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文檔簡(jiǎn)介
合金強(qiáng)化的方法有哪幾種?那種方法能提高強(qiáng)度的同時(shí)提高塑性?細(xì)晶強(qiáng)化固溶強(qiáng)化彌散強(qiáng)化沉淀強(qiáng)化加工硬化1什么是固溶強(qiáng)化?固溶強(qiáng)化的原因是什么?隨溶質(zhì)含量增加,固溶體的強(qiáng)度、硬度提高,塑性、韌性下降,稱固溶強(qiáng)化。彈性交互作用:溶質(zhì)原子與位錯(cuò)相互作用,在位錯(cuò)附近形成柯氏氣團(tuán),使位錯(cuò)被釘扎住。靜電交互作用:溶質(zhì)離子與位錯(cuò)區(qū)發(fā)生靜電交互作用,溶質(zhì)離子富集于拉伸區(qū)或壓縮區(qū)產(chǎn)生固溶強(qiáng)化?;瘜W(xué)交互作用:成分的偏聚會(huì)導(dǎo)致層錯(cuò)能下降,從而會(huì)導(dǎo)致層錯(cuò)區(qū)增寬,這也會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)化作用。230%壓縮率(3000×) 50%壓縮率(3000×)99%壓縮率(3000×)銅經(jīng)不同程度冷軋后的光學(xué)顯微組織6.5
變形后的組織和性能塑性變形后,晶粒形狀會(huì)發(fā)生變化:隨著變形量的增加,晶粒沿變形方向被拉長(zhǎng),當(dāng)變形量很大時(shí),晶粒已變成纖維狀,稱為纖維組織。(1)顯微組織的變化330%壓縮率(30000×) 50%壓縮率(30000×)99%壓縮率(30000×)銅經(jīng)不同程度冷軋后的透射電鏡相晶體中的位錯(cuò)密度迅速提高,位錯(cuò)密度可從退火態(tài)的106~107cm-2增至1011~1012cm-2。
經(jīng)一定量的塑性變形,晶體中形成位錯(cuò)纏結(jié)。由纏結(jié)的位錯(cuò)組成胞狀亞結(jié)構(gòu)。(2)亞結(jié)構(gòu)的變化4
隨冷塑性變形量增加,金屬的強(qiáng)度、硬度提高,塑性、韌性下降的現(xiàn)象稱加工硬化。(3)性能的變化5隨變形量增加,位錯(cuò)密度增加,由于位錯(cuò)之間的交互作用(堆積、纏結(jié)),使變形抗力增加;隨變形量增加,亞結(jié)構(gòu)細(xì)化;隨變形量增加,空位密度增加;幾何硬化:由晶粒轉(zhuǎn)動(dòng)引起。Si中的位錯(cuò)源晶體中的位錯(cuò)源位錯(cuò)密度與強(qiáng)度關(guān)系產(chǎn)生加工硬化的原因6
第一類殘余應(yīng)力(Ⅰ):宏觀內(nèi)應(yīng)力,由整個(gè)物體變形不均勻引起。分類
第二類殘余應(yīng)力(Ⅱ):微觀內(nèi)應(yīng)力,由晶粒變形不均勻引起。
第三類殘余應(yīng)力(Ⅲ):點(diǎn)陣畸變,由位錯(cuò)、空位等引起。80-90%。
Ⅰ(5)殘余應(yīng)力
7第7章
金屬及合金的回復(fù)及再結(jié)晶8本章知識(shí)結(jié)構(gòu)形變金屬在退火過(guò)程中的變化回復(fù)再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)大金屬的熱加工97.1形變金屬在退火過(guò)程中的變化冷變形后的金屬材料存在加工硬化和殘余內(nèi)應(yīng)力等性能變化,在很多情況下并不是人們希望的,可以通過(guò)加熱引起的組織變化來(lái)改變這些性能。
