1、關(guān)于材料的形變和再結(jié)晶 (3)1第一張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月主要內(nèi)容1.彈性變形的本質(zhì)、特征、彈性模量等2.單晶體、多晶體、合金的塑性變形3.塑性變形對材料組織和性能的影響4.冷變形金屬在加熱時組織與性能的變化5.回復與再結(jié)晶6.晶粒長大7.再結(jié)晶退火與退火孿晶第二張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月材料受力后要發(fā)生變形，外力較小時產(chǎn)生彈性變形；外力較大時產(chǎn)生塑性變形，而當外力過大時就會發(fā)生斷裂。研究材料的變形規(guī)律及其微觀機制，分析了解各種內(nèi)外因素對變形的影響，研究冷變形材料在回復再結(jié)晶過程中組織、結(jié)構(gòu)和性能的變化規(guī)律，具有十分重要的理論和實際意義。 第三張，P

2、PT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月退火低碳鋼在拉伸力作用下的變形過程可分為彈性變形不均勻屈服塑性變形均勻塑性變形不均勻集中塑性變形四個階段。第四張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月將拉伸力伸長曲線的縱、橫坐標分別用拉伸試樣的原始截面積A0和原始標距長度L0去除，則得到應力應變曲線。彈性極限、屈服強度和抗拉強度，是工程上具有重要意義的強度指標。動畫第五張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 彈性和黏彈性材料在外力作用下發(fā)生變形。當外力較小時，產(chǎn)生彈性變形。彈性變形是可逆變形，卸載時，變形消失并恢復原狀。彈性變形：指外力去除后能夠完全恢復的那部分變形，可從原子間結(jié)合力

3、的角度來了解它的物理本質(zhì)。彈性變形的實質(zhì)：晶格中原子自平衡位置產(chǎn)生可逆位移的反映。 一、彈性變形的本質(zhì)第六張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月原子處于平衡位置時，相互作用力為零，這是最穩(wěn)定的狀態(tài)。原子間距為r0，位能U處于最低位置，原子受力后將偏離其平衡位置，原子間距增大時將產(chǎn)生引力；原子間距減小時將產(chǎn)生斥力。外力去除后，原子都恢復到原來的平衡位置，所產(chǎn)生的變形完全消失。a)體系能量與原子間距的關(guān)系b)原子間作用力與距離的關(guān)系彈性變形本質(zhì)：第七張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月二、彈性變形的特征和彈性模量式中，、分別為正應力和切應力； 、分別為正應變和切應變； E，G分別

4、為彈性模量和切變模量 （1）可逆性：理想的彈性變形是加載時變形，卸載時變形消失并恢復原狀。 彈性變形量比較小，一般不超過0.51。 （2）在彈性變形范圍內(nèi)，其應力與應變之間保持線性函數(shù)關(guān)系，即服從虎克(Hooke)定律：彈性變形的特征第八張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月彈性模量是表征晶體中原子間結(jié)合力強弱的物理量，故是組織結(jié)構(gòu)不敏感參數(shù)。在工程上，彈性模量是材料剛度的度量。式中，v為材料泊松比，表示側(cè)向收縮能力。一般金屬材料的泊松比在0.250.35之間。 彈性模量與切變彈性模量之間的關(guān)系為：第九張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 彈性模量代表著使原子離開平衡位置的難

5、易程度，是表征晶體中原子間結(jié)合力強弱的物理量。 對晶體材料而言，其彈性模量是各向異性的。在單晶體中，不同晶向上的彈性模量差別很大，沿著原子最密排的晶向彈性模量最高，而沿著原子排列最疏的晶向彈性模量最低。多晶體因各晶粒任意取向，總體呈各向同性。 彈性變形量隨材料的不同而異。多數(shù)金屬材料僅在低于比例極限的應力范圍內(nèi)符合虎克定律，彈性變形量一般不超過0.5%。第十張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月三、 彈性的不完整性多數(shù)材料為多晶體甚至為非晶態(tài)或者是兩者皆有的物質(zhì)，其內(nèi)部存在各種類型的缺陷。彈性變形時，可能出現(xiàn)加載線與卸載線不重合、應變的發(fā)展跟不上應力的變化等有別于理想彈性變形特點的現(xiàn)象

6、，稱之為彈性的不完整性。彈性不完整性的現(xiàn)象包括包申格效應彈性后效彈性滯后循環(huán)韌性第十一張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月1包申格效應（Bauschinger Effect)材料經(jīng)預先加載產(chǎn)生少量塑性變形（小于4），而后同向加載則e升高，反向加載則e下降。此現(xiàn)象稱之為包申格效應。 它是多晶體金屬材料的普遍現(xiàn)象。包申格效應對于承受應變疲勞的工件很重要。 動畫第十二張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月微觀本質(zhì) 預塑性變形，位錯增殖、運動、纏結(jié)； 同相加載，位錯運動受阻，殘余伸長應力增加； 反向加載，位錯被迫作反向運動，運動容易殘余伸長應力降低。包申格效應的危害及防止方法 交變載

7、荷情況下，顯示循環(huán)軟化（強度極限下降） 預先進行較大的塑性變形，可不產(chǎn)生包申格效應。 第二次反向受力前，先使金屬材料回復或再結(jié)晶退火。第十三張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2彈性后效一些實際晶體，在彈性極限范圍內(nèi)，應變滯后于外加應力，并和時間有關(guān)的現(xiàn)象稱為彈性后效或滯彈性。 ab=cd滯彈性應變第十四張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3.彈性滯后由于應變落后于應力，在-曲線上使加載線與卸載線不重合而形成一封閉回線，稱之為彈性滯后。 彈性滯后表明加載時消耗于材料的變形功大于卸載時材料恢復所釋放的變形功，多余的部分被材料內(nèi)部所消耗，稱之為內(nèi)耗，其大小即用彈性滯后環(huán)面積度量

