變（溫度），再結(jié)晶退火會(huì)導(dǎo)致晶粒粗大，強(qiáng)烈提高脆化溫度，使材料不易加工，通常中間退火須采用回復(fù)退火）金屬材料及熱處理 4. 3 回復(fù)退火（3)3)低溫退火硬化現(xiàn)象低溫退火硬化現(xiàn)象在大多數(shù)Cu合金和Ni合金中易出現(xiàn)。如圖所示，Cu-AlCu-32%Zn現(xiàn)象：現(xiàn)象：某些合金及金屬回退（低溫退火），強(qiáng)度，硬度，尤其是屈服極限，彈性極限不僅不下降反而有所升高 金屬材料及熱處理 4. 3 回復(fù)退火機(jī)理：機(jī)理：說(shuō)法很多，不同合金有不同說(shuō)法，主要的有兩種，（1）變形材料中的可動(dòng)位錯(cuò)和

10、退火時(shí)由多邊化產(chǎn)生的位錯(cuò)壁中的可動(dòng)位錯(cuò)發(fā)生閉鎖;（2）退火時(shí)，雜質(zhì)及合金元素原子形成的氣團(tuán)（在位錯(cuò)處或?qū)渝e(cuò)處產(chǎn)生偏聚，contrell氣團(tuán)、鈴木氣團(tuán) ），固溶體中產(chǎn)生了短程有序等等，釘扎或阻礙位錯(cuò)。特點(diǎn)：特點(diǎn)：（1）硬化值與合金成份有關(guān) 成份高， 高；（2）硬化值與冷變形程度有關(guān) 冷變形程度高， 高；（3）具有可逆性 冷變形軟化，再退火硬化這是一個(gè)較普遍的現(xiàn)象金屬材料及熱處理 4. 3 回復(fù)退火（4)4)回復(fù)退火的應(yīng)用回復(fù)退火的應(yīng)用作為最終熱處理 a 半硬制品生產(chǎn) （軟、硬、半硬） b 消除內(nèi)應(yīng)力 工廠中稱之為低溫退火，去應(yīng)力退火利用低溫退火硬化效應(yīng)，提高彈性極限 （Cu基彈簧）中間退火，冷變

11、形之間的中間退火 （W、Mo等及其合金）金屬材料及熱處理 4. 3 回復(fù)退火4. 4 再結(jié)晶退火再結(jié)晶退火1)1)再結(jié)晶過(guò)程再結(jié)晶過(guò)程形核長(zhǎng)大過(guò)程位錯(cuò)密度降低，儲(chǔ)能釋放；纖維狀組織 等軸狀晶粒結(jié)構(gòu)；再結(jié)晶的晶粒與基體間的界面一般為大角度晶界（與原位再結(jié)晶不同） ；動(dòng)力學(xué)規(guī)律符合JMA方程。初始再結(jié)晶：位錯(cuò)密度下降（10610101012cm-2）；儲(chǔ)能基本釋放；晶核形核長(zhǎng)大，吞食周圍變形基體，纖維狀組織消失，等軸狀晶粒形成；聚集再結(jié)晶：主要是指晶界面積減少，界面能下降，以大吃小的晶粒長(zhǎng)大過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中位錯(cuò)儲(chǔ)能變化不太大再結(jié)晶過(guò)程從廣義上講包括回復(fù)（點(diǎn)缺陷，位錯(cuò)重布），再結(jié)晶（形核長(zhǎng)大），晶

12、粒長(zhǎng)大三個(gè)階段。但是，這里我們主要指再結(jié)晶形核到再結(jié)晶完了（初始再結(jié)晶）初始再結(jié)晶） ?；貜?fù)再結(jié)晶再結(jié)晶（初始再結(jié)晶）晶粒長(zhǎng)大 （ 聚集再結(jié)晶）金屬材料及熱處理 4. 4 再結(jié)晶退火2022-3-17中南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院192022-3-17中南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院20形核位置 原始晶界，夾雜物（界面附近）強(qiáng)烈變形帶（切變等）等處(變形不均勻引起變形集中處)回復(fù)與再結(jié)晶的關(guān)系 回復(fù)對(duì)再結(jié)晶的影響具有雙重性，（1）空位下降，擴(kuò)散慢，能量下降，驅(qū)動(dòng)力下降，阻礙再結(jié)晶；（2）多邊化也是作為再結(jié)晶的開始階段，有利于再結(jié)晶 因此，再結(jié)晶過(guò)程包括：因此，再結(jié)晶過(guò)程包括：（a）形成一些晶核（有大角度

