3.3冷变形加工金属在加热时组织和性能变化.ppt

1、3.3 冷变形加工的金属在加热时组织（结构）与性能的变化,3.3.1加热对冷变形加工金属组织与性能的影响 （如右图所示） ,3.3 冷变形加工的金属在加热时组织（结构）与性能的变化,3.3.2回复 1. 含义： 2.特点：温度（0.20.35Tm） 性能（r ,耐蚀性） 3. 机理简介 ： 空位的移出；多边形化 4. 生产中的应用 ：去应力退火,3.3.2 回复 1. 回复的含义 是指在加热温度较低时，由于金属中的点缺陷及位错近距离迁移而引起的晶内某些变化。 2. 回复的机制 （1）空位的逸出 如空位与其他缺陷合并、同一滑移面上的异号位错相遇合并而使缺陷数量减少等; （2）多边形化 由于位错运

2、动使其由冷塑性变形时的无序状态变为垂直分布，形成亚晶界. 3. 应用去应力退火 组织变化不明显, 其强度、硬度略有下降，塑性略有提高，但内应力、电阻率等显著下降.工业上常利用回复现象将冷变形金属低温加热，既稳定组织又保留加工硬化。,下图示,接下页,回 复 机 制 示 意 图,返回,3.3.3 再结晶,1.再结晶的含义 2. 特点 ：温度（0.40.5Tm）； 性能（、HBW,、K）； 再结晶与结晶、重结晶的根本区别-无晶格类型的变化 3. 机理简介 4. 再结晶温度（TR）与再结晶退火温度（TZ） （1）何谓TR？（2）确定TR的经验公式：TR=0.4 Tm ( 适用条件：K; 工业纯金属 )

3、 （3）影响TR的因素: 预变形度 ；金属纯度 （4）结晶退火温度TZ= TR +(100200) 5. 再结晶退火后的晶粒度 （1）加热温度与保温时间 （2）预变形度,经70%塑变的纯铁加热时的组织变化,由于再结晶后组织的复原，因而金属的强度、硬度下降，塑性、韧性提高，加工硬化消失。,冷变形黄铜组织性能随温度的变化,冷变形(变形量为38%)黄铜580C保温15分后的的再结晶组织,再结晶对金属组织、性能的影响,黄铜再结晶和晶粒长大各个阶段的金相照片,4. 再结晶温度与再结晶退火温度,再结晶不是一个恒温过程，它是自某一温度开始，在一个温度范围内连续进行的过程，发生再结晶的最低温度称再结晶温度。,

4、图3.17 T再与的关系,i主要取决于变形度。金属预变形程度越大，晶体缺陷越多，组织就越不稳定，因此其再结晶温度便越低如右图3.17所示。,工业纯金属的最低再结晶温度与其熔点之间的近似关系: TR0.4Tm（K） 其中TR、Tm为绝对温度。 金属熔点越高, TR也越高.,TR = (Tm+273)0.4273，如Fe的TR=(1538+273)0.4273=451,ii 金属的纯度 金属中的微量杂质或合金元素，尤其高熔点元素起阻碍扩散和晶界迁移作用，使再结晶温度显著提高.,影响再结晶温度的因素,在工业生产中，广泛使用的是再结晶退火温度,提高加热速度会使再结晶推迟到较高温度发生，延长加热时间，使

5、原子扩散充分，再结晶温度降低。 生产中，把消除加工硬化的热处理称为再结晶退火.再结晶退火温度比再结晶温度高100200，即 TZ=TR+(100200)。,5. 影响再结晶退火后晶粒度的因素,(1)加热温度和保温时间 加热温度越高，保温时间越长，金属的晶粒越粗大,加热温度的影响尤为显著。,再结晶退火温度对晶粒度的影响,预先变形度的影响，实质上是变形均匀程度的影响. 当变形度很小时，晶格畸变小，不足以引起再结晶. 当变形达到210%时，只有部分晶粒变形，变形极不均匀，再结晶晶粒大小相差悬殊，易互相吞并和长大,再结晶后晶粒特别粗大，这个变形度称临界变形度。,图3.18 预先变形度对再结晶晶粒度的影

6、响,(2)预先变形度,当超过临界变形度后，随变形程度增加，变形越来越均匀，再结晶时形核量大而均匀，使再结晶后晶粒细而均匀，达到一定变形量之后，晶粒度基本不变。 对于某些金属，当变形量相当大时(90%),再结晶后晶粒又出现粗化现象，一般认为这与形成织构有关。,【例题3-2】 已知铁的熔点1538 ，铜的熔点为1083 ，试估算铁和铜的最低再结晶温度，并确定其再结晶退火温度。,（1）分析 根据题目给出的已知条件，会自然地想到经验公式TZ =0.4Tm ，此即为最低再结晶温度。而生产中广泛使用的再结晶退火温度的选定原则是：TZ +（100200）。 （2）解答 铁的最低再结晶温度为TZ =0.4(1538+273) 273=450 ， 铜的最低再结晶温度为TZ =0.4(1083+273) 273=269.4 ； 铁的再结晶退火温度为450+（100200）=550650 ， 铜的再结晶退火温度为269.4+（100200）=369.4469.4 。 （3）归纳 最低再结晶温度经验公式适用条件有两个一仅适用工业纯金属，二温度为绝对温度。例如在计算低碳钢的最低再结晶温度时，就不能直接应用该经验公式，必须考虑碳元素的影响，通常在纯铁的再结晶温度基础上+（50100）。 （4）请思考 试计算低碳钢的再结晶退火温度？,3.3.4 晶粒长大,1. 自发过程