8、。 第十五張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月彈性滯后環(huán) a)單向加載彈性滯后環(huán) (b)交變加載（加載速度慢）彈性滯后環(huán)c) 交變加載（加載速度快）彈性滯后環(huán) （d）交變加載塑性滯后環(huán)動畫第十六張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 物理意義： 加載時消耗的變形功大于卸載時釋放的變形功?；鼐€面積為一個循環(huán)所消耗的不可逆功。 這部分被金屬吸收的功，稱為內(nèi)耗。循環(huán)韌性 若交變載荷中的最大應力超過金屬的彈性極限，則可得到塑性滯后環(huán)。 金屬材料在交變載荷下吸收不可逆變形功的能力，叫循環(huán)韌性。 循環(huán)韌性又稱為消振性。 循環(huán)韌性不好測量，常用振動振幅衰減的自然對數(shù)來表示循環(huán)韌性的大小。循

9、環(huán)韌性的應用 減振材料（機床床身、缸體等）； 樂器要求循環(huán)韌性小。第十七張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月四、 黏彈性除彈性變形、塑性變形外還有一種變形是黏性流動。黏性流動：指非晶態(tài)固體和液體在很小外力作用下便會發(fā)生沒有確定形狀的流變，并且在外力去除后，形變不能回復。一些非晶體，甚至多晶體，在比較小的應力時可以同時表現(xiàn)出彈性和黏性，即黏彈性現(xiàn)象。第十八張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月應變落后于應力。當加上周期應力時，應力應變曲線就成一回線，所包含的面積即為應力循環(huán)一周所損耗的能量，即內(nèi)耗。黏彈性變形是既與時間有關(guān)，又具有可恢復的彈性變形，即具有彈性和黏性變形量方面特征

10、。黏彈性變形是高分子材料的重要力學特性之一。黏彈性變形的特點第十九張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 晶體的塑性變形當施加的應力超過彈性極限時，材料發(fā)生塑性變形，即產(chǎn)生不可逆的永久變形。通過塑性變形，不但可使材料獲得預期的外形尺寸，而且可使材料內(nèi)部組織和性能產(chǎn)生變化。第二十張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月一、單晶體的塑性變形 單晶體塑性變形的兩個基本方式為滑移和孿生?；坪蛯\生都是切應變，而且只有當外加切應力分量大于晶體的臨界分切應力tC時才能開始。 其中，滑移是不均勻切變，孿生為均勻切變。 在常溫和低溫下，單晶體的塑性變形主要通過滑移方式進行的，此外，還有孿生

11、和扭折等方式。 擴散性變形及晶界滑動和移動等方式主要存在于高溫形變中。第二十一張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月當應力超過晶體的彈性極限后，晶體中就會產(chǎn)生層片之間的相對滑移，大量的層片間滑動的累積就構(gòu)成晶體的宏觀塑性變形。(1) 滑移a滑移線與滑移帶1. 單晶體的滑移第二十二張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 由大量位錯移動而導致晶體的一部分相對于另一部分，沿著一定晶面和晶向作相對的移動，即晶體塑性變形的滑移機制?；频娘@微觀察第二十三張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月對滑移線的觀察表明：晶體塑性變形的不均勻性，滑移只是集中發(fā)生在一些晶面上，而滑移帶或滑移線

12、之間的晶體層片則未產(chǎn)生變形，只是彼此之間作相對位移而已。第二十四張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月滑移變形是不均勻的，常集中在一部分晶面上，而處于各滑移帶之間的晶體沒有產(chǎn)生滑移?；茙У陌l(fā)展過程，首先是出現(xiàn)細滑移線，后來才發(fā)展成帶，而且，滑移線的數(shù)目隨應變程度的增大而增多，它們之間的距離則在縮短。單晶體滑移結(jié)論第二十五張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月塑性變形時位錯只沿著一定的晶面和晶向運動。這些晶面和晶向分別稱為“滑移面”和“滑移方向” 滑移面：晶體的滑移通常是沿著一定的晶面發(fā)生的，此組晶面稱為滑移面； 滑移方向：滑移是沿著滑移面上一定的晶向進行的，此晶向稱為滑移方向

13、。 一個滑移面和此面上的一個滑移方向組成一個滑移系晶體結(jié)構(gòu)不同，其滑移面和滑移方向也不同。b滑移系第二十六張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十七張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月原子密度最大的晶面其面間距最大，點陣阻力最小，因而容易沿著這些面發(fā)生滑移；最密排方向上的原子間距最短，即位錯b最小?；泼婧突品较蚴墙饘倬w中原子排列最密的晶面和晶向的原因第二十八張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 滑移方向，滑移面一般為111 fcc滑移系面心立方結(jié)構(gòu)共有四個不同的111晶面，每個滑移面有三個晶向，故共有43=12個滑移系第二十九張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作

14、于2022年6月滑移方向為，可能出現(xiàn)的滑移面有110、112、123。如果三組滑移面都能啟動，則潛在的滑移系數(shù)目為： （個） bcc滑移系 體心立方結(jié)構(gòu)是一種非密排結(jié)構(gòu)，因此滑移面不穩(wěn)定，滑移方向為低溫時為 112；中溫時為110；高溫時為123第三十張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 hcp滑移系 滑移方向恒為，滑移面為（0001）或棱柱面 1，0，-1，0、棱錐面1，0，-1，1 第三十一張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 當滑移面為（0001）時，晶體中滑移面只有一個，此面上有三個 晶向，故滑移系數(shù)目為13=3個。 由于hcp金屬滑移系數(shù)目較少，密排六方金屬的塑性

