【实用资料】金属在冷和热塑性加工过程中组织和性能变化规律之回复和再结晶PPT

金属在冷和热塑性加工过程中组织和性能变化规律之回复和再结晶观察在不同加热温度下变化的特点，可将退火过程分为回复、再结晶和晶粒长大三个阶段。（1）回复：是指新的无畸变晶粒出现前所产生的亚结构和性能变化的阶段；（2）再结晶：是指出现无畸变的等轴新晶粒逐步取代变形晶粒的过程；（3）晶粒长大：是指再结晶结束之后晶粒的继续长大。2冷变形金属在退火过程中显微组织的变化3冷变形金属退火时某些性能和能量的变化性能及其他指标加热温度04同一变形程度的多晶体铁在不同温度退火时，屈服强度的回复动力学曲线一、回复1.回复动力学剩余应变硬化分数（1-R）时间/min5这种回复特征可用一级反应方程式来表达：c值与温度的关系具有典型的热激活过程的特点，可由Arrhenius方程来描述：最终得到lnt~1/T的关系式为：62.回复机制

（1）低温回复（m）：主要与点缺陷的迁移有关。（2）中温回复（m）：主要与位错的滑移有关。（3）高温回复（>m）：高温时，刃型位错可获得足够的能量产生攀移。7（a）多变化前刃型位错散乱分布（b）多变化后刃型位错排列成位错壁因此，回复退火主要是用作去应力退火，使冷加工的金属在基本上保持加工硬化状态的条件下降低其内应力，以避免变形并改善工件的耐蚀性。8二、再结晶

与回复不同，再结晶是一个显微组织重新改组的过程，驱动力是变形金属经回复后未被释放的储存能。1.再结晶过程：形核和长大

晶界弓出形核形核

亚晶形核

亚晶合并机制亚晶迁移机制长大：再结晶晶核形成后，借助界面的移动向周围畸变区域长大，直到全部形成无畸变的等轴晶为止。9（1）晶界弓出形核具有亚晶粒组织晶粒间的凸出形核示意图晶界弓出形核模型示意图10（2）亚晶合并机制亚晶粒合并形核示意图11（3）亚晶迁移机制亚晶粒迁移长大示意图122.再结晶动力学（1）再结晶速度与温度的关系：（2）特点：再结晶过程有一孕育期，开始速度慢，然后逐渐增大，在体积分数为50%最大，然后减慢。经98%冷轧的纯铜（质量分数为ωCu=99.999%）在不同温度下的等温再结晶曲线再结晶的体积分数/%时间/min13作1/T~lgt图，直线的斜率为（3）动力学方程表达式（1/T）/×10-3K-1经98%冷轧的纯铜（质量分数为ωCu=99.999%）在不同温度下等温再结晶时的1/T~lgt图t(φR为50%所需的时间)/min143.再结晶温度及其影响因素（1）定义：冷变形金属开始进行再结晶的最低温度。高纯金属：T再m经验公式工业纯金属：T再m合金：T再m注：再结晶退火温度一般比上述温度高100~200℃15a.变形量（2）再结晶温度的影响因素开始再结晶温度/℃变形度/%a—电解铁b—铝16再结晶温度及其影响因素高纯金属：T再m界面能越大，曲率半径越小，驱动力越大。再结晶退火工艺参数，如加热速度、加热温度与保温时间等。此外，原始晶粒大小、杂质含量，以及形变温度等均对再结晶后的晶粒大小也有影响。作1/T~lgt图，直线的斜率为度晶界，因而前者的移动速率低于后者。观察在不同加热温度下变化的特点，可将退火过程分为回复、再结晶和晶粒长大三个阶段。再结晶过程：形核和长大冷变形金属在退火过程中显微组织的变化再结晶后的晶粒大小及其影响因素移动中的晶界与分散相粒子的交互作用示意图06%）变形度及退火温度对再结晶后晶粒大小的影响（a）多变化前刃型位错散乱分布t(φR为50%所需的时间)/minb.原始晶粒尺寸c.微量溶质原子d.第二相粒子e.再结晶退火工艺参数，如加热速度、加热温度与保温时间等。再结晶温度退火时间174.再结晶后的晶粒大小及其影响因素（1）利用约翰逊-梅厄方程，可得再结晶后晶粒尺寸d的表达式为：（2）影响因素a.变形度的影响18冷变形金属退火时某些性能和能量的变化再结晶后的晶粒大小及其影响因素（2）中温回复（m）：主要与位错的滑移有关。999%）在不同温度下的等温再结晶曲线剩余应变硬化分数（1-R）（a）多变化前刃型位错散乱分布（a）多变化前刃型位错散乱分布最终得到lnt~1/T的关系式为：（3）动力学方程表达式（b）多变化后刃型位错排列成位错壁06%）变形度及退火温度对再结晶后晶粒大小的影响（2）驱动力：界面能差。（2）特点：再结晶过程有一孕育期，开始速度慢，然后逐渐增大，在体积分数为50%最大，然后减慢。观察在不同加热温度下变化的特点，可将退火过程分为回复、再结晶和晶粒长大三个阶段。（1）再结晶速度与温度的关系：低碳钢（ωC=0.06%）变形度及退火温度对再结晶后晶粒大小的影响

此外，原始晶粒大小、杂质含量，以及形变温度等均对再结晶后的晶粒大小也有影响。b.退火温度的影响放大100倍时每2中晶粒数变形度/%19三、晶粒长大驱动力：界面能差。长大方式

正常长大异常长大（二次再结晶）20（1）定义：再结晶后晶粒的均匀连续长大。（2）驱动力：界面能差。界面能越大，曲率半径越小，驱动力越大。(长大方向是指向曲率中心,而再结晶晶核的长大方向相反.)注：由于晶粒长大是通过大角度晶界的迁移来进行的，因而所有影响晶界迁移的因素均对晶粒长大有影响。1.正常长大21a.温度（3）影响晶粒长大的因素Dt/×108cm2时间/minɑ黄铜在恒温下的晶粒长大曲线22b.分散相粒子：一般有晶粒稳定尺寸d和第二相质点半径r、体积分数的关系：

移动中的晶界与分散相粒子的交互作用示意图23c.晶粒间的位