《材料科学与工程基础》课程PPT教学课件：第七章 回复与再结晶

第七章回复与再结晶 引言 金属经过冷变形后,其组织和性能都发生了 系列变化。 光学显微组织变化 亚结构变化 力学性能变化 储存能: 残余应力 点阵畸变

第七章 回复与再结晶 引言 金属经过冷变形后，其组织和性能都发生了 一系列变化。 光学显微组织变化 亚结构变化 力学性能变化 储存能： 残余应力 点阵畸变

结果: 经深度冷加工的零件不能直接使用; 限制了塑性变形的加工量; 自由能升高,处于热力学亚稳定状态。 存在的倾向: 恢复到稳定状态。 实现途径:加热

结果： 经深度冷加工的零件不能直接使用； 限制了塑性变形的加工量； 自由能升高，处于热力学亚稳定状态。 存在的倾向： 恢复到稳定状态。 实现途径：加热

第一节冷变形金属在加热时的变化 、显微组织的变化 傅结晶:冷 回复:冷 变形金属在 变形金属 足够高的温 ‖晶粒长 加热时, 度下加热时, 大:再 在光学显 通过新晶粒 结晶后 微组织发 形成的 的形核及长 生变化之 晶粒, 大,以无畸 继续加 前,所产 变的等轴晶 热时发 生的某些 粒取代变形 2生的长 亚结构及 晶粒的过程。 性能的变 3)大过程 化过程 冷个经时间t1经时间t经时间是时间t4经时间t 加热至大纟m/2 回复 再结晶 晶粒长大 纯铁冷拔90%后在550℃加热不同时间后的显微组织

第一节 冷变形金属在加热时的变化 一、显微组织的变化 冷作后 经时间t1 经时间t2 经时间t3 经时间t4 经时间t5 |←------------------加热至大约Tm/2----------------→| 晶粒长大| 纯铁冷拔90%后在550℃加热不同时间后的显微组织 回复---→|←----------再结晶------------→| 回复：冷 变形金属 加热时， 在光学显 微组织发 生变化之 前，所产 生的某些 亚结构及 性能的变 化过程 再结晶：冷 变形金属在 足够高的温 度下加热时， 通过新晶粒 的形核及长 大，以无畸 变的等轴晶 粒取代变形 晶粒的过程。 晶粒长 大：再 结晶后 形成的 晶粒， 继续加 热时发 生的长 大过程

问题:在回复、再结晶与晶粒长大过 程中有无晶体结构的变化?

问题：在回复、再结晶与晶粒长大过 程中有无晶体结构的变化？

二、储存能及性能的变化 HVI HV 85 储存能变化 0.8 8 65 △P:能量的释放o06 55 0.4 75 等内 0.2 日 35 0 25 0100200300400500 加热温度,℃ 冷拉伸变形后的工业纯铜在以6℃/mn的速 度加热到不同温度后的硬度HV、电阻变化率 △R/R、密度变化率△D/D和功率差△P

二、储存能及性能的变化 储存能变化 △P：能量的释放 冷拉伸变形后的工业纯铜在以6℃/min的速 度加热到不同温度后的硬度HV、电阻变化率 △R/R、密度变化率△D/D和功率差△P R R 0 100 200 300 400 500 加热温度，℃ HV 25 HV 85 75 65 55 45 35 8 0.6 0.4 0.2 0.8 100 75 50 10 4

性能变化 回复 晶粒长大 再结晶 延伸率 伴随着组 织的变化,必米 密度 变化率 然发生性能上 晶粒 的变化。 尺寸 硬度 强度 内应力电阻变化率 T1 T2 回复、再结晶及晶粒长大阶段中性能的变化示意 图

性能变化 回复、再结晶及晶粒长大阶段中性能的变化示意 图 电阻变化率 密度 变化率 伴随着组 织的变化，必 然发生性能上 的变化

l、力学性能的变化: 回复阶段:强度、硬度略有下降,塑性略有上升; 再结晶阶段:强度、硬度显著下降,塑性急剧上升 ·晶粒长大阶段:强度、硬度继续下降,塑性在晶粒粗 化不严重时,仍继续升高,晶粒粗化严重时,塑性也 下降 2、物理性能的变化: 密度:回复阶段略有增大,再结晶阶段急剧升高,在 晶粒长大阶段继续上升。 ·电阻:回复阶段已明显下降,再结晶阶段仍有显著下 降,晶粒长大阶段变化不大。 3、内应力的变化:在回复阶段明显下降,在再结晶阶段 完全消除

1、力学性能的变化：  回复阶段：强度、硬度略有下降，塑性略有上升；  再结晶阶段：强度、硬度显著下降，塑性急剧上升；  晶粒长大阶段：强度、硬度继续下降，塑性在晶粒粗 化不严重时，仍继续升高，晶粒粗化严重时，塑性也 下降。 2、物理性能的变化：  密度：回复阶段略有增大，再结晶阶段急剧升高，在 晶粒长大阶段继续上升。  电阻：回复阶段已明显下降，再结晶阶段仍有显著下 降，晶粒长大阶段变化不大。 3、内应力的变化：在回复阶段明显下降，在再结晶阶段 完全消除

研究回复再结晶的意义 回复 去除大部分应力,恢复部分塑性,保 留较高强度、硬度。使经深冷加工的零件 可以使用。 再结晶: 使冷变形金属的性能恢复到冷变形前 的水平,可以继续变形,广泛用于金属冷 变形时的中间工序

研究回复再结晶的意义 回复： 去除大部分应力，恢复部分塑性，保 留较高强度、硬度。使经深冷加工的零件 可以使用。 再结晶： 使冷变形金属的性能恢复到冷变形前 的水平，可以继续变形，广泛用于金属冷 变形时的中间工序

第二节回复 回复过程中微观结构的变化机制 1、低温回复:过饱和空位消失,点缺陷密度 明显下降。 2、中温回复:异号位错互相抵消,位错密度 明显下降。 3、高温回复(0.3Tm):同号刃位错沿垂直于 滑移面的方向排成小角度晶界→多边化。 多边化形成亚晶界,对再结晶形核很重要

第二节 回复 一、回复过程中微观结构的变化机制 1、低温回复：过饱和空位消失，点缺陷密度 明显下降。 2、中温回复：异号位错互相抵消，位错密度 明显下降。 3、高温回复(0.3Tm) ：同号刃位错沿垂直于 滑移面的方向排成小角度晶界→多边化。 多边化形成亚晶界，对再结晶形核很重要

多边化的观察 示意图 攀移 滑移 (a) 多边化前、后刃型位错的排列情况 (a)多边化前;(b)多边化后 刃型位错的攀移和滑移 同号位错排列的稳定位置

多边化的观察 示意图 刃型位错的攀移和滑移 滑移 攀移 同号位错排列的稳定位置 多边化前、后刃型位错的排列情况 (a)多边化前；(b)多边化后