《机械工程材料》课程PPT教学课件（金属工艺）第3章 材料的力学行为、塑性变形与再结晶 Material’s Mechanical Behaviour , Plastic Deformation Recrystallization 3.3 冷变形加工金属在加热时组织和性能变化

3.3冷变形加工的金属在加热时组织 (结构)与性能的变化最教长大再结晶回复3.3.1加热对冷变形加工金属组织与内应力晶粒大小性能的影响（如右图所示）塑性强度

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)与性能的变化回复3.3.21.含义：2.特点：温度（<0.2~0.35Tm）性能（,,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 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（<0.2～0.35Tm） ⚫ 性能（σr↘↘ ,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

回复3.3.21.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，形成亚晶界下图示3.应用一一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。接下页

⚫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(a)壁移1(b)刃型位错的攀移和图8-4一3多边化前、后刃型位错的排列情况返回滑移示意图（）多边化峰：（h）多边化店

回 复 机 制 示 意 图 返回

再结晶回复品长大3.3.3再结晶内应力晶粒尺寸延伸率1．再结晶的含义2.特点：温度（0.4~0.5Tm）；性能 (o、HBW,Y、αk//）;加热摄度再结晶与结晶、重结晶的根本区别----无晶格类型的变化3.机理简介(Tz)4.再结晶温度（TR）与再结晶退火温度中（1）何谓Tr？（2）确定Tr的经验公式：TR=0.4Tm（适用条件：K；工业纯金属）（3）影响T?的因素：预变形度；金属纯度（4）结晶退火温度Tz=TR+(100℃~200℃)5.再结晶退火后的晶粒度（2）预变形度（1）加热温度与保温时间

3.3.3 再结晶 ⚫ 1. 再结晶的含义 ⚫ 2. 特点 ：温度（0.4～0.5Tm）； ⚫ 性能（σ、HBW↘↘,Ψ、αK↗↗）； ⚫ 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）影响TR的因素: 预变形度 ；金属纯度 ⚫ （4）结晶退火温度TZ = TR +(100℃～200℃) ⚫ 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<625C加热不完全再结品(a加热丽（750T加热（晶粒长大）（3670C加热（完全再结晶）

经70%塑变的纯铁加热时的组织变化

性能的影响再结晶对金属组织、冷变形黄铜组织性能随温度的变化由于再结晶后组织的复原拉伸强度因而金属的强度、硬度下降，50(edw)500塑性、韧性提高，加工硬化(73%)40消失。400伸长率20300再结品回友品粒长大回复0.040新晶粒0.0300.0200.010冷变形（变形量为38%）黄铜580100200300400500600700退火温度C保温15分后的的再结晶组织

⚫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580ºC 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冷变形量为38%的组织580C保温3秒后的组织580C保温4秒后的组织580°C保温8秒后的组织580°C保温15分后的组织700C保温10分后的组织

黄铜再结晶和晶粒长大各个阶段的金相照片 冷变形量为38％的组织 580ºC保温3秒后的组织 580ºC保温4秒后的组织 580ºC保温8秒后的组织 580ºC保温15分后的组织 700ºC保温10分后的组织

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。580保温3秒后的组织580C保温4秒后的组织580C保温8秒后的组织冷变形(变形量为38%)黄铜的再结晶

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。 580ºC保温3秒后的组织 580ºC保温4秒后的组织 580ºC保温8秒后的组织 冷变形(变形量为38%)黄铜的再结晶

影响再结晶温度的因素700主要取决于变形度。金属预变形程度越600大，晶体缺陷越多，组织就越不稳定，因此500其再结晶温度便越低如右图3.17所示。C电解铁（99.9%）400工业纯金属的最低再结晶温度与其熔点之纯铝（99%）间的近似关系：T~0.4Tm（K）300其中TR、Tm为绝对温度。2001000804020金属熔点越高，T?也越高Y图3.17T与：的美素T℃=(T℃+273)×0.4-273，如Fe的Tr=(1538+273)×0.4-273=451℃i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

图3.17 T再与ε的关系 ⚫ i主要取决于变形度。金属预变形程度ε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: TR≈0.4Tm（K） 其中TR、Tm为绝对温度。 ⚫金属熔点越高, TR也越高. TR℃ = (Tm℃+273)×0.4–273，如Fe的TR=(1538+273)×0.4–273=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