材料科学基础第2版（于永宁）第12章.pptVIP

形变后位错胞结构的胞壁漫散程度不同，回复时发生的多边形化的难易程度也不同。 层错能高的金属(如铝和铁等)，位错基本上不分解扩展，所以交滑移和攀移能力高，在形变过程中胞壁已开始了锋锐化过程，在形变后形成相当锋锐的位错胞结构，在以后的回复过程中差不多只有亚晶的长大。 层错能比较低的金属(如铜和银等)，形变后形成的位错胞结构具有厚而漫散的胞壁；层错能很低的金属和合金(如?黄铜和奥氏体不锈钢等)，形变后只形成不完整的胞状结构。这些合金和金属，回复时有一个较长的胞壁锋锐化过程，有一些甚至形成不了锋锐的胞壁。 胞壁锋锐化形成亚晶以及随后亚晶长大都会使硬度和流变应力得到一定程度的恢复。由于在回复的早期阶段胞内的位错已减少了很大一部分，因而以后的强度只取决亚晶的尺寸而不取决亚晶中的位错密度。 再结晶驱动力：形变金属的机械储存能； 再结晶基本标志：晶核通过大角度界面迁动而长大； 再结晶与相变的区别及相同点： 本质区别：驱动力不同。相变驱动力是新/母相间的化学自由能差，而再结晶驱动力是形变金属的机械储存能。 相变必有一个临界温度，该临界温度是热力学意义的温度。再结晶临界温度只是一个动力学意义的温度。 相同点：都有形核、长大过程，有孕育期，相似的动力学方程； ?再结晶时组织变化的基本规律 ?形核、长大机制 ?动力学过程 ?与脱溶的交互作用 ?取向/织构变化 12.6.2 形变晶体的再结晶 黄铜再结晶 75? (a)经33%冷加工变形晶粒组织(b)冷加工变形后在580?C保温3s (c) 保温4s (d) 保温8s (e) 保温15min (f)在700?C保温10min后的组织。 对形变金属，从受形变开始就获得储存能，它立刻就具有回复和再结晶的热力学条件，原则上就可发生再结晶。温度不同，只是过程的速度不同罢了。所以，再结晶并没有一个热力学意义的明确临界温度。 人为定义了一个“再结晶温度，是一个动力学意义的温度。 再结晶温度 形变量足够大时，一般纯金属的再结晶温度为 (0.35～0.4)Tm。Tm 是熔点（热力学温度） 再结晶温度—在一定时间内（一小时）刚好完成再结晶的温度 ① 需超过一最小形变量---?c，称临界变形程度。 ② 随??，T再?；但当?大到一定值后,T再趋于一稳定值。 ③ 再结晶刚完成时的尺寸d 取决于?而和T关系不大。 ④ 原始d0?，要获得相同的T再的?越大。 ⑤ Tdef?，要获得相同程度的应变硬化所需的??。 ⑥ 新晶粒不会长入取向相近的形变晶粒中。 ⑦ 再结晶后继续保温， d?（此为长大问题）。 12.6.2.1 再结晶的基本规律 ?黄铜再结晶终了的晶粒尺寸和再结晶前冷加工变形量的关系 从再结晶的形核及核的长大两个基元过程来考虑再结晶： 核心在应变硬化最大即位错密度高的局部区域（形变过渡带）形成，所以需要有某一定的（临界）形变量才能提供这些区域，这就是规律(1)。 形核是一个热激活过程，所以在较长时间和较高温度下，核心形成的概率增加，因而再结晶所需要的形变量相应减小，这就是规律(2)。 因为形核是热激活的，所以再结晶往往有一个孕育期。 形核和长大两个过程的竞争和平衡决定了再结晶完成后的晶粒尺寸，再结晶形核率随形变量增长很快，而长大速度则随温度增长较慢，这就可以解释规律(3)。 在多晶体形变时，晶界附近形变复杂，这些地区往往是高储存能区，也是晶核易出现的地区，因而原始晶粒越小，以后再结晶越能促发形核，这就可以解释规律(4)。 在比较高的温度下形变晶体中的位错密度较低，以后再结晶形核率较低，这就可以解释规律(5)。 规律(6)明确了再结晶是一种通过大角度界面推移而实现的过程。 当形变量足够大时，纯金属的再结晶温度大体为(0.35～0.4)Tm，Tm是热力学温标下的熔点温度， 人们常常关心再结晶后的晶粒尺寸，并通过控制形变量以及退火温度和时间来获得所希望的晶粒大小。一种所谓的再结晶图就是描述形变量、给定退火时间下的退火温度和退火后晶粒尺寸之间关系的图示。 再结晶图 即T，e，D的关系。条件：时间1小时，可包含长大效应。 生产上常关心再结晶后的晶粒尺寸与形变量及退火温度和时间 的关系用来获得所希望的晶粒大小（和性能）对应再结晶图。 纯铁的再结晶 纯铝的再结晶图 有一些再结晶图会比这复杂的多。由于除了形变量外，影响再结晶形核和长大还有其它因素，例如原始晶粒尺寸、杂质等，所以这些再结晶图也只是一种近似的表示，近年来已不大使用再结晶图了。 临界形变量是能使金属和合金发生再结晶的最小形变量，金属经临界形变量形变以后，只有很少的形核位置，所以退火后获得大的晶