塑性變形后,在材料的內(nèi)部的晶粒破碎拉長(zhǎng),位錯(cuò)等缺陷大量增加和存在的內(nèi)應(yīng)力都使材料存在彈性應(yīng)變能,使其內(nèi)能升高處于不穩(wěn)定的狀態(tài),系統(tǒng)本身就存在釋放能量的潛力,當(dāng)溫度提高后,原子的活動(dòng)能力增強(qiáng),原子在熱運(yùn)動(dòng)中會(huì)使材料朝著減少缺陷、降低能量的方向發(fā)展,造成組織和性能的變化。
10回復(fù)階段:顯微組織仍為纖維狀,無(wú)可見變化;
再結(jié)晶階段:變形晶粒通過(guò)形核長(zhǎng)大,逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌臒o(wú)畸變的等軸晶粒。
晶粒長(zhǎng)大階段:晶界移動(dòng)、晶粒粗化,達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的形狀和尺寸。顯微組織的變化11回復(fù):冷變形金屬在低溫加熱時(shí),其顯微組織無(wú)可見變化,但其物理、力學(xué)性能卻部分恢復(fù)到冷變形以前的過(guò)程。再結(jié)晶:冷變形金屬被加熱到適當(dāng)溫度時(shí),在變形組織內(nèi)部新的無(wú)畸變的等軸晶粒逐漸取代變形晶粒,而使形變強(qiáng)化效應(yīng)完全消除的過(guò)程。1213性能的變化14(1)強(qiáng)度和硬度(2)電阻(3)密度(4)內(nèi)應(yīng)力(5)儲(chǔ)存能變化15回復(fù)是指在加熱溫度較低時(shí),由于金屬中的點(diǎn)缺陷及位錯(cuò)近距離遷移而引起的晶內(nèi)某些變化。如空位與其他缺陷合并、同一滑移面上的異號(hào)位錯(cuò)相遇合并而使缺陷數(shù)量減少等。由于位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)使其由冷塑性變形時(shí)的無(wú)序狀態(tài)變?yōu)榇怪狈植?,形成亞晶界,這一過(guò)程稱多邊形化。7.2回復(fù)16在回復(fù)階段,金屬組織變化不明顯,其強(qiáng)度、硬度略有下降,塑性略有提高,但內(nèi)應(yīng)力、電阻率等顯著下降。工業(yè)上,常利用回復(fù)現(xiàn)象將冷變形金屬低溫加熱,既穩(wěn)定組織又保留加工硬化,這種熱處理方法稱去應(yīng)力退火。17回復(fù)的組織性能變化宏觀應(yīng)力基本去除,微觀應(yīng)力仍然殘存;物理性能,如電阻率,有明顯降低,有的可基本回到未變形前的水平;力學(xué)性能,如硬度和流變應(yīng)力,覺(jué)察不到有明顯的變化;光學(xué)金相組織看不出任何變化,溫度較高發(fā)生回復(fù),在電子顯微鏡下可見到晶粒內(nèi)部組織的變化。(位錯(cuò)的胞狀組織轉(zhuǎn)變?yōu)閬喚?18
低溫回復(fù)(~0.1Tm)變形金屬在較低溫度下加熱時(shí)所發(fā)生的回復(fù)過(guò)程稱為低溫回復(fù)。此時(shí)因溫度較低,原子活動(dòng)能力有限,一般局限于點(diǎn)缺陷的運(yùn)動(dòng),通過(guò)空位遷移至晶界、位錯(cuò)或與間隙原子結(jié)合而消失,使冷變形過(guò)程中形成的過(guò)飽和空位濃度下降。對(duì)點(diǎn)缺陷敏感的電阻率此時(shí)會(huì)發(fā)生明顯下降。
中溫回復(fù)(0.1~
0.3Tm)變形金屬在中等溫度下加熱時(shí)所發(fā)生的回復(fù)過(guò)程稱為中溫回復(fù)。此時(shí)因溫度升高,原子活動(dòng)能力也增強(qiáng),除點(diǎn)缺陷運(yùn)動(dòng)外,位錯(cuò)也被激活,在內(nèi)應(yīng)力作用下開始滑移,部分異號(hào)位錯(cuò)發(fā)生抵消,因此位錯(cuò)密度略有降低?;貜?fù)機(jī)理19