13、晶界包圍，且具有高度結(jié)構(gòu)完整性，儲(chǔ)能低的區(qū)域）；（b）晶核逐漸吞食周圍變形基體的方式長(zhǎng)大；（c）直到整個(gè)基體有新生晶粒點(diǎn)滿為止金屬材料及熱處理 4. 4 再結(jié)晶退火Deformed matrixNew grains金屬材料及熱處理 4. 4 再結(jié)晶退火2)2)再結(jié)晶溫度及其影響因素再結(jié)晶溫度及其影響因素（1）定義（測(cè)定T再時(shí)，建立一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)）T再不是一個(gè)物理常量（合金成分一定時(shí)，T再還與工藝過(guò)程參數(shù)有關(guān)），因此，涉及定義問(wèn)題。 退火時(shí)間60分鐘，再結(jié)晶體積溫度達(dá)95的溫度退火時(shí)間60分鐘 ，再結(jié)晶晶粒開始出現(xiàn)的溫度（習(xí)慣）再結(jié)晶門檻溫度，變形程度在6070以上，退火12小時(shí)（工業(yè)生產(chǎn)常用時(shí)

14、間）的最低開始再結(jié)晶溫度（有時(shí)需7080，總之，是要大變形，通常用來(lái)表征金屬再結(jié)晶溫度（實(shí)際上為的最小值）再結(jié)晶過(guò)程與原子的擴(kuò)散能力有關(guān)，而原子的擴(kuò)散能力與所在溫度和熔點(diǎn)之差有關(guān)。因此，再結(jié)晶溫度與熔點(diǎn)之間有一定關(guān)系（它沒(méi)有嚴(yán)格數(shù)學(xué)物理推導(dǎo)），蘇聯(lián)人博奇瓦爾總結(jié)了一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式： 對(duì)于工業(yè)純金屬 T再 （0.3-0.4）Tm (熔點(diǎn)，k) 特別純金屬 T再 （0.25-0.3）Tm 單相合金 T再 0.6 Tm 金屬材料及熱處理 4. 4 再結(jié)晶退火（2）再結(jié)晶溫度的意義合理制定回復(fù)與再結(jié)晶退火工藝制度的主要依據(jù)合理制定熱變形工藝的主要依據(jù)（冷變形、溫變形與熱變形）耐熱性好壞的判斷依據(jù)之一（3）

15、影響因素冷變形程度如圖所示，因此，通常測(cè)定再結(jié)晶溫度時(shí)需要給定（ 6070以上）金屬材料及熱處理 4. 4 再結(jié)晶退火加熱時(shí)間t如圖所示，因此，通常測(cè)定再結(jié)晶溫度時(shí)需要給定t（12h） 加熱速度 過(guò)快再結(jié)晶來(lái)不及，再結(jié)晶溫度有提高的趨勢(shì)過(guò)慢發(fā)生回復(fù)，儲(chǔ)能降低，再結(jié)晶溫度有提高的趨勢(shì)。 原始晶粒尺寸d0 原始晶粒小，則變形儲(chǔ)能高，T再 下降 金屬材料及熱處理 4. 4 再結(jié)晶退火合金成分 低濃度時(shí)，少量濃度元素或雜質(zhì)總使T再 急劇上升，原因在于少量元素或雜質(zhì)與位錯(cuò)、層錯(cuò)結(jié)成氣團(tuán)（contrell、鈴木等）阻礙位錯(cuò)遷移，因而阻礙形核，濃度進(jìn)一步提高，位錯(cuò)等處逐漸處于飽和，T再上升平緩。II較高濃度

16、，濃度升高，T再 下降，原因在于, (a)濃度使層錯(cuò)能下降，擴(kuò)散位錯(cuò)加寬，回復(fù)過(guò)程儲(chǔ)能釋放少，使再結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力增加；(b)熔點(diǎn)下降，原子間結(jié)合能降低，有利于自擴(kuò)散及界面遷移。III 過(guò)渡到兩相區(qū)，則T再 上升，這是第二相的作用。通常，分布好（細(xì)、多而散），T再 上升；而分布不好（粗、少而集中），T再 下降因此，在比較不同合金T再 時(shí)，必須要考慮以上條件是否相同，當(dāng)然，真正起主導(dǎo)影響的還是合金本質(zhì)（成分） 金屬材料及熱處理 4. 4 再結(jié)晶退火金屬材料及熱處理 4. 4 再結(jié)晶退火3)3)再結(jié)晶晶粒大小及其影響因素再結(jié)晶晶粒大小及其影響因素（1）起始晶粒度與實(shí)際晶粒度初次再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)大（再結(jié)晶過(guò)程

