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一、变形金属加热时显微组织的变化
;;;三、变形金属加热时性能的变化;§2 回复
一、回复动力学
1.回复动力学曲线
;回复动力学特点:
(1)回复过程没有孕育期,随着退火的开始进行,发生软化。
(2)在一定温度下,初期的回复速率很大,以后逐渐变慢,直到最后回复速率为零。
(3)每一温度的回复程度有一极限值,退火温度越高,这个极限值也越高,而达到此极限所需时间则越短
(4)回复不能使金属性能恢复到冷变形前的水平。
;2.回复动力学方程
设P为冷变形后在回复阶段发生变化的某种性能,如临界切应力,P0为变形前该性能的值,ΔP=P-P0为加工硬化造成的该性能的增量,与晶体中晶体缺陷的体积浓度CP成正比。
P-P0=ΔP=K CP (1)
; (3)
积分得:
(4)
由(4)式得出:回复阶段性能随时间而衰减,服从指数规律。;回复动力学方程
例:已知锌单晶的回复激活能Q=20000cal/mol,在0℃回复到残留75%的加工硬化需5min,请问在27℃和-50℃回复到同样程度需多长时间?
解: (min)
min≈13(天)
测量出几个不同温度下回复到相同P值所需的时间,利用(4)式并取对数,得到:
从 关系可求出激活能,利用Q以推断可能的回复机制。;二、回复机制
一般认为是点缺陷和位错在退火过程中发生运动,从而改变了它们的组态和分布。
1.低温回复:回复的机制主要是过剩空位的消失,趋向于平衡空位浓度。
2.中温回复:其主要机制是位错滑移导致位错重新组合;异号位错会聚而互相抵消以及亚晶粒长大。
3.高温回复:回复机制是包括攀移在内的位错运动和多边化,以及亚晶粒合并。
;;;;三、回复退火的应用
主要用作去应力退火,使冷加工金属在基本上保持加工硬化的状态下降低其内应力,以稳定和改善性能,减少变形和开裂,提高耐蚀性。;§3 再结晶;;;一、再结晶的形核与长大;再结晶的形核亚晶粒粗化的形核之---- B.亚晶粒长大形核 适于低层错能金属,通过亚晶合并和亚晶长大,使亚晶界与基体间的取向差增大,直至形成大角度晶界,便成为再结晶的核心;再结晶的形核----(2)原有晶界弓出的形核机制
一般发生在形变较小的金属中,变形不均匀,位错密度不同
;;二、再结晶动力学
1.恒温动力学曲线
冷轧60%的含Si3.25钢的等温再结晶曲线;;
再结晶恒温动力学方程
2.Johnson-Mehl(约翰逊—梅厄)方程
Φ=1-exp(-πG3N’ 4 /3)
Φ :已再结晶体积分数 N’:形核速度
G:长大速度 τ : 退火保温时间
3.Avrami(阿弗瑞米)方程:
Φ=1-exp(-ktn)
Φ :已再结晶体积分数 k, n:系数
t:退火保温时间
阿弗瑞米方程较约翰逊—梅厄方程更为适用。;三、影响再结晶速率与再结晶温度的主要因素
通常把再结晶温度定义为经过严重冷变形的金属(ε70%),加热1小时,再结晶体积占到总体积的95%的温度。另外,有的文献把保温30-60min,开始发生再结晶或完成50%再结晶的温度定义为再结晶温度,因此,引用再结晶温度时,必须注意它的具体条件。
对于工业纯金属,其起始再结晶温度与熔点之间存在下列关系:
T再=(0.3-0.4)T熔
1.退火温度影响形核和长大
N’ =N0exp(-QN /RT), G =G0exp(-QG /RT)
N0、G0:常数 QN、QG:形核激活能和长大激活能
升高退火温度,将显著提高形核率和G,再结晶速度加快。
;影响再结晶速率与再结晶温度的主要因素之
2.变形程度:变形程度增高,再结晶速度加快,再结晶温度降低,并逐步趋于一稳定值。
例1:纯Zr 当面积缩减13%时,557℃完成等温再结晶需40h
当面积缩减51%时,557℃完成等温再
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