高溫回復(fù)(~0.3Tm)變形金屬在較高溫下,變形金屬的回復(fù)機(jī)制主要與位錯(cuò)的攀移運(yùn)動(dòng)有關(guān)。這時(shí)同一滑移面上的同號(hào)刃型位錯(cuò)在本身彈性應(yīng)力場(chǎng)作用下,還可能發(fā)生攀移運(yùn)動(dòng),最終通過(guò)滑移和攀移使得這些位錯(cuò)從同一滑移面變?yōu)樵诓煌泼嫔县Q直排列的位錯(cuò)墻,以降低總畸變能?;貜?fù)過(guò)程中的位錯(cuò)攀移與滑移20位錯(cuò)在多邊化過(guò)程中重新分布2122回復(fù)機(jī)制與性能的關(guān)系內(nèi)應(yīng)力降低:彈性應(yīng)變基本消除;
硬度、強(qiáng)度下降不多:位錯(cuò)密度降低不明顯,亞晶較細(xì);電阻率明顯下降:空位減少,位錯(cuò)應(yīng)變能降低。去應(yīng)力退火
降低應(yīng)力(保持加工硬化效果),防止工件變形、開裂,提高耐蝕性?;貜?fù)的應(yīng)用23當(dāng)變形金屬被加熱到較高溫度時(shí),由于原子活動(dòng)能力增大,晶粒的形狀開始發(fā)生變化,由破碎拉長(zhǎng)的晶粒變?yōu)橥暾牡容S晶粒。這種冷變形組織在加熱時(shí)重新徹底改組的過(guò)程稱再結(jié)晶。鐵素體變形80%670℃加熱650℃加熱7.3再結(jié)晶24再結(jié)晶轉(zhuǎn)變不是相變 冷塑性變形后的發(fā)生再結(jié)晶,晶粒以形核和晶核長(zhǎng)大來(lái)進(jìn)行,但再結(jié)晶過(guò)程不是相變。原因有:變化前后的晶粒成分相同,晶體結(jié)構(gòu)并未發(fā)生變化,因此它們是屬于同一個(gè)相。再結(jié)晶不像相變那樣,有轉(zhuǎn)變的臨界溫度點(diǎn),即沒(méi)有確定的轉(zhuǎn)變溫度。再結(jié)晶過(guò)程是不可逆的,相變過(guò)程在外界條件變化后可以發(fā)生可逆變化。發(fā)生再結(jié)晶的熱力學(xué)驅(qū)動(dòng)力是冷塑性變形晶體的畸變能,也稱為儲(chǔ)存能。25再結(jié)晶也是一個(gè)晶核形成和長(zhǎng)大的過(guò)程,但不是相變過(guò)程,再結(jié)晶前后新舊晶粒的晶格類型和成分完全相同。冷變形奧氏體不銹鋼加熱時(shí)的再結(jié)晶形核SEM-再結(jié)晶晶粒在原變形組織晶界上形核TEM-再結(jié)晶晶粒形核于高密度位錯(cuò)基體上再結(jié)晶過(guò)程26晶核的形成
晶界凸出形核(變形量較小時(shí),<20%)晶界弓出形核,凸向亞晶粒小的方向。晶界弓出形核27晶界弓出形核模型單位體積自由能的變化為ⅠⅡγ為晶界的表面能,Es為冷變形晶粒中單位體積的儲(chǔ)存能。一段長(zhǎng)度為2L的晶界,其弓出形核的能量條件為ΔG<0,則28
亞晶長(zhǎng)大形核機(jī)制(變形量較大時(shí))亞晶合并形核某些取向差較小的相鄰亞晶界上的位錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)解離、拆散并轉(zhuǎn)移到其它亞晶界上,導(dǎo)致亞晶界的消失而形成亞晶間的合并,同時(shí)由于不斷有位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)到新亞晶晶界上,因而其逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榇蠼嵌染Ы纭?9
