材料科学基础第五章PPT学习教案

1、会计学1 材料科学基础第五章材料科学基础第五章PPT课件课件 二二 、性能变化、性能变化 sb HV 第1页/共79页 第2页/共79页 第3页/共79页 0 0 1 ss ss m R 第4页/共79页 RTQ AetabR / ln1 RTQBt/ln 第5页/共79页 (过饱和空位的消失) 第6页/共79页 3. 高温回复 多边化 Polygonization 刃型位错可获得足够 能量产生攀移 位错排列成墙 多边化结构 第7页/共79页 产生单滑移的单晶体中多边化过程最为典型 多晶体中，由于多系滑移位错缠结形成胞状 组织，多边化不明显 第8页/共79页 第9页/共79页 第10页/共79

2、页 再结晶的形核机制再结晶的形核机制 变形度较小时，多晶粒间 变形不均匀性而导致多晶粒内 位错密度不同。为了降低系统 的自由能，再结晶时，通过晶 界迁移原来平直的晶界会向位 错密度大的晶粒内凸出，在其 前沿扫过的区域内通过吞食畸变亚晶的方式形成无畸 变的再结晶晶核。 第11页/共79页 G 形核时单位体积引起总的自由能变化 S E 单位体积储存的应变能 界面表面能 dAdA 弓出的表面积 dVdV 弓出的晶界由位置时扫过的体积 dV dA EG S 第12页/共79页 r EG S 2 r ES 2 第13页/共79页 消失，使两相邻亚晶合并而生 长 位错网络解离、拆散以及位错的攀移与滑移 加

3、热 第14页/共79页 第15页/共79页 )exp( 0 RT Q NN N )exp( 0 RT Q GG G N 第16页/共79页 恒温动力学曲线 第17页/共79页 转变量进一步V转 第18页/共79页 ) 3 exp(1 43t GN R N 第19页/共79页 )exp(1 K R Bt K R Bt 1 1 ln N 第20页/共79页 tKB R lglg 1 1 lnlg t R lg 1 1 lnlg 截距斜率 此分析结果与试验结果完全吻合，且发现在一 定温度范围内，K不随T而变 不同T下，各直线基本平行, B则随T不同而变 作 关系图（线性关系图） 第21页/共79页

4、R 1 1 lnlg tlg 第22页/共79页 RTQ AeV / （2.3lgx=lnx） RTQ eA t / 1 TR Q A t 1 ln 1 ln t Q A Q R T lg 3 . 2 lg 3 . 21 N 第23页/共79页 ) 11 ( 2 1 12 TTR Q e t t 第24页/共79页 第25页/共79页 R ， R 积分数所需时间必愈短 第26页/共79页 N 4/1 3 95. 0 ) 86. 2 ( GN N 第27页/共79页 R t一定， ，TR n3.再结晶后的晶粒大小主要 取决于变形 度 ，再结晶的晶粒 。 N G 第28页/共79页 较密集时，则会

5、阻碍再结晶的 进行。 n6.原始晶粒愈细或者退火时间增 加都会TR 。 第29页/共79页 N 第30页/共79页 NG / 4/1 )/( NGkd N G 第31页/共79页 第32页/共79页 第33页/共79页 a/2 s s l a/2 s s l r da a a sPlrd d l) 2 sin(2 r 界面曲率半径 厚度 P l da 第34页/共79页 2 ) 2 sin( aadd r P s ) 11 ( 21 rr Ps r P s2 第35页/共79页 ) 11 ( 21 rr mPmvs 第36页/共79页 q1 q2 q3 s3 s2 s1 3 3 2 2 1 1

6、 sinsinsinq s q s q s 第37页/共79页 321 sss 120 321 qqq 第38页/共79页 第39页/共79页 dt Dd r mPmV s2 V ：晶界平均迁移率 P ：晶界平均驱动力 r ：晶界平均曲率半 径 Dd ：晶粒平均直径的增大速度 m 第40页/共79页 更常见的情况下， n1/2 因存在晶界移动和阻碍 晶粒长大诸因素 Dr2 dt Dd D K 1 tKDD 2 0 2 1 / , KK tD 0DtKD t /2 2/1 _ CtD t n t KtD _ 第41页/共79页 第42页/共79页 1)温度 由于晶界迁移与原子的热激活有关，其中晶

7、界 的平均迁移速率 与 成正比 m RTQ m e / （Qm为晶界迁移的激活能） RTQ m e D K dt Dd / / 1 RTQm eKK / / teKDD RTQ t m / 2 _ 2 0 2 RTQK t DD m t 3 . 2/lg)lg( 2 _ 0 2 _ 2 第43页/共79页 第44页/共79页 此处加图5-60 第45页/共79页 qqq2sinsincos2 bb rrF b NrrNFF 2 max max / 22 接触周界晶界能 当q45时，此约束力为极大值： b rF max 实际上晶界迁移能力及其所决定的晶粒长大速度， 不仅与分散相粒子的尺寸有关，而

8、且与第二相颗粒的弥 散度密切相关。 第46页/共79页 Nr 3 3 4 r NrF b b 2 3 2 2 max / _ 2 D P b PFmax / r D bb 2 32 _ lim 3 4 _ lim r D 第47页/共79页 大。 第48页/共79页 第49页/共79页 第50页/共79页 第51页/共79页 第52页/共79页 若将变形量，退火温度 和再结晶的晶粒大小三者 综合于三维图上，即得静 态再结晶图 在临界变形 量下和二次再结晶阶段出 现两个粗大晶粒 It may be used for the preparation for perfect strain-free

9、single crystals。 工业纯铝再结晶 第53页/共79页 第54页/共79页 长大 第55页/共79页 第56页/共79页 第57页/共79页 第58页/共79页 第59页/共79页 动态回复 动态再结晶 在变形时，即在温度和负荷联合作用下发生 Dynamic 静态回复 静态再结晶 在变形时，即在温度和负荷联合作用下发生 Static 亚动态再结晶 第60页/共79页 第61页/共79页 1.动态回复 Dynamic Recovery 第62页/共79页 t=const s const s t 第63页/共79页 zbadlg 1 )/exp(RTQz 第64页/共79页 第65页/共79页 第66页/共79页 第67页/共79页 第68页/共79页 第69页/共79页 第70页/共79页 m Ks slglg 12 12 12 12 , /l