15、通常都不太好。 hcp滑移系第三十二張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月C . 滑移的臨界分切應力晶體的滑移是在切應力作用下進行的。許多滑移系并非同時參與滑移，當外力在某一滑移系中的分切應力達到一定臨界值時，該滑移系首先發(fā)生滑移時的分切應力稱為滑移的臨界分切應力?；频呐R界分切應力是一個真實反映單晶體受力起始屈服的物理量。其數(shù)值與晶體的類型、純度及溫度等因素有關(guān)，還與該晶體的加工和處理狀態(tài)、變形速度及滑移系類型等因素有關(guān)。 第三十三張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）設(shè)有一截面積為A的圓柱形單晶體受軸向拉力F的作用， 為滑移面法線與外力F中心軸的夾角， 為滑移方向與外

16、力F的夾角?；泼娴拿娣e為 作用在此滑移面上的應力 滑移面法線與外力中心軸的夾角外力在滑移方向的分切應力 第三十四張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月應力可分解為兩個分應力：垂直于滑移面的分正應力和平行于滑移面的分切應力。分切應力作用在滑移方向上，使晶體產(chǎn)生滑移，其大小為：稱 為取向因子,又稱為施密特(Schmid)因子 ，取向因子越大，則分切應力越大。 滑移方向與外力的夾角對于任一給定的 值，取向因子的最大值出現(xiàn)在 =90- 時：第三十五張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 當 =45時（也為45），取向因子有最大值1/2，此時，得到最大分切應力。 最大分切應力正好落在與

17、外力軸成45角的晶面以及與外力軸成45角的滑移方向上。第三十六張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月硬取向：晶體中有些滑移系與外力取向偏離45很遠，需要較大的s值才能滑移，稱為硬取向。軟取向：晶體中有些滑移系與外力的取向接近45角，處于易滑移的位向，具有較小的s值，稱為“軟取向”。通常是軟取向的滑移系首先滑移。第三十七張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）能使晶體滑移的力是外力在滑移系上的分切應力。通常把給定滑移系上開始產(chǎn)生滑移所需分切應力稱為臨界分切應力。第三十八張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）在拉伸時，可以粗略認為金屬單晶體在外力作用下，滑移系一開

18、動就相當于晶體開始屈服，此時，對應于臨界分切應力的外加應力就相當于屈服強度S 取向因子增大，S 減小，當取向因子為0.5時， S 達到最小值，為臨界分切應力的兩倍。第三十九張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月課堂練習有一70MPa應力作用在fcc晶體的001方向上，求作用在（111）/10-1和（111）/-110 滑移系上的分切應力。 10-1-110第四十張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月兩晶向夾角公式：兩晶面夾角公式：第四十一張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月滑移系：001與 的夾角001與 111 的夾角第四十二張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022

19、年6月滑移系同理得：第四十三張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月d拉伸和壓縮時晶體的轉(zhuǎn)動（1）拉伸：單晶體滑移時，除滑移面發(fā)生相對位移外，往往伴隨著晶面的轉(zhuǎn)動第四十四張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月分正應力： 拉伸作用在中間一層金屬上下兩面的作用力可分為兩 個分應力： 分正應力1、2 垂直于滑移面，成力偶，使晶塊滑移面朝外力軸方向轉(zhuǎn)動。第四十五張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月分切應力：分切應力與滑移方向不一致時，可分解為平行于滑移方向和垂直于滑移方向的兩個分力。前一分力產(chǎn)生滑移，后一分力構(gòu)成力偶，使滑移方向轉(zhuǎn)至最大切應力方向。拉伸時，在產(chǎn)生滑移的過程中，晶

20、體的位向在不斷改變，不僅滑移面在轉(zhuǎn)動，而且滑移方向也改變位向。第四十六張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）壓縮 壓縮時晶體的滑移面， 力圖轉(zhuǎn)至與壓力方向 垂直的位置。 第四十七張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月e多系滑移單滑移：只有一個特定的滑移系處于最有利的位置而優(yōu)先開動時，形成單滑移。 有多組滑移系的晶體，滑移首先在取向最有利的滑移系中進行，由于變形時晶面轉(zhuǎn)動，另一組滑移面上的分切應力也可能逐漸增加到足以發(fā)生滑移的臨界值以上，于是晶體的滑移就可能在兩組或更多的滑移面上同時進行或交替地進行，從而產(chǎn)生多系滑移。 位錯交互運動使位錯運動受阻，材料得到強化第四十八張，P

21、PT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月f滑移的位錯機制 晶體的滑移必須在一定的外力作用下才能發(fā)生，這說明位錯的運動要克服阻力。 位錯運動的阻力首先來自點陣阻力。由于點陣結(jié)構(gòu)的周期性，當位錯沿滑移面運動時，位錯中心的能量也要發(fā)生周期性的變化。位錯滑移時核心能量的變化 1和2為等同位置，當位錯處于這種平衡位置時，其能量最小，相當于處在能谷中。當位錯從位置1移動到位置2時，需要越過一個勢壘，這就是說位錯在運動時會遇到點陣阻力。由于派爾斯（Peierls）和納巴羅（Nabarro）首先估算了這一阻力，故又稱為派一納（P-N）力。 第四十九張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月派-納（P-N）

22、力式中，b為滑移方向上的原子間距，d為滑移面的面間距，為泊松比，W=d/(1-)代表位錯寬度 位錯寬度越大，則派一納力越小，這是因為位錯寬度表示了位錯所導致的點陣嚴重畸變區(qū)的范圍寬度大則位錯周圍的原子就能比較接近于平衡位置，點陣的彈性畸變能低，故位錯移動時其他原子所作相應移動的距離較小，產(chǎn)生的阻力也較小。 第五十張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月位錯運動的阻力與晶體的強化點陣阻力；位錯與位錯的交互作用產(chǎn)生的阻力；運動位錯交截后形成的扭折和割階，尤其是螺型位錯的割階將對位錯起釘扎作用，致使位錯運動的阻力增加；位錯與其他晶體缺陷如點缺陷，其他位錯、晶界和第二相質(zhì)點等交互作用產(chǎn)生的阻力；