亞晶界移動(dòng)形核某些取向差較大的亞晶界具有較高的活性,可以直接吞食周圍亞晶,并逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榇蠼蔷Ы?,?shí)際上是某些亞晶的直接長(zhǎng)大。一切大取向差和大應(yīng)變能差的地方都可是形核地點(diǎn)。30長(zhǎng)大晶核借助界面的移動(dòng)而向周圍畸變區(qū)域不斷長(zhǎng)大。晶界遷移的驅(qū)動(dòng)力是兩晶粒間的畸變能差,晶界總是背離其曲率中心方向移動(dòng),直至無(wú)畸變的等軸晶完全取代畸變嚴(yán)重的形變晶粒為止。
再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力是變形畸變能,再結(jié)晶過(guò)程實(shí)際上就是變形畸變能的釋放過(guò)程,主要體現(xiàn)在金屬內(nèi)部位錯(cuò)密度顯著下降。31再結(jié)晶溫度及其影響因素再結(jié)晶溫度是指經(jīng)較大冷變形量(>70%)的金屬,在1h完成再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)95%所對(duì)應(yīng)的溫度。再結(jié)晶溫度TR與其熔點(diǎn)Tm間有如下關(guān)系:TR≈(0.35-0.45)Tm。32材
料再結(jié)晶溫度材
料再結(jié)晶溫度銅(99.999%)120鎳-30%銅600無(wú)氧銅210電解鐵400銅-5%鋅320低碳鋼540銅-5%鋁290鎂(99.99%)65銅-2%鈹370鎂合金230鋁(99.999%)85鋅10鋁(99.0%)240錫-3鋁合金320鉛-3鎳(99.99%)370鎢(高純)1200-1300鎳(99.4%)630鎢(含顯微氣泡)1600-230033例:已知鐵的熔點(diǎn)為1538℃,銅的熔點(diǎn)為1083℃,試估計(jì)鐵和銅的最低再結(jié)晶溫度,并選定其再結(jié)晶退火溫度。解:鐵的最低再結(jié)晶溫度為TR
≈
(0.35-0.45)Tm=0.4Tm
=0.4×(1538+273)=723K銅的最低再結(jié)晶溫度為TR
=0.4×(1083+273)=542K再結(jié)晶退火溫度的選定原則為TR+(100~200)K,故鐵的再結(jié)晶退火溫度為823~923K,銅的再結(jié)晶退火溫度為642~742K。34例:有人將工業(yè)純鋁在室溫下進(jìn)行大變形量軋制使其成為薄片試樣,所測(cè)得的室溫強(qiáng)度表明試樣呈冷加工狀態(tài),然后將試樣加熱到373K,保溫12天后,再測(cè)得的室溫強(qiáng)度明顯降低。實(shí)驗(yàn)者查得工業(yè)純鋁的T再=423K,所以他排除了發(fā)生再結(jié)晶的可能性。請(qǐng)解釋上述現(xiàn)象,并說(shuō)明如何證明你的設(shè)想。解:發(fā)生上述現(xiàn)象的可能原因是工業(yè)純鋁發(fā)生了再結(jié)晶過(guò)程。試驗(yàn)者查得的T再=423K,是指在1小時(shí)完成再結(jié)晶的溫度。而金屬在大量冷變形后,即使在較低于T再的退火溫度,只要保溫足夠的時(shí)間,同樣可以發(fā)生再結(jié)晶。可以觀察薄片試樣的金相組織,可確定是否已完成再結(jié)晶。35再結(jié)晶溫度的影響因素
變形程度金屬的冷變形程度越大,其儲(chǔ)存的能量亦越高,再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力也越大,因此再結(jié)晶溫度隨變形量增加而降低。同時(shí)等溫再結(jié)晶退火時(shí)的再結(jié)晶速度也越快。36
微量溶質(zhì)原子
微量溶質(zhì)原子的存在一般會(huì)顯著提高金屬的再結(jié)晶溫度,主要原因可能是溶質(zhì)原子與位錯(cuò)及晶界間存在交互作用,傾向于在位錯(cuò)和晶界附近偏聚,從而對(duì)再結(jié)晶過(guò)程中位錯(cuò)和晶界的遷移起著牽制的作用,不利于再結(jié)晶的形核和長(zhǎng)大,阻礙再結(jié)晶過(guò)程的進(jìn)行。37
