塑性变形与再结晶.ppt

《塑性变形与再结晶.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《塑性变形与再结晶.ppt（45页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、塑性变形与再结晶,地点：电力楼材料实验室,主要内容,经塑性变形后，金属材料的显微组织变化。冷加工变形组织经回复和再结晶后的变化。,晶内变化,滑移带：由于晶体的塑性变形使试样抛光表面产生高低不一的台阶，在高倍下观察可知它是由更细的滑移线组成。孪晶带：孪生是一个发生在晶体内部，产生孪晶的均匀切变过程，孪晶本身是一个晶体中的变形区域，它与相邻未变形区域的晶体取向互成镜面对称关系。,纯铁滑移线,纯锌机械孪晶,纯铁机械孪晶,形变孪晶的产生与金属的点阵类型和层错能高低等因素有关，如密排六方金属(Zn，Mg等)，易以孪生方式变形而产生孪晶，层错能低的奥氏体不锈钢亦产生形变孪晶。工业纯铁为体心立方金属，它只有

2、在0以下受冲击载荷时，才易产生孪晶。,晶粒形貌的变化,随着变形度的增加，等轴晶将逐渐沿变形方向伸长。当变形量很大时，晶粒变得模糊不清，形成纤维组织，纤维状组织是由晶界和滑移线组成。,低碳钢（0.05wt.%）经不同冷变形度冷变形后的组织变化,冷变形度5%,冷变形度10%,冷变形度15%,冷变形度20%,冷变形度30%,冷变形度50%,冷变形度70%,回复、再结晶和晶粒长大,冷塑性变形后的金属组织是不稳定的，空位、位错等结构缺陷密度增大，畸变能升高，处于热力学不稳定的高自由能状态。因此经塑性变形的材料具有自发恢复到变形前低自由能状态的趋势。当加热时会发生回复、再结晶和晶粒长大等过程。,回复,回复

3、是指新的无畸变晶粒出现之前所产生的亚结构和性能变化的阶段。回复是一个弛豫过程。机制：低温回复：点缺陷发生迁移，密度明显下降；中温回复：位错滑移并重新分布。高温回复：位错可产生攀移，发生重新分布，并产生多边化结构。,再结晶,冷变形后的金属加热到一定程度之后，在原变形组织中重新产生了无畸变的新晶粒，而性能也发生了明显的变化并恢复到变形前的状况，此过程称之为再结晶。是一种形核、长大过程，通过在变形组织的基体上产生新的无畸变再结晶晶核，并通过逐渐长大形成新等轴晶粒，从而取代全部变形组织，再结晶的晶核不是新相，其点阵(晶格)类型仍与旧晶粒相同。驱动力来自应变畸变能的下降。,晶粒长大,晶粒长大是指再结晶之

4、后晶粒的继续长大，驱动力来自总界面能的下降。正常晶粒的长大规律：在恒温下，平均晶粒直径与保温时间的平方根呈正比。,影响再结晶的因素,变形度：变形度越大，储能增加，再结晶驱动力越大，再结晶温度越低，同时等温退火时的再结晶速度越快，但当变形量大到一定程度后，再结晶温度基本稳定。在给定温度下，发生再结晶需要一个最小变形量（临界变形度）低于此变形度，不发生再结晶。同时，变形度越大，得到的再结晶晶粒越细。退火温度：提高退火温度可使再结晶速度显著加快，临界变形度数值变小，若再结晶过程已经完成，随后还有一个晶粒长大阶段很明显，温度越高，晶粒越粗。,变形度对再结晶组织的影响,冷变形程度对再结晶后晶粒大小影响规

5、律：如变形程度很小时，造成的储能不足以驱动再结晶，所以晶粒大小没有变化。当变形程度增大到一定数值后，可以引起再结晶，但由于形核率很小，所以得到的晶粒特别粗大，把对应于再结晶后得到特别粗大晶粒的变形程度称为临界变形度，一般金属的临界变形为210。当变形量大于临界变形量后，储能随变形量的增加而增大，从而使形核率增加，由此再结晶晶粒得到细化。,冷变形度5%+850保温0.5小时,冷变形度10%+850保温0.5小时,冷变形度15%+850保温0.5小时,冷变形度20%+850保温 0.5小时,冷变形度50%+850保温 0.5小时,冷变形度70%+850保温 0.5小时,截线法测定晶粒大小,n 单位

6、面积中的晶粒个数N 数到的晶粒数Lt 测试线长度（mm）注:在400倍的放大倍数下每格长度为0.0033mm/格,退火温度对再结晶组织的影响,当变形程度和退火保温时间一定时，退火温度越高，再结晶速度越快，产生一定体积分数的再结晶所需要的时间越短，再结晶后的晶粒越粗大。,变形度70%+400 退火0.5小时,变形度70%+450 退火0.5小时,变形度70%+500 退火0.5小时,变形度70%+600 退火0.5小时,变形度70%+850 退火0.5小时,退火孪晶,某些面心立方金属和合金如铜及铜合金等冷变形后经再结晶退火后，其晶粒中会出现退火孪晶。,纯铜退火孪晶,退火孪晶的生成机制,一般认为是

7、在晶粒生长过程中形成的，当晶粒通过晶界移动而生长时，原子层在晶界角（111）面上的堆垛顺序偶然错堆，就会出现一共格的孪晶界，该退火孪晶通过大角度晶界的移动而长大。在长大过程中，如果在原子（111）面上再次发生错堆而恢复原来的堆垛顺序，则又形成第二个共格的孪晶界，构成孪晶带。层错能低的晶体容易形成退火孪晶。,实验步骤,观察并描绘纯铁冷变形的滑移线。观察低碳钢经5，10，20，50，70变形度变形后的显微组织，并描绘其组织特征。观察低碳钢经5，10，20，30，70六种变形度变形后在850 退火半小时后组织，并用割线法测得其晶粒度。观察低碳钢经70变形度在400，450，500，600，850 退火半小时后的试样，从中找出再结晶后晶粒大小与退火温度之间的定性关系。观察并描绘黄铜的退火孪晶。,实验报告要求,分析低碳钢经不同冷变形后的显微组织。分析金属再结晶温度及再结晶后晶粒度大小的影响因素。,