23、對位錯運動均會產(chǎn)生阻力，導致晶體強化。 第五十一張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 單晶體的孿生當面心立方晶體在切應力作用下發(fā)生孿生變形時，晶體內(nèi)局部地區(qū)的各個（111）晶面沿著 11-2方向（AC），產(chǎn)生彼此相對移動距離為a/611-2的均勻切變。這樣的切變并未使晶體的點陣類型發(fā)生變化，但它卻使均勻切變區(qū)中的晶體取向發(fā)生變更，變?yōu)榕c未切變區(qū)晶體呈鏡面對稱的取向。這一變形過程稱為孿生。變形與未變形兩部分晶體合稱為孿晶；均勻切變區(qū)與未切變區(qū)的分界面（即兩者的鏡面對稱面）稱為孿晶界；發(fā)生均勻切變的那組晶面稱為孿晶面（即（111）面）；孿生面的移動方向（即 11-2方向）稱為孿生方向

24、。 a.孿生變形過程第五十二張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）孿生變形也是在切應力作用下發(fā)生的，并通常出現(xiàn)于滑移受阻而引起的應力集中區(qū)，因此，孿生所需的臨界切應力要比滑移時大得多。 （2）孿生是一種均勻切變，即切變區(qū)內(nèi)與孿晶面平行的每一層原子面均相對于其毗鄰晶面沿孿生方向位移了一定的距離，且每一層原子相對于孿生面的切變量跟它與孿生面的距離成正比。 （3）孿晶的兩部分晶體形成鏡面對稱的位向關(guān)系。（4）形變孿晶常見于密排六方和體心立方晶體（密排六方金屬很容易產(chǎn)生孿生變形），面心立方晶體中很難發(fā)生孿生。（5）孿生本身對金屬塑性變形的貢獻不大，但形成的孿晶改變了晶體的位向，使新的滑移

25、系開動，間接對塑性變形有貢獻。 b.孿生特點第五十三張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十四張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月c孿晶的形成 在晶體中形成孿晶的主要方式有三種：一是通過機械變形而產(chǎn)生的孿晶，也稱為“變形孿晶”或“機械孿晶”，它的特征通常呈透鏡狀或片狀；其二為“生長孿晶”，它包括晶體自氣態(tài)（如氣相沉積）、液態(tài)（液相凝固）或固體中長大時形成的孿晶；其三是變形金屬在其再結(jié)晶退火過程中形成的孿晶，也稱為“退火孿晶”，它往往以相互平行的孿晶面為界橫貫整個晶粒，是在再結(jié)晶過程中通過堆垛層錯的生長形成的。它實際上也應屬于生長孿晶，系從固體中生長過程中形成。 第五十五張

26、，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 (a) 退火孿晶示意圖 (b)純銅的退火孿晶第五十六張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 孿晶的萌生一般需要較大的應力，但隨后長大所需的應力較小，其拉伸曲線呈鋸齒狀。孿晶核心大多是在晶體局部高應力區(qū)形成。變形孿晶一般呈片狀。變形孿晶經(jīng)常以爆發(fā)方式形成，生成速率較快。第五十七張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月為了使晶體的形狀與外力相適應，當外力超過某一臨界值時晶體將會產(chǎn)生局部彎曲，這種變形方式稱為扭折，變形區(qū)域則稱為扭折帶。扭折變形與孿生不同，它使扭折區(qū)晶體的取向發(fā)生了不對稱性的變化。扭折是一種協(xié)調(diào)性變形，它能引起應力松弛，使晶

27、體不致斷裂。 3. 單晶體的扭折第五十八張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十九張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）取向差效應：多晶體中，不同位向晶粒的滑移系取向不相同，滑移不能從一個晶粒直接延續(xù)到另一晶粒中。二、多晶體的塑性變形 1. 影響多晶體塑性變形的因素第六十張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）晶界阻滯效應：90%以上的晶界是大角度晶界，其結(jié)構(gòu)復雜，由約幾個納米厚的原子排列紊亂的區(qū)域與原子排列較整齊的區(qū)域交替相間而成，這種晶界本身使滑移受阻而不易直接傳到相鄰晶粒。第六十一張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十二張，PPT共一百

28、五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月多晶體試樣經(jīng)拉伸后，每一晶粒中的滑移帶都終止在晶界附近；在變形過程中位錯難以通過晶界被堵塞在晶界附近；這種在晶界附近產(chǎn)生的位錯塞積群會對晶內(nèi)的位錯源產(chǎn)生一反作用力。此反作用力隨位錯塞積的數(shù)目n而增大；當它增大到某一數(shù)值時，可使位錯源停止開動。使晶體顯著強化。 因此，對多晶體而言，外加應力必須大至足以激發(fā)大量晶粒中的位錯源動作，產(chǎn)生滑移，才能覺察到宏觀的塑性變形。 0為作用于滑移面上外加分切應力；L為位錯源至晶界之距離；k為系數(shù)，螺位錯k=1，刃位錯k=1-v。 位錯塞積數(shù)目第六十三張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月三、晶粒大小對機械性能的影響1晶粒大小

29、對金屬室溫機械性能的影響 晶粒越細，室溫強度，包括s，b，-1較大，塑性較好，稱為細晶強化 例：10#鋼s與晶粒大小的關(guān)系 Hall-Petch公式：S=0+Kd-1/2 0，K ：材料常數(shù) 大量實驗表明，Hall-Petch公式不僅適用于屈服強度，同時也適用于整個流變范圍以至斷裂強度。晶粒直徑（m） 400501052下屈服點KN/m2） 86121180242345第六十四張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十五張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2晶粒大小對高溫強度的影響 高溫下晶界在應力作用下會產(chǎn)生粘滯性流動，發(fā)生晶粒沿晶界的相對滑動；另外，還可能產(chǎn)生“擴散蠕變