原始晶粒尺寸
(1)原始晶粒越小,則晶界越多,其變形抗力愈大,形變后的儲(chǔ)存能較高,因此再結(jié)晶溫度降低;(2)再結(jié)晶形核通常是在原晶粒邊界處發(fā)生,所以原始晶粒尺寸愈小,形核率與長(zhǎng)大速度愈大,所形成的再結(jié)晶晶粒更小,而再結(jié)晶溫度也降低。
第二相顆粒(1)當(dāng)?shù)诙囝w粒較粗時(shí),變形時(shí)位錯(cuò)會(huì)繞過(guò)顆粒,并在顆粒周圍留下位錯(cuò)環(huán),或塞積在顆粒附近,從而造成顆粒周圍畸變嚴(yán)重,因此會(huì)促進(jìn)再結(jié)晶,降低再結(jié)晶溫度;(2)當(dāng)?shù)诙囝w粒細(xì)小,分布均勻時(shí),不會(huì)使位錯(cuò)發(fā)生明顯聚集,因此對(duì)再結(jié)晶形核作用不大,相反,其對(duì)再結(jié)晶晶核的長(zhǎng)大過(guò)程中的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)和晶界遷移起一種阻礙作用,因此使得再結(jié)晶過(guò)程更加困難,提高再結(jié)晶溫度。38預(yù)先變形度的影響,實(shí)質(zhì)上是變形均勻程度的影響。當(dāng)變形度很小時(shí),晶格畸變小,不足以引起再結(jié)晶。當(dāng)變形達(dá)到2~10%時(shí),只有部分晶粒變形,變形極預(yù)先變形度不均勻,再結(jié)晶晶粒大小相差懸殊,易互相吞并和長(zhǎng)大,再結(jié)晶后晶粒特別粗大,這個(gè)變形度稱臨界變形度。再結(jié)晶晶粒大小的影響因素變形量與再結(jié)晶后晶粒尺寸的關(guān)系39當(dāng)超過(guò)臨界變形度后,隨變形程度增加,變形越來(lái)越均勻,再結(jié)晶時(shí)形核量大而均勻,使再結(jié)晶后晶粒細(xì)而均勻,達(dá)到一定變形量之后,晶粒度基本不變。對(duì)于某些金屬,當(dāng)變形量相當(dāng)大時(shí)(90%),再結(jié)晶后晶粒又重新出現(xiàn)粗化現(xiàn)象,一般認(rèn)為這與形成織構(gòu)有關(guān).變形量與再結(jié)晶后晶粒尺寸的關(guān)系40預(yù)先變形程度對(duì)再結(jié)晶晶粒尺寸的影響變形83%變形88%變形93%41再結(jié)晶退火溫度
再結(jié)晶退火溫度對(duì)剛完成再結(jié)晶時(shí)的晶粒尺寸影響較小,但是提高再結(jié)晶退火溫度可使再結(jié)晶速度加快,臨界變形量減小。形變量、退火溫度以及再結(jié)晶后晶粒尺寸的關(guān)系構(gòu)成了再結(jié)晶圖。純鐵的再結(jié)晶圖42純鋁的再結(jié)晶圖43低碳鋼變形度及退火溫度對(duì)再結(jié)晶晶粒大小的影響再結(jié)晶退火溫度對(duì)剛完成再結(jié)晶時(shí)的晶粒尺寸影響較小,但是提高再結(jié)晶退火溫度可使再結(jié)晶速度加快,臨界變形量減小。
44原始晶粒大?。壕Ы绺浇鼌^(qū)域的形變情況比較復(fù)雜,因而這些區(qū)域的局部?jī)?chǔ)存能較高,使晶核易于形成。細(xì)晶粒金屬的晶界面積大,所以儲(chǔ)存能高的區(qū)域多,形成的再結(jié)晶核心也多,故使再結(jié)晶后的晶粒尺寸減小。雜質(zhì):金屬中雜質(zhì)的存在可提高強(qiáng)度,因此在同樣的形變量下,雜質(zhì)將增大冷形變金屬中的儲(chǔ)存能,從而使再結(jié)晶時(shí)的G/N值增大。另一方面,雜質(zhì)對(duì)降低界面的遷移能力是極為有效的,它會(huì)降低再結(jié)晶完成后晶粒的長(zhǎng)大速率。