17、完成后，如繼續(xù)保溫，一部分晶粒的界將向另一部分晶內(nèi)遷移，以大吃小，最后獲得相對(duì)均勻但較大的晶粒，又稱聚集再結(jié)晶） 也可能發(fā)生二次再結(jié)晶，形成特別粗大晶粒。理想情況理想情況起始晶粒度初次再結(jié)晶剛剛終了時(shí)的尺寸，均勻等軸狀晶粒。實(shí)際情況實(shí)際情況 無(wú)法準(zhǔn)確掌握再結(jié)晶剛好完成的時(shí)刻；再結(jié)晶開始的時(shí)間不盡相同，再結(jié)晶晶粒相互接觸也不同步，再結(jié)晶與晶粒長(zhǎng)大是有交替的，有時(shí)也會(huì)同時(shí)有二次再結(jié)晶發(fā)生；因此，起始晶粒度難以把握，難以控制。我們通常指的再結(jié)晶粒度實(shí)實(shí)際上為退火后已經(jīng)一定長(zhǎng)大的實(shí)際晶粒度。然而，晶粒度以及其均勻性是再結(jié)晶后的主要組織特征，直接影響材料的工藝性能、使用性能以及制品表面質(zhì)量。再結(jié)晶退火時(shí)

18、，需控制再結(jié)晶晶粒（實(shí)際晶粒大?。?，因此，研究其控制因素有重要意義。金屬材料及熱處理 4. 4 再結(jié)晶退火（2）影響再結(jié)晶晶粒大小的因素 總的來(lái)講，晶粒尺寸與N/Gn （形核率/晶核生長(zhǎng)速率）、 Gg（晶粒長(zhǎng)大速率）有關(guān)。因此,凡影響N/Gn及Gg的因素均影響晶粒大小。然而， N/Gn只決定了起始晶粒度，起始晶粒度=K(N/Gn)1/4 ，若N大而Gn小，則起始晶粒小。實(shí)際上，更多場(chǎng)合起決定作用的還是晶粒長(zhǎng)大（Gg） 。預(yù)變形量（變形程度）呈如圖所示規(guī)律 ，存在臨界變形程度（c1-15%，與退火溫度、變形溫度、純度或合金成分等有關(guān)）金屬材料及熱處理 4. 4 再結(jié)晶退火僅多邊化變形不均勻，局部

19、驅(qū)動(dòng)再結(jié)晶abcdefcab變形小，儲(chǔ)能低，不足以驅(qū)動(dòng)再結(jié)晶，僅回復(fù)（多邊化）；bc變形不均勻，僅局部區(qū)域（個(gè)別晶粒變形較大）驅(qū)動(dòng)再結(jié)晶， N小， N/Gn小，故晶粒極粗大；cdN增大， N/Gn增大，故晶粒細(xì)化；de晶粒穩(wěn)定ef變形強(qiáng)烈不均勻，再結(jié)晶開始時(shí)間各異，晶粒大小不均。金屬材料及熱處理 4. 4 再結(jié)晶退火金屬材料熱處理 4. 4 再結(jié)晶退火退火溫度與退火時(shí)間在給定時(shí)間t退火后，T退 升，孕變短， 即晶粒長(zhǎng)大時(shí)間（t 孕）增長(zhǎng)，故實(shí)際晶粒度增大；大多數(shù)情況，T退上升 粗化，雖N上升，但Gn上升，尤其是Gg上升 ；退火時(shí)間t延長(zhǎng)，再結(jié)晶晶粒粗化，但溫度一定隨t上升，再結(jié)晶晶粒大小達(dá)到一

20、定值后穩(wěn)定。變形溫度（溫度高，需變形量大，以獲細(xì)晶）變形溫度高，臨界變形程度增大，由于變形過(guò)程中發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)，儲(chǔ)能下降，因此，欲獲細(xì)晶，變形溫度高，則需大變形。T1T2金屬材料及熱處理 4. 4 再結(jié)晶退火退火加熱速度加熱速度上升，細(xì)化 原因： （a）再結(jié)晶來(lái)不及，回復(fù)不充分，儲(chǔ)能下降，驅(qū)動(dòng)力與慢速的相比， N大， 細(xì)化；（b）提高實(shí)際開始再結(jié)晶溫度，N提高， 細(xì)化；（c）第二相來(lái)不及溶解，阻止晶粒長(zhǎng)大， Gg小。金屬材料及熱處理 4. 4 再結(jié)晶退火第二相質(zhì)點(diǎn)分布分布合理（細(xì)、多而散） ，細(xì)化；不合理（粗、少而集中） ，異常長(zhǎng)大，粗。成分不均勻偏析晶粒不均勻，粗化。 所謂控制再結(jié)晶過(guò)程，即是