30、”，所以，細晶粒組織的高溫強度反而較低。第六十六張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 合金的塑性變形 一、單相固溶體合金塑性變形的特點1固溶強化溶質(zhì)原子溶入基體金屬后,使變形抗力提高，應力-應變曲線升高，變形能力下降，這就是固溶強化。第六十七張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十八張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十九張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月固溶強化的機制： 彈性交互作用 化學交互作用 電交互作用 幾何交互作用第七十張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2屈服點現(xiàn)象試樣開始屈服時對應的應力稱為上屈服點載荷首次降低的最低

31、載荷或不變載荷稱為下屈服點；試樣繼續(xù)伸長，應力保持為定值或有微小的波動，在拉伸曲線上出現(xiàn)一個應力平臺區(qū)，試樣在此恒定應力下的伸長稱為屈服伸長。第七十一張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 （1）與金屬中微量的溶質(zhì)原子有關(guān)。 溶質(zhì)原子與位錯的應力場發(fā)生彈性交互作用，形成氣團（cottrell氣團，柯氏氣團）釘扎位錯運動，必須在更大的應力作用下才能產(chǎn)生新的位錯或使位錯脫釘，表現(xiàn)為上屈服點； 一旦脫釘，使位錯繼續(xù)運動的應力就不需開始時那么大，故應力值下降到下屈服點，試樣繼續(xù)伸長，應力保持為定值或有微少的波動。屈服現(xiàn)象的解釋 通常把圍繞位錯而形成的溶質(zhì)原子聚集物，稱為“柯氏氣團”，它可以阻礙

32、位錯運動，產(chǎn)生固溶強化效應。第七十二張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（2） 位錯運動與增殖的結(jié)果。 應變速率 mbv其中： ：應變速率，可通過試驗機人為控制成固定不變的速度 m ：位錯密度， b：柏氏矢量而位錯運動速度v=（/0）m 其中： 0 ：位錯作單位速度運動時所需的應力 m ：應力敏感指數(shù)， ：外加有效應力 開始變形時，m低，欲使應變速率固定，需要較大的v值，故需要較高的應力 ，表現(xiàn)為上屈服點；一旦塑性變形開始后，位錯迅速增殖， m 增加，必然導致v的突然下降（為保持應變速率固定），所以所需的應力 突然下降，產(chǎn)生了屈服現(xiàn)象。 產(chǎn)生屈服點現(xiàn)象還與材料的m 值有關(guān)， m 小的

33、材料，如Ge，Si，LiF，F(xiàn)e等出現(xiàn)顯著的上下屈服點。第七十三張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3應變時效-將低碳鋼試樣拉伸到產(chǎn)生少量預塑性變形后卸載，然后重新加載，試樣不發(fā)生屈服現(xiàn)象；-但若產(chǎn)生一定量的塑性變形后卸載，在室溫停留幾天或在低溫（如150）時效幾小時后再進行拉伸，此時屈服點現(xiàn)象重新出現(xiàn)，并且上屈服點升高，這種現(xiàn)象即應變時效室溫長期停留或低溫時效期間，溶質(zhì)原子C、N又聚集到位錯線周圍重新形成氣團所致。第七十四張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月呂德斯帶在發(fā)生屈服延伸階段，試樣的應變是不均勻的，在試樣表面可觀察到與縱軸約呈45交角的應變痕跡，稱為呂德斯（Lde

34、rs）帶。呂德斯帶會造成拉伸和深沖過程中工件表面不平整。注意：呂德斯帶不是滑移帶 解決由于呂德斯帶造成的工件表面不平整的措施 A加入少量能奪取固溶體合金中的溶質(zhì)原子，使之形成穩(wěn)定化合物的元素。 B 板材在深沖之前進行比屈服伸長范圍稍大的預變形（約0.5%2%變形度），使位錯掙脫氣團的釘扎，然后盡快進行深沖。當退火低碳鋼薄板進行沖壓時，其應力一旦接近屈服點，變形就會首先在應力集中的區(qū)域開始，并立即出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，應力下降。在這一應力作用下，變形在這個區(qū)域可以繼續(xù)進行到一定程度，這時在變形區(qū)和未變形區(qū)的交界處會產(chǎn)生較大的應力集中和屈服，使得變形區(qū)逐漸向未變形區(qū)擴展。但是，在離變形區(qū)較遠的地方，仍然不

35、會發(fā)生變形，于是就形成了狹窄的條狀區(qū)，即呂德斯帶 第七十五張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月二、復相合金的塑性變形 主要變形方式仍然是滑移與孿生。 通常按第二相粒子的尺寸將合金分成兩大類：如果第二相粒子尺寸與基體晶粒尺寸屬同一數(shù)量級，稱為聚合型；如果第二相粒子十分細小，并且彌散地分布在基體晶粒內(nèi)，稱為彌散分布型。第七十六張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）如果兩個相都具有塑性，則合金的變形決定于兩相的體積分數(shù)。等應變理論 假定塑性變形過程中兩相應變相等。 合金產(chǎn)生一定應變的平均流變應力 a = f1 1 + f2 2 ： 其中：f1、f2為兩個相的體積分數(shù) f1+f