金屬中的雜質(zhì)將會(huì)使再結(jié)晶后的晶粒變小。45再結(jié)晶完成后,若繼續(xù)升高加熱溫度或延長(zhǎng)保溫時(shí)間,將發(fā)生晶粒長(zhǎng)大,這是一個(gè)自發(fā)的過(guò)程。黃銅再結(jié)晶后晶粒的長(zhǎng)大580oC保溫8秒后的組織580oC保溫15分后的組織700oC保溫10分后的組織7.4晶粒長(zhǎng)大46晶粒的長(zhǎng)大是通過(guò)晶界遷移進(jìn)行的,是大晶粒吞并小晶粒的過(guò)程。晶粒粗大會(huì)使金屬的強(qiáng)度降低,尤其是塑性和韌性降低。原子穿過(guò)晶界擴(kuò)散晶界遷移方向47黃銅再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大各個(gè)階段的金相照片冷變形量為38%的組織580oC保溫3秒后的組織580oC保溫4秒后的組織580oC保溫8秒后的組織580oC保溫15分后的組織700oC保溫10分后的組織48晶粒正常長(zhǎng)大及二次再結(jié)晶過(guò)程起點(diǎn):再結(jié)晶完成,無(wú)形變組織;此時(shí)能量狀態(tài):雖然形變儲(chǔ)存能已完全釋放,但材料仍未達(dá)到最穩(wěn)定狀態(tài)(含有晶界),為減少總界面能,晶粒力求長(zhǎng)大。晶粒長(zhǎng)大驅(qū)動(dòng)力:總界面能的減少;這部分能量約為再結(jié)晶時(shí)釋放能量的1/100。晶粒正常長(zhǎng)大特點(diǎn):長(zhǎng)大速度比較均勻,在長(zhǎng)大過(guò)程中,晶粒的尺寸分布和形狀分布幾乎不變。作為一級(jí)近似看,晶粒長(zhǎng)大前后的組織就象一張照片未經(jīng)放大和經(jīng)放大后的情況一樣。49二次再結(jié)晶
Mg-3Al-0.8Zn合金退火組織
a正常再結(jié)晶,b晶粒長(zhǎng)大,c二次再結(jié)晶結(jié)晶完成后,晶粒不連續(xù)不均勻地長(zhǎng)大稱為反常長(zhǎng)大。在不均勻長(zhǎng)大過(guò)程中,少數(shù)大晶粒相當(dāng)于核心,吞并其他晶粒而長(zhǎng)大,故此過(guò)程也叫二次再結(jié)晶。50對(duì)性能的影響:硅鋼片的生產(chǎn)(對(duì)磁性的影響);高壓電容器鋁箔的生產(chǎn)(立方織構(gòu)提高電容量)。第二相粒子MnS溶解造成的晶粒不均衡長(zhǎng)大;純的和含MnS的Fe-3%Si冷軋后再結(jié)晶退火,晶粒尺寸與溫度的關(guān)系51硅鋼的二次再結(jié)晶組織
52水平虛線是鋁板的厚度。第二相粒子的溶解溫度在625C,在650C退火沒(méi)有粒子的析出,晶粒均勻長(zhǎng)大;600C退火,粒子均勻釘扎,晶粒難以生長(zhǎng);625C退火例:Al-1%Mn合金中出現(xiàn)的二次再結(jié)晶
時(shí),正好在第二相的溶解溫度附近,少數(shù)區(qū)域粒子溶解,晶粒得以充分生長(zhǎng),見垂直的虛線;而大部分區(qū)域仍受粒子釘扎。
53①①②②③③④④EDX測(cè)量在不同區(qū)域的化學(xué)成分都是相同驅(qū)動(dòng)力是什么?54驅(qū)動(dòng)力是表面能?快速長(zhǎng)大的區(qū)域在晶粒內(nèi)部而非在表面表面表面表面表面55二次再結(jié)晶的一般規(guī)律和正常的晶粒長(zhǎng)大一樣,二次再結(jié)晶助驅(qū)動(dòng)力也是晶界能。二次再結(jié)晶中形成的大晶粒不是重新形核后長(zhǎng)大的,它們是初次再結(jié)晶中形成的某些特殊晶粒的繼續(xù)長(zhǎng)大。這些大晶粒在開始時(shí)長(zhǎng)大得很慢,只是在長(zhǎng)大到某一臨界尺寸以后才迅速長(zhǎng)大??