21、控制上述影響因素，達(dá)到調(diào)整再結(jié)晶溫度和再結(jié)晶晶粒大小的目的。合金成分通常，隨合金元素和雜質(zhì)含量上升，再結(jié)晶晶粒細(xì)化原因在于，儲(chǔ)能提高N上升, 而晶界遷移阻力增大，Gn下降，Gg下降 ） 原始晶粒尺寸界面多，形核率高，原始晶粒尺寸小則亦再結(jié)晶晶粒小。 金屬材料及熱處理 4. 4 再結(jié)晶退火（3）再結(jié)晶晶粒不均勻性與產(chǎn)生的原因正常在結(jié)晶后應(yīng)是大致均勻的，但實(shí)際不然，晶粒尺寸會(huì)因?yàn)椴煌脑蚨斐删Я２痪鶆颉＞鶆虻木Я３叽绮痪鶆蛐跃鶆虻木Я３叽绮痪鶆蛐?整個(gè)體積中粗晶粒及細(xì)晶粒群大致均勻交替分布，產(chǎn)生于二次再結(jié)晶未完成階段；局部的晶粒尺寸不均勻性局部的晶粒尺寸不均勻性-粗晶粒分布于特定的區(qū)域，這是局

22、部變形不均勻所致，不變形區(qū)臨界變形區(qū)（粗晶粒）強(qiáng)烈變形區(qū)，可采用回復(fù)退火防止；帶狀晶粒尺寸分布不均勻性帶狀晶粒尺寸分布不均勻性-粗細(xì)晶粒分別沿主變形方向呈帶狀分布，產(chǎn)生原因在于變形過(guò)程中彌散質(zhì)點(diǎn)沿主變形方向呈纖維或帶狀分布；島狀晶粒尺寸不均勻性島狀晶粒尺寸不均勻性-粗晶群和細(xì)晶群在整個(gè)體積上無(wú)規(guī)律地分布（與不同），這是鑄錠成分偏析造成變形不均勻而導(dǎo)致再結(jié)晶不均勻的結(jié)果。以上不均勻性及其產(chǎn)生原因是一般性的說(shuō)法，而實(shí)際情況中不均勻性是多種多樣，產(chǎn)生原因也從整個(gè)加工（包括熔煉、變形、退火等）工藝中去尋找，具體問(wèn)題具體分析。金屬材料及熱處理 4. 4 再結(jié)晶退火4)4)二次再結(jié)晶二次再結(jié)晶實(shí)際是一個(gè)晶

23、粒的長(zhǎng)大過(guò)程，驅(qū)動(dòng)力也是界面能（降低）。與正常晶粒長(zhǎng)大，二次再結(jié)晶是在某些特別條件下（如第二相質(zhì)點(diǎn)突然熔解，聚集而推動(dòng)了對(duì)晶粒的釘軋作用或再結(jié)晶后有明顯的擇優(yōu)取向），個(gè)別晶粒擺脫束縛，迅速長(zhǎng)大，吞食周圍小晶粒，造成材料晶粒粗大，不均勻，因此，韌性，強(qiáng)度，塑性明顯下降，要盡量防止。金屬材料及熱處理 4. 4 再結(jié)晶退火金屬材料及熱處理 4. 4 再結(jié)晶退火5)5)退火織構(gòu)退火織構(gòu)（1）織構(gòu)織構(gòu)簡(jiǎn)而言之，織構(gòu)就是擇優(yōu)取向例如：冷軋時(shí)，材料晶粒除了發(fā)生延伸，壓縮，碎破等變形外，晶粒不冷變形，會(huì)發(fā)生一定的轉(zhuǎn)動(dòng)變形織構(gòu)同樣的道理，退火時(shí)發(fā)生回復(fù)再結(jié)晶，晶粒長(zhǎng)大時(shí)，晶粒取向也會(huì)發(fā)生變化，晶粒也有可能保持擇