36、2=1 1、2為兩個相在此應變時的流變應力等應力理論 假定塑性變形過程中兩相應力相同。對合金施加一定應力時，平均應變 a= f 11+f 22其中：f1、f2為兩個相的體積分數(shù) 1,2為此應力下兩相的應1聚合型兩相合金的塑性變形第七十七張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）如果兩相中一個是塑性相，而另一個是硬脆相時，則合金的機械性能主要取決于硬脆相的存在情況。（a）第二相粗大。變形只在機體中，第二相易破碎或周圍產(chǎn)生裂紋，合金強度塑性不好（b）第二相連續(xù)分布在晶界上，合金很脆例：高C鋼中碳化物，共析鋼（0.8%C） =780MN/m2 過共析鋼（1.2%C） =700MN/m2及銅

37、中的少量Bi，鎳合金中的S，均為薄膜狀在晶界，可在銅中加入稀土，鎳中加入微量Mg第七十八張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月791.2%C過共析鋼 0.77%C共析鋼 1.4%C過共析鋼 第七十九張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2彌散分布型兩相合金的塑性變形 當?shù)诙嘁约毿浬⒌奈⒘＞鶆蚍植荚诨w相中時，將產(chǎn)生顯著的強化作用，通常將微粒分成不可變形的和可變形的兩類。（1）不可變形微粒的強化作用奧羅萬機制（位錯繞過機制） 適用于第二相粒子較硬并與基體界面為非共格的情形。第八十張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月彌散分布型兩相合金的塑性變形奧羅萬機制（位錯繞過機制

38、）使位錯線彎曲到曲率半徑為R時，所需的切應力為 =Gb/（2R）設(shè)顆粒間距為， 則=Gb/ ， Rmin=/2 只有當外力大于Gb/ 時，位錯線才能繞過粒子。減小粒子尺寸（在同樣的體積分數(shù)時，粒子越小則粒子間距也越?。┗蛱岣吡Ｗ拥捏w積分數(shù)，都使合金的強度提高。動畫第八十一張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第八十二張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）可變形微粒的強化作用切割機制適用于第二相粒子較軟并與基體共格的情形。第八十三張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第八十四張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月可變形微粒的強化作用切割機制強化作用主要決定于

39、粒子本身的性質(zhì)以及其與基體的聯(lián)系，主要有以下幾方面的作用：A位錯切過粒子后產(chǎn)生新的界面，提高了界面能。B. 若共格的粒子是一種有序結(jié)構(gòu)，位錯切過之后，沿滑移面產(chǎn)生反相疇，使位錯切過粒子時需要附加應力。C由于粒子的點陣常數(shù)與基體不一樣，粒子周圍產(chǎn)生共格畸變，存在彈性應變場，阻礙位錯運動。D由于粒子的層錯能與基體的不同，擴展位錯切過粒子時，其寬度會產(chǎn)生變化，引起能量升高，從而強化。E 由于基體和粒子中滑移面的取向不一致，螺型位錯線切過粒子時必然產(chǎn)生一割階，而割階會妨礙整個位錯線的移動。在實際合金中，起主要作用的往往是12種。增大粒子尺寸或增加體積分數(shù)有利于提高強度。 第八十五張，PPT共一百五十四

40、頁，創(chuàng)作于2022年6月第四節(jié) 金屬塑性變形后的組織與性能一、組織的變化1晶粒內(nèi)出現(xiàn)大量的滑移帶，進行了孿生變形的金屬還出現(xiàn)孿晶帶200X第八十六張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第八十七張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月。 第八十八張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第八十九張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2.纖維組織和帶狀組織第九十張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 AlMg合金變形組織第九十一張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第九十二張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月H62黃銅擠壓的帶狀組織第九十三張，P

41、PT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3.胞狀組織第九十四張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月胞狀組織的形成與下列因素有關(guān)：變形量 變形量越大，胞的數(shù)量增多，尺寸減小，跨越胞壁的平均取向差也逐漸增加。材料類型 層錯能高的金屬（如Al、Fe）等，當變形程度較高時，出現(xiàn)明顯的胞狀組織；低層錯能金屬，不易形成位錯纏結(jié)，冷變形后的胞狀組織不明顯。 第九十五張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月二、加工硬化 1定義：金屬經(jīng)冷加工變形后，其強度、硬度增加、塑性降低。2單晶體的典型加工硬化曲線： 曲線的斜率=d/d稱為“加工硬化速率”FCC單晶體的應力應變曲線第九十六張，PPT共一百五十

42、四頁，創(chuàng)作于2022年6月 曲線明顯可分為三個階段： I. 易滑移階段：發(fā)生單滑移，位錯移動和增殖所遇到的阻力很小，I 很低，約為10-4G數(shù)量級。 II線性硬化階段：發(fā)生多系滑移，位錯運動困難，II 遠大于I 約為G/300，并接近于一常數(shù)。 III拋物線硬化階段：與位錯的多滑移過程有關(guān)，III 隨應變增加而降低，應力應變曲線變?yōu)閽佄锞€。單晶體的典型加工硬化曲線第九十七張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3影響單晶體加工硬化曲線的因素 晶體結(jié)構(gòu)類型 雜質(zhì)含量 晶體位向 第九十八張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月4多晶體的加工硬化a.其應力-應變曲線不出現(xiàn)第一階段，且加工

43、硬化率明顯高于單晶體。 第九十九張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月b.細晶粒的加工硬化率一般大于粗晶粒金屬 鋁的應力應變曲線與晶粒大小的關(guān)系1-0.034mm 2-0.088mm 3-0.24mm 4-0.54mm第一百張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 c.合金比純金屬的加工硬化率要高，溶質(zhì)原子的加入，在大多數(shù)情況下增大加工硬化率。Al-Mg合金中Mg含量對加工硬化的影響1-3.228%Mg 2-1.617 %Mg 3-1.097 %Mg 4-0.544 %Mg 5-0 %Mg 第一百零一張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月4加工硬化的實際意義使金屬基體具有

