Section6.3回復(fù)與再結(jié)晶經(jīng)過冷塑性變形的材料，空位、位借等晶體缺陷大量增加，產(chǎn)生一定的殘余內(nèi)應(yīng)力，組織發(fā)生了明顯的變化。材料的能量升高，使其在熱力學(xué)上處于亞穩(wěn)狀態(tài)，有自發(fā)向穩(wěn)定態(tài)轉(zhuǎn)化的趨勢，儲存能是轉(zhuǎn)化過程的驅(qū)動力。在常溫下，由于原子的活動能力較弱，原子的擴散困難，這種變化極為緩慢。如果溫度升高，原子具有足夠的活動能力，擴散速度顯著增加，那么，冷變形材料就會由亞穩(wěn)定狀態(tài)向穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變，從而引起一系列組織和性能的變化。根據(jù)其顯微組織及性能的變化情況，可將這種變化分為三個階段：回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長大。12TheThreeStagesofAnnealingRecovery

-Alow-temperatureannealingheattreatmentdesignedtoeliminateresidualstressesintroducedduringdeformationwithoutreducingthestrengthofthecold-workedmaterial.Recrystallization-Amedium-temperatureannealingheattreatmentdesignedtoeliminatealloftheeffectsofthestrainhardeningproducedduringcoldworking.Graingrowth

-Movementofgrainboundariesbydiffusioninordertoreducetheamountofgrainboundaryarea.6.3.1冷變形材料在加熱時組織與性能的變化組織變化

回復(fù)是指新的無畸變晶粒出現(xiàn)前，所發(fā)生的亞結(jié)構(gòu)和性能變化的階段；再結(jié)晶是指出現(xiàn)無畸變的等軸新晶粒逐步取代變形晶粒的過程；晶粒長大是指再結(jié)晶完成后晶粒的長大過程。35

