回復與再結(jié)晶

1、回復與再結(jié)晶第1頁，共20頁，2022年，5月20日，20點21分，星期二第七章 回復與再結(jié)晶冷變形，金屬缺陷，組織性能明顯變化，熱力學不穩(wěn)第2頁，共20頁，2022年，5月20日，20點21分，星期二湖南常德大火(2004.12.22)第3頁，共20頁，2022年，5月20日，20點21分，星期二組織檢驗能為火災起火原因的認定提供科學依據(jù)銅線原始組織再結(jié)晶轉(zhuǎn)變中晶粒長大組織火燒頭部熔痕一次短路熔痕二次短路熔痕第4頁，共20頁，2022年，5月20日，20點21分，星期二T ，恢復到穩(wěn)定態(tài)，組織與性能回歸回復、再結(jié)晶與晶粒長大，無點陣變化，不屬于固態(tài)相變第5頁，共20頁，2022年，5月20日

2、，20點21分，星期二7.1 冷變形金屬在加熱時的組織、性能變化7.1.1 顯微組織變化 再結(jié)晶T加0.5Tm，加熱時間 1st段，0 1回復 晶粒形狀不變，位錯重排 2nd段，1 2新晶粒(缺陷密度，點陣不變) 新晶粒在形變基體中形核長大，老晶粒(冷變形晶粒)完全耗盡 3rd段， 2 3 新晶粒相互吞并，尺寸長大過程第6頁，共20頁，2022年，5月20日，20點21分，星期二7.1.2 驅(qū)動力和性能變化(儲存能變化) 1. 驅(qū)動力 儲存能外力所作功 幾十幾 因位，而產(chǎn)生應變能，S ，G 2. 儲存能的釋放 T ，原子活動能力增強， 偏離位置回平衡位置第7頁，共20頁，2022年，5月20日

3、，20點21分，星期二 前 回復 后再結(jié)晶A 純金屬，B、C 合金第8頁，共20頁，2022年，5月20日，20點21分，星期二3. 缺陷與性能變化 回復前 再結(jié)晶期 硬度 變化少(位) 恢復到冷變形前 電阻率 (點缺陷) 不變 胞狀亞結(jié)構 尺寸變化少 明顯胞壁厚 密度 變化少 第9頁，共20頁，2022年，5月20日，20點21分，星期二7.2 回復約化溫度低溫回復 0.1TH0.3中溫回復 0.3TH0.5作用消除殘余應力(1st類內(nèi)應力)第一次世界大戰(zhàn)深沖壓黃銅彈殼腐蝕氣體下開裂250300回復處理，解決1st2nd 類 內(nèi)應力3rd第10頁，共20頁，2022年，5月20日，20點21

4、分，星期二7.2.1 回復機理 低溫回復 點缺陷運動 空位、間隙原子移向晶界消失，相互合并，空位結(jié)集 中溫回復 T：原子活動，位錯運動滑移，正負相消，位錯纏結(jié)，內(nèi)部重排，亞晶規(guī)整化第11頁，共20頁，2022年，5月20日，20點21分，星期二高溫回復 冷變形使單晶位錯，亂排到規(guī)整 T，位錯攀移多邊形化 加熱 攀移和滑移 原能量較高 排列能量低，位錯墻 單晶分隔成許多取向稍有不同的亞晶 第12頁，共20頁，2022年，5月20日，20點21分，星期二亞晶粗化和長大亞晶長大：亞晶形成以后，材料仍然保留有較大的儲存能，亞晶將會進一步長大以減少小角度界面面積來降低儲存能，使得某些較大的亞晶吞并較小的

5、亞晶而長大。 其驅(qū)動力是大、小亞晶界面的界面能差。亞晶粗化 三種亞晶粗化模型：李振民提出的亞晶轉(zhuǎn)動聚合粗化模型 兩個有微弱取向差的亞晶聚合成一個，通過其中一個亞晶轉(zhuǎn)動來取消它們之間的界面。 第13頁，共20頁，2022年，5月20日，20點21分，星期二b）轉(zhuǎn)動過程必然引起原子從陰影面積沿界面擴散到空白面積中去。這個過程的實質(zhì)是亞晶界上的位錯的協(xié)同運動或是空位的協(xié)同運動； c）為聚合后的亞晶結(jié)構，亞晶邊界再做幾何調(diào)整，使BCD以及IHG界面變直；d）最后的亞晶結(jié)構。如圖：a）聚合以前的原始亞晶結(jié)構，中間2個亞晶間有微弱的取向差。要使其合二為一，就需要消除其中間的界面，其中的一個亞晶必須轉(zhuǎn)動；

6、第14頁，共20頁，2022年，5月20日，20點21分，星期二胡郇提出的亞晶聚合形成再結(jié)晶晶核的模型 在點陣彎曲和位錯密度比較高的顯微帶狀區(qū)中，兩個有取向位向差的小角度亞晶聚合形成一個有大角度晶界的晶粒。如圖:a）未形核淺的亞晶結(jié)構b）A和B，C和D亞晶聚合c）2個已聚合的亞晶再聚合 d）已聚合粗化的晶界變成大角度晶界，實際上變成再結(jié)晶核心。第15頁，共20頁，2022年，5月20日，20點21分，星期二Jones提出的亞晶粗化聚合形成再結(jié)晶晶核模型 在兩個晶粒的晶界處，有性質(zhì)基本相反的亞晶界（相鄰的亞晶界中所含的是反號位錯），通過位錯運動，使亞晶聚合形成一個大亞晶。這個大亞晶向兩側(cè)晶粒長大

7、，其界面逐漸變成大角度晶界，最終形成再結(jié)晶晶核。第16頁，共20頁，2022年，5月20日，20點21分，星期二7.2.2 回復動力學回復后冷變形金屬性能、回復程度、與時間關系1.回復是熱激活過程 剩余加工硬化分數(shù)1R r為回復后的s 0為充分退火后 的sm為冷變形后的s1RBCdCd為缺陷的體積密度第17頁，共20頁，2022年，5月20日，20點21分，星期二 是缺陷密度(Cd)及其遷移速度的函數(shù)其中，A為常數(shù) Q為缺陷遷移激活能第18頁，共20頁，2022年，5月20日，20點21分，星期二2. Q缺陷遷移激活能 作lnt1/T曲線，求得Q Q空位遷移能短時回火 鐵自擴散激活能長時回火第19頁，共20頁，2022年，5月20日，20點21