44、一定的抗偶然過載的能力。加工硬化和塑性變形適當配合可使金屬進行均勻塑性變形。是強化金屬的重要手段之一。 例18-8不銹鋼， 變形前 0.2= 196MPa ，b= 588MPa， 40%軋制后0.2 =784-980MPa， b =1174MPa可降低塑性，改善材料，如低碳鋼的切削加工性能。第一百零二張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月三、變形后金屬中的殘余應力 金屬塑性變形時，外力所作的功除了轉(zhuǎn)化為熱量之外，還有一小部分被保留在金屬內(nèi)部，表現(xiàn)為殘余應力。 按照殘余應力平衡范圍的不同，通常將其分為三類：1第一類內(nèi)應力，又稱宏觀殘余應力2第二類內(nèi)應力， 屬微觀內(nèi)應力3第三類內(nèi)應力，即晶

45、格畸變應力第一百零三張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月1第一類內(nèi)應力 又稱宏觀殘余應力，作用范圍為整個工件，它是由金屬材料（或零件）各個部分（如表面和心部）的宏觀形變不均勻而引起的。 第一類內(nèi)應力使工件尺寸不穩(wěn)定，嚴重時甚至使工件在受力之下變形產(chǎn)生斷裂。第一百零四張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2第二類內(nèi)應力 屬微觀內(nèi)應力 作用尺度與晶粒尺寸為同一數(shù)量級，往往在晶粒內(nèi)或晶粒之間保持平衡，是由于晶?；騺喚ЯＶg變形不均勻而引起的。 第二類內(nèi)應力使金屬更容易腐蝕，以黃銅最為典型，加工以后由于內(nèi)應力存在，于春季或潮濕環(huán)境下發(fā)生應力腐蝕開裂（季裂）第一百零五張，PPT共一百五

46、十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第一百零六張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3第三類內(nèi)應力 即晶格畸變應力 屬微觀內(nèi)應力。塑性變形時產(chǎn)生大量空位和位錯，其周圍產(chǎn)生了點陣畸變和應力場，此時的內(nèi)應力是在幾百或幾千個原子范圍內(nèi)保持平衡，其中占主要的又是由于生成大量位錯所形成的應力。 第三類內(nèi)應力是產(chǎn)生加工硬化的主要原因。 第一百零七張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月四、變形織構(gòu)1定義：多晶體中位向不同的晶粒取向變成大體一致，這個過程稱為“擇優(yōu)取向”。擇優(yōu)取向后的晶體結(jié)構(gòu)稱為“織構(gòu)”，由變形引起的織構(gòu)稱為變形織構(gòu)。2絲織構(gòu) 在拉絲時形成，使各個晶粒的某一晶向轉(zhuǎn)向與拉伸方向平行，以與

47、線軸平行的晶向表示。第一百零八張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3板織構(gòu) 軋制時，使晶粒的某一晶向趨向于與軋制方向平行，某一晶面趨向于與軋制面平行，以與軋面平行的晶面hkl和與軋向平行的晶向表示，記為hkl。4變形量越大，擇優(yōu)取向的趨勢越明顯。完全理想的織構(gòu)，取向如同單晶，實際上，多晶體金屬中晶粒取向的集中程度往往不很高。第一百零九張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月5織構(gòu)利弊織構(gòu)的形成使材料的性能出現(xiàn)各向異性。例1: 制耳 例2：硅鋼片 高斯織構(gòu) （110）001 立方織構(gòu) （100）001 這兩種織構(gòu)使其磁化性能得到改善。第一百一十張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于20

48、22年6月冷變形金屬在加熱時的組織和性能的變化 影響再結(jié)晶粒大小的因素 熱加工對金屬組織和性能的影響 第五節(jié) 回復與再結(jié)晶（Recovery and Recrystallization)第一百一十一張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月一、冷變形金屬在加熱時的組織和性能的變化 1. 回復與再結(jié)晶 回復：冷變形金屬在低溫加熱時，其顯微組織無可見變化，但其物理、力學性能卻部分恢復到冷變形以前的過程。 再結(jié)晶：冷變形金屬被加熱到適當溫度時，在變形組織內(nèi)部新的無畸變的等軸晶粒逐漸取代變形晶粒，而使形變強化效應完全消除的過程。動畫第一百一十二張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 顯

49、微組織變化（示意圖） 回復階段：顯微組織仍為纖維狀，無可見變化； 再結(jié)晶階段：變形晶粒通過形核長大，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌臒o畸變的等軸晶粒。 晶粒長大階段：晶界移動、晶粒粗化，達到相對穩(wěn)定的形狀和尺寸。第一百一十三張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第一百一十四張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 性能變化 (1) 力學性能（示意圖） 回復階段：強度、硬度略有下降，塑性略有提高。 再結(jié)晶階段：強度、硬度明顯下降，塑性明顯提高。 晶粒長大階段：強度、硬度繼續(xù)下降,塑性繼續(xù)提高， 粗化嚴重時下降。 (2) 物理性能 密度:在回復階段變化不大，在再結(jié)晶階段急劇升高； 電阻：電阻在回復

50、階段可明顯下降。第一百一十五張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月4。 儲存能變化（示意圖） （1） 儲存能：存在于冷變形金屬內(nèi)部的一小部分（10）變形功。 彈性應變能（312） （2） 存在形式 位錯（8090） 驅(qū)動力 點缺陷 3 儲存能的釋放：原子活動能力提高，遷移至平衡位置，儲存能得以釋放?；貜驮俳Y(jié)晶第一百一十六張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月5. 內(nèi)應力變化 回復階段：大部分或全部消除第一類內(nèi)應力，部分消除第二、三類內(nèi)應力； 再結(jié)晶階段：內(nèi)應力可完全消除。第一百一十七張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月118若將經(jīng)過大量冷變形（變形度70%以上）的純銅