梢哉J(rèn)為在二次再結(jié)晶開始之前,有一個(gè)孕育期。二次再結(jié)晶完成以后,有時(shí)也有明顯的織構(gòu)。這種織構(gòu)總是和初次再結(jié)晶得到的織構(gòu)明顯地不同。要發(fā)生二次再結(jié)晶,加熱溫度必須在某一溫度以上。通常最大的晶粒尺寸是在加熱溫度剛剛超過(guò)這一溫度時(shí)得到的。當(dāng)加熱溫度更高時(shí),得到的二次再結(jié)晶晶粒的尺寸反而較小。56發(fā)生二次再結(jié)晶的條件穩(wěn)定的基體:一次再結(jié)晶完成后發(fā)生晶粒長(zhǎng)大,長(zhǎng)大過(guò)程中由于某些因素的阻礙,大部分晶粒長(zhǎng)大緩慢,以至于在晶粒長(zhǎng)大結(jié)束時(shí),整體上形成穩(wěn)定的細(xì)晶粒基體。有利長(zhǎng)大的晶粒:在正常長(zhǎng)大后穩(wěn)定細(xì)晶粒的再結(jié)晶基體中,存在少數(shù)有利長(zhǎng)大的晶粒,可作為二次再結(jié)晶的核心。高溫加熱:在高溫加熱的條件下,穩(wěn)定基體中第二相粒子溶解,創(chuàng)造了晶粒長(zhǎng)大的條件。57再結(jié)晶織構(gòu)再結(jié)晶織構(gòu)冷變形金屬在再結(jié)晶過(guò)程中形成的織構(gòu),被稱為再結(jié)晶織構(gòu)或退火織構(gòu)。再結(jié)晶織構(gòu)可能和原來(lái)的形變織構(gòu)一致,但更經(jīng)常和原來(lái)的形變織構(gòu)完全不同。意義廣泛存在;有時(shí)是所期望的,要設(shè)法提高織構(gòu)的強(qiáng)度;如鋁箔、電工鋼、IF深沖鋼板;及許多功能材料;有時(shí)要避免的,如鋁易拉罐的生產(chǎn)。58面心立方金屬的再結(jié)晶織構(gòu)鋁中的立方織構(gòu)和R織構(gòu)(高層錯(cuò)能);銅中的立方織構(gòu)和{236}<385>織構(gòu)
(孿晶產(chǎn)生,層錯(cuò)的影響);典型金屬和合金的再結(jié)晶織構(gòu)立方織構(gòu)的(111)極圖R/S織構(gòu)的(111)極圖銅中的立方織構(gòu)和{236}<385>織構(gòu)59織構(gòu)影響性能的例子織構(gòu)---性能產(chǎn)生各向異性---獲得特殊性能。1)深沖鋁板/鋼板易拉罐,3000/5000系列鋁合金;轎車殼體,IF鋼;現(xiàn)象:制耳的存在;原因:晶粒取向擇優(yōu);解決方法:消除擇優(yōu)取向;軋制/退火織構(gòu)抵消;織構(gòu)的控制與應(yīng)用60612)高壓電子鋁箔希望高電容值,盡可能多的表面積。{100}面的腐蝕。特殊的冷軋退火工藝90%以上的立方取向晶粒623)電工硅鋼片(Fe-3%Si)磁性的各向異性:<100>方向最易磁化。解決方法:形變、退火(二次再結(jié)晶);得到高斯{110}<001>織構(gòu);MnS粒子的幫助;用途:變壓器、馬達(dá)(中的鐵芯);要求:高軟磁性能;
Si提高電阻率、磁導(dǎo)率、降低矯頑力和鐵損;63退火孿晶出現(xiàn)的條件:在一些中、低層錯(cuò)能的FCC金屬(如:銀,黃銅、銅、不銹鋼、鎳等)的退火組織中。黃銅中的退火孿晶孿晶關(guān)系是60<111>,孿晶界是共格的{111}面;Al-1.3%Mn(較少)64(1)需超過(guò)一最小形變量---ε
c,稱臨界變形程度。(2)隨ε,T再;但當(dāng)ε大到一定值后,T再趨于一穩(wěn)定值。(3)再結(jié)晶剛完成時(shí)的d取決于ε,而和T關(guān)系不大。(4)原始d0,要獲得相同
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