海南大学：《材料科学基础》课程教学资源（PPT课件）Chapter 10 材料的变形机理和回复、再结晶与热加工

目录 §1变形金属加热时组织性能变化的特点 §2回复 §3再结晶 §4晶粒长大 §5金属的热加工 §6超塑性 海南大学材料科学与工程基础电子教案

海南大学材料科学与工程基础电子教案 目录 §1 变形金属加热时组织性能变化的特点 §2 回复 §3 再结晶 §4 晶粒长大 §5 金属的热加工 §6 超塑性

■金属塑性变形后，其组织性能发生了很大变化 >力学性能： 强度、硬度增高，塑性、韧性下降；（应 变硬化) >物理性能：电阻率、磁矫顽力等升高，导磁率下降 >化学性能：耐蚀性下降 ■经常需要将冷变形金属加热退火，以使其性能 恢复到变形前 ■加热时，不稳定状态的金属将发生一系列转变 ，逐步向平衡状态转变。 海南大学材料科学与工程基础电子教案

海南大学材料科学与工程基础电子教案 ◼ 金属塑性变形后，其组织性能发生了很大变化 ➢ 力学性能：强度、硬度增高，塑性、韧性下降；（应 变硬化） ➢ 物理性能：电阻率、磁矫顽力等升高，导磁率下降 ➢ 化学性能：耐蚀性下降 ◼ 经常需要将冷变形金属加热退火，以使其性能 恢复到变形前 ◼ 加热时，不稳定状态的金属将发生一系列转变 ，逐步向平衡状态转变

■外力使金属变形时，外力对金属作功。这些能 量大部分转化为热量散失到环境中；有一部分 能量（2~10%)保存到变形金属中-形变储存 能，金属处于不稳定状态 海南大学材料料学与工程基础电子教案

海南大学材料科学与工程基础电子教案 ◼ 外力使金属变形时，外力对金属作功。这些能 量大部分转化为热量散失到环境中；有一部分 能量（2~10%）保存到变形金属中-形变储存 能，金属处于不稳定状态

经范性形变的金属或合金在室温或不太高的温度 下退火时，金属或合金的显微组织几乎没有变化 ,然而性能却有程度不同的改变，使之趋近于范 性形变之前的数值，这一现象称为回复 ■冷变形金属被加热到适当温度时，在变形组织内 部新的无畸变的等轴晶粒逐渐取代变形晶粒，而 使形变强化效应完全消除的过程，称为再结晶。 海南大学材料科学与工程基础电子教案

海南大学材料科学与工程基础电子教案 ◼ 经范性形变的金属或合金在室温或不太高的温度 下退火时，金属或合金的显微组织几乎没有变化 ，然而性能却有程度不同的改变，使之趋近于范 性形变之前的数值，这一现象称为回复 ◼ 冷变形金属被加热到适当温度时，在变形组织内 部新的无畸变的等轴晶粒逐渐取代变形晶粒，而 使形变强化效应完全消除的过程，称为再结晶

■冷变形金属在被加热时会发生回复、再结晶和 晶粒长大等过程。了解这些过程的发生和规律 ,对于控制和改善变形材料的晶粒组织（晶粒 尺寸及其分布，晶粒形状，再结晶程度等)和 性能具有重大意义。 海南大学材料料学与工程基础电子教案

海南大学材料科学与工程基础电子教案 ◼ 冷变形金属在被加热时会发生回复、再结晶和 晶粒长大等过程。了解这些过程的发生和规律 ，对于控制和改善变形材料的晶粒组织（晶粒 尺寸及其分布，晶粒形状，再结晶程度等）和 性能具有重大意义

§1变形金属加热时组织性能变化的特点 储能是促使冷变形金属发生变化的驱动力 观察冷变形金属加热时的变化，从储能释放及组 织结构和性能的变化来分析，可分为回复、再结 晶和晶粒长大三个阶段。 海南大学材料科学与工程基础电子教案

海南大学材料科学与工程基础电子教案 §1 变形金属加热时组织性能变化的特点 储能是促使冷变形金属发生变化的驱动力。 观察冷变形金属加热时的变化，从储能释放及组 织结构和性能的变化来分析，可分为回复、再结 晶和晶粒长大三个阶段

(a)冷变形态 (b)回复 (C)再结晶 (d)晶粒长大 随加热温度的提高冷变形金属组织发生变化为： 回复(recover、再结晶(recrystallization)、晶粒长大(graingrowth) 性能变化：力学性能、物理性能、内应力、储存能释放 海南大学材料科学与工程基础电子教案

海南大学材料科学与工程基础电子教案 随加热温度的提高冷变形金属组织发生变化为： 回复(recovery)、再结晶(recrystallization)、晶粒长大(grain growth) 性能变化：力学性能 、物理性能 、内应力 、储存能释放

Annealing temperature(F) 400 600 800 1000 1200 600 60 Tensile strength 50 500 右图为冷变形黄铜 (edw) 40 随温度升高组织与性能 400 的变化情况。可以分为 Ductility 三个阶段：回复、再结 晶和晶粒长大。其中， 300 Recovery Recrystallization Grain growth Cold-worked 再结晶阶段性能变化最 and recovered grains 大：强度迅速下降，塑 0.040 New 性迅速升高。 (ww) grains 0.030 0.020 0.010 100 200 300400500 600 700 Annealing temperature(C) 海南大学材料科学与工程基础电子教案

海南大学材料科学与工程基础电子教案 右图为冷变形黄铜 随温度升高组织与性能 的变化情况。可以分为 三个阶段：回复、再结 晶和晶粒长大。其中， 再结晶阶段性能变化最 大：强度迅速下降，塑 性迅速升高

一、变形金属加热时显微组织的变化 回复 再结晶 晶粒长大 t: 加热温度或保温时间 1~2回复阶段，仍保持原来形状（纤维状） t2~3再结晶阶段，变形晶粒转变为等轴晶粒 t3~4晶粒长大阶段，晶粒尺寸发生变化 海南大学材料科学与工程基础电子教案

海南大学材料科学与工程基础电子教案 一、变形金属加热时显微组织的变化 t1～t2 回复阶段，仍保持原来形状(纤维状) t2～t3 再结晶阶段，变形晶粒转变为等轴晶粒 t3～t4 晶粒长大阶段，晶粒尺寸发生变化

图l-8e 120× 图Ⅱ-8f 120× 合金牌号H68 工艺条件a.由5.9毫米冷轧制4.5毫米，e=23%。b.由5.9毫 米轧至3.5毫米，e=39%。c.由5.9毫米冷轧至2.5毫 米，e=56%。d由5.9毫米冷轧至1.5毫米，e=73%。 e由6.9毫米轧至1.0毫米，e=83%。f为冷轧后退火 组织说明随着冷加工率的增大，晶粒被拉长、破坏，出现大量滑 移带，最后成纤维组织。经退火完全恢复。 海南大学材料科学与工程基础电子教案

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