51、棒一端浸入冰水中（并保持水溫不變），另一端加熱至900，并將此過程保持1小時，然后再把式樣完全冷卻（1）畫出試棒長度方向的組織與硬度分布情況的示意圖；（2）試逐段分析之。組織示意圖純銅棒硬度冰水中900第一百一十八張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月二、 回復 1. 回復動力學（示意圖）(1) 加工硬化殘留率與退火溫度和時間的關(guān)系 ln(x0/x)=c0texp(-Q/RT)x0 原始加工硬化殘留率；x退火時加工硬化殘留率；c0比例常數(shù)；t加熱時間；T加熱溫度。 回復方程式： 式中，A為常數(shù)。作lnt1/T圖，如為直線，則由直線斜率可求得回復過程的激活能。 第一百一十九張，PPT共一

52、百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月(2) 動力學曲線特點 （a）沒有孕育期； （b）開始變化快，隨后變慢； （c）退火溫度、預變形量、晶粒尺寸因素影響回復的進程； （d）長時間處理后，性能趨于一平衡值;第一百二十張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 回復機理 (1) 低溫回復（0.10.3Tm） 移至晶界、位錯處點缺陷運動 空位間隙原子 消失 缺陷密度降低 空位聚集（空位群、對） 2 中溫回復 （0.30.5Tm） 異號位錯相遇而抵銷位錯滑移 位錯密度降低 位錯纏結(jié)重新排列第一百二十一張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月(3) 高溫回復（0.5Tm）位錯攀移（滑移） 位錯

53、垂直排列（亞晶界） 多邊化（亞晶粒） 彈性畸變能降低。第一百二十二張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3 回復退火的應用 （1）回復機制與性能的關(guān)系 內(nèi)應力降低:彈性應變基本消除; 硬度、強度下降不多：位錯密度降低不明顯，亞晶較細； 電阻率明顯下降：空位減少，位錯應變能降低。 （2）去應力退火 降低應力（保持加工硬化效果），防止工件變形、開裂，提高耐蝕性。第一百二十三張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月三、 再結(jié)晶 1. 再結(jié)晶的形核與長大 (1) 形核 (a)亞晶長大形核機制 （變形量較大時） 亞晶合并形核 亞晶界移動(長大)形核(吞并其它亞晶或變形部分) (b)凸出形核

54、（變形量較小時，一般小于20%） 晶核伸向小位錯胞晶粒(畸變能較高區(qū)域)內(nèi).第一百二十四張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第一百二十五張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月126第一百二十六張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月127第一百二十七張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 晶界凸出形核（變形量較小時,70%）的金屬或合金，在1h內(nèi)能夠完成再結(jié)晶的（再結(jié)晶體積分數(shù)95%）最低溫度。冷變形金屬開始進行再結(jié)晶的最低溫度稱為再結(jié)晶溫度，它可用金相法或硬度法測定，即以顯微鏡中出現(xiàn)第一顆新晶粒時的溫度或以硬度下降50所對應的溫度，定為再結(jié)晶溫度。 高純金屬：

55、T再(0.250.35)Tm。(2) 經(jīng)驗公式 工業(yè)純金屬：T再(0.350.45)Tm。 合金：T再(0.40.9)Tm。 注：再結(jié)晶退火溫度一般比上述溫度高100200。(3) 影響因素 變形量越大，驅(qū)動力越大，再結(jié)晶溫度越低； 純度越高，再結(jié)晶溫度越低； 加熱速度太低或太高，再結(jié)晶溫度提高。第一百三十一張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月4. 影響再結(jié)晶的因素退火溫度。溫度越高，再結(jié)晶速度越大。變形量。變形量越大，再結(jié)晶溫度越低；隨變形量增大，再結(jié)晶溫度趨于穩(wěn)定；變形量低于一定值，再結(jié)晶不能進行。原始晶粒尺寸。晶粒越小，驅(qū)動力越大；晶界越多，有利于形核。微量溶質(zhì)元素。阻礙位錯和

56、晶界的運動，不利于再結(jié)晶。第二分散相。間距和直徑都較大時，提高畸變能，并可作為形核核心，促進再結(jié)晶；直徑和間距很小時，提高畸變能，但阻礙晶界遷移，阻礙再結(jié)晶。第一百三十二張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月5 。 再結(jié)晶晶粒大小的控制（晶粒大小變形量關(guān)系圖） 再結(jié)晶晶粒的平均直徑d=kG/N1/4 G-長大速率，N-形核率臨界變形度 -對應于再結(jié)晶后得到特別粗大晶粒的變形程度 第一百三十三張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月134第一百三十四張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月135 一塊梯型銅塊通過軋輥，軋輥間距為BC, AD=2BC。經(jīng)過500保溫1小時后畫出

57、矩形的晶粒大小分布，并分析力學性能。如果在350 退火，畫出晶粒大小分布圖。DCAADCBB第一百三十五張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月再結(jié)晶晶粒大小的控制因素：1 變形量（圖）。存在臨界變形量，生產(chǎn)中應避免臨界變 形量。2 原始晶粒尺寸。晶粒越小，驅(qū)動力越大，形核位置越多， 使晶粒細化。3 合金元素和雜質(zhì)。增加儲存能，阻礙晶界移動，有利于 晶粒細化。4 溫度。變形溫度越高，回復程度越大，儲存能減小，晶 粒粗化；退火溫度越高，臨界變形度越小，晶粒粗大。第一百三十六張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月六 再結(jié)晶的應用 恢復變形能力 改善顯微組織 再結(jié)晶退火 消除各向異性 提高組織穩(wěn)定性 再結(jié)晶溫度：T再100200。第一百三十七張，PPT共一百五十四頁，創(chuàng)作于2022年6月四、 晶粒長大 驅(qū) 動 力：界面能差. 長大方