24、優(yōu)取向的現(xiàn)象。退火織構(gòu)金屬材料及熱處理 4. 4 再結(jié)晶退火（2）分類通常，回復(fù)織構(gòu)與變形織構(gòu)是相同的（晶界沒(méi)有明顯變化）回復(fù)階段只是點(diǎn)缺陷運(yùn)動(dòng)，位錯(cuò)重排，最多就是形成粗大亞晶（原位再結(jié)晶）再結(jié)晶（二次再結(jié)晶）與變形織構(gòu)可能相同，也可能不同 （也就是說(shuō)二者之間沒(méi)有明顯的繼承關(guān)系） ，不過(guò)，總的一點(diǎn)，退火后變形織構(gòu)消失而不發(fā)生退火織構(gòu)的現(xiàn)象，是很少見的織構(gòu)變形織構(gòu)退火織構(gòu)回復(fù)織構(gòu)再結(jié)晶織構(gòu)二次再結(jié)晶織構(gòu)金屬材料及熱處理 4. 4 再結(jié)晶退火（3）形成機(jī)理定向形核理論認(rèn)為退火織構(gòu)產(chǎn)生于形核階段，只有取向有利的亞晶才能長(zhǎng)大而發(fā)展成為晶粒，以致于長(zhǎng)大后成為位向基本一致的再結(jié)晶晶粒，可以解釋為什么會(huì)保持

25、或部分保持變形織構(gòu)，但不能說(shuō)明織構(gòu)類型的變化定向長(zhǎng)大理論認(rèn)為任何取向的亞晶均可能發(fā)展成晶粒，只是有取向有利的才能獲得最大的長(zhǎng)大速度，而不利的方向在長(zhǎng)大過(guò)程中被消失淘汰（有點(diǎn)象生物中的生存斗爭(zhēng)，適者生存）可以解釋織構(gòu)變化的規(guī)律性 認(rèn)為、 都只能各自從一個(gè)角度解釋織構(gòu)問(wèn)題，目前通常是把二者結(jié)合起來(lái) 金屬材料及熱處理 4. 4 再結(jié)晶退火（4）應(yīng)用與危害1）硅鋼片由于硅鋼片通常（001）方向有高的導(dǎo)磁率，可以減小磁損，提高效率，因此可以利用變形加退火來(lái)控制織構(gòu)的產(chǎn)生獲得110 001或001 001以使材料有高的導(dǎo)磁率2）易拉罐板材沖壓沖壓時(shí)通常希望變形均勻的獲得漂亮的罐，但如有織構(gòu)存在，會(huì)造成材料

26、的各項(xiàng)導(dǎo)性，引起材料變形不均，從而出現(xiàn)所謂的制耳，須切之，增加工序，增大廢料，不利。因此，織構(gòu)是有利有弊的，是需要控制的，但控制困難，因?yàn)橛绊懸蛩靥?，這是一門專門的學(xué)問(wèn)。金屬材料及熱處理 4. 4 再結(jié)晶退火4. 5 回復(fù)與再結(jié)晶工藝與規(guī)程回復(fù)與再結(jié)晶工藝與規(guī)程（1）退火分類退火分類回復(fù)退火，再結(jié)晶退火不完全再結(jié)晶退火， 完全再結(jié)晶退火 （獲得半硬品） （獲得軟態(tài)產(chǎn)品）然而，生產(chǎn)中很少這樣從退火過(guò)程中組織變化的實(shí)質(zhì)來(lái)分類，僅視溫度不同來(lái)分：高溫退火（完全軟化）低溫退火（消除應(yīng)力，獲得半硬品）中溫退火（獲得半硬品）金屬材料及熱處理 4. 5 回復(fù)與再結(jié)晶工藝與規(guī)程（2）工藝制度選擇加熱溫度和保溫時(shí)間的選擇，通常根據(jù)技術(shù)條件所需性能（退火目的）和合金本性來(lái)選擇。不涉及到退火本質(zhì)。 退火溫度與合金本質(zhì)有關(guān)a 、純金屬或單機(jī)合金通常以T再為依據(jù)；b、 多相合金，除以T再為依據(jù)外，害要考慮第二相的溶解和析出等；c、 晶粒較粗者，還要考慮溫度對(duì)再結(jié)晶溫度的影響。 與性能要求有關(guān)如圖所示選擇。強(qiáng)度塑性冷變形退火態(tài)硬態(tài)1/2硬3/4硬1/4硬軟態(tài)金屬材料及熱處理 4. 5 回復(fù)與再結(jié)晶工藝與規(guī)程除圖示力學(xué)性能外，如需要各向異性的要求，則