圖6－39形變鋁合金再結(jié)晶前后的組織（a）再結(jié)晶前(b)再結(jié)晶后6FigurePhotomicrographsshowingtheeffectofannealingtemperatureongrainsizeinbrass.Twinboundariescanalsobeobservedinthestructures.(a)Annealedat400oC,(b)annealedat650oC,and(c)annealedat800oC(75).(AdaptedfromBrick,R.andPhillips,A.,TheStructureandPropertiesofAlloys,1949:McGraw-Hill.)6.3.1冷變形材料在加熱時組織與性能的變化回復(fù)階段，變形材料的光學(xué)金相組織無顯著變化、晶粒的形貌與加熱前相同，仍保持纖維狀或扁平狀。透射電子顯微鏡觀察顯示，材料組織中位錯組態(tài)和亞結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化；加熱溫度高于回復(fù)溫度后，冷變形材料首先在畸變較大的區(qū)域產(chǎn)生新的無畸變的晶粒核心。然后通過逐漸消耗周圍變形晶粒而長大，轉(zhuǎn)變成為新的等軸晶粒，直到冷變形組織完全消失，這個過程稱為再結(jié)晶。最后，在晶界界面能的驅(qū)動下，新晶粒會發(fā)生合并長大，最終達到一個相對穩(wěn)定的尺寸，這就是晶粒長大階段。78圖6－40冷變形金屬加熱時性能的變化2.性能變化6.3.1冷變形材料在加熱時組織與性能的變化2.性能變化回復(fù)階段，材料的強度、硬度變化很小，約占總變化的1/5，而再結(jié)晶階段則下降較多。其原因與金屬中的位錯密度及組態(tài)變化有關(guān)，在回復(fù)階段時，變形金屬仍保持很高的位錯密度，而發(fā)生再結(jié)晶后，位錯密度顯著降低，故強度與硬度明顯下降，塑性急劇升高；隨著晶粒的長大，金屬的強度、硬度繼續(xù)下降，晶粒粗化嚴(yán)重時，塑性開始降低。第一類內(nèi)應(yīng)力在回復(fù)階段基本得到消除，而第二、第三類內(nèi)應(yīng)力只有通過再結(jié)晶方可全部消除。106.3.2回復(fù)1.回復(fù)機理溫度較低時，空位較容易移動，可以移至晶界或位錯處而消失，也可以聚合起來形成空位對、空位群，還可以和間隙原子相互作用而消失，使點缺陷的密度明顯下降。加熱溫度稍高時，位錯也開始運動起來。處于同一滑移面上的異號位錯可以相互吸引而抵消，使位錯密度降低。纏結(jié)中的位錯可以重新組合，亞晶粒也會長大。加熱溫度更高時，位錯不僅可以滑移，而且可以攀移，分布于滑移面上的同號刃型位錯互相排斥，沿垂直于滑移面的方向排列成位錯墻，構(gòu)成小角亞晶界，在變形晶粒中形成許多較完整的小晶塊，稱為回復(fù)亞晶。多邊形化過程中，金屬中的位錯從高能態(tài)的混亂排列向低能態(tài)的規(guī)則排列變化。12圖6－43冷變形純鋁回復(fù)退火后的透射電鏡組織6.3.2回復(fù)2.回復(fù)的應(yīng)用回復(fù)階段，由于點缺陷的減少和位錯的重新排列，使得內(nèi)應(yīng)力下降。隨著加熱溫度的升高，第一類內(nèi)應(yīng)力基本可以消除，第二類內(nèi)應(yīng)力部分消除，但造成材料強化的第三類內(nèi)應(yīng)力變化很少。應(yīng)用-去應(yīng)力退火：主要是消除形變后的內(nèi)應(yīng)力。通過回復(fù)處理，材料基本保持加工硬化狀態(tài)，同時降低其內(nèi)應(yīng)力，防止變形和開裂，并改善工件的耐蝕性、降低電阻率。冷拔的黃銅管，放置在潮濕的環(huán)境中，在殘余應(yīng)力和腐蝕性氣氛的共同作用下，會發(fā)生應(yīng)力腐蝕、沿晶界開裂。冷拔后經(jīng)250～300℃低溫退火，以消除殘余內(nèi)應(yīng)力，可防止應(yīng)力腐蝕開裂，而黃銅管的硬度和強度基本不變。156.3.2回復(fù)3.回復(fù)動力學(xué)回復(fù)過程在加熱后立刻開始，沒有孕育期；預(yù)先變形量越大，初始晶粒尺寸越小，都有助于加快回復(fù)過程?；貜?fù)是一個馳豫過程：恒溫回復(fù)時，開始階段，回復(fù)速率較快；隨保溫時間增長，回復(fù)速率則逐漸減小。隨著回復(fù)溫度的升高，回復(fù)速率與回復(fù)程度明顯增加，其原因與熱激活條件下晶體缺陷密度的急劇降低有關(guān)。16圖6－44同一變形度的鐵在不同溫度等溫退火后的性能變化R為屈服強度回復(fù)率

其中σm、σr和σ0分別代表材料變形后、回復(fù)后和完全退火后的屈服強度

6.3.3再結(jié)晶1.再結(jié)晶晶核的形成與長大再結(jié)晶前后材料的晶格類型不變、化學(xué)成分不變，再結(jié)晶過程中沒有新相產(chǎn)生，不是相變過程。（1）晶界弓出形核：變形程度較小（一般小于20%)。變形度較小時，各晶粒的變形往往是不均勻的。晶粒B處于軟位向，變形較大，形變后位錯密度較高，在回復(fù)階段所形成的亞晶尺寸較小。為降低系統(tǒng)能量，加熱到再結(jié)晶溫度后，晶界處，A晶粒的某些亞晶可向相鄰的B晶粒一側(cè)弓出，吞并B晶粒中的亞晶，形成無畸變的等軸晶，降低了晶格缺陷。186.3.3再結(jié)晶亞晶遷移形核機制：某些取向差較大的亞晶界，位錯密度較高，具有較高的活性，在加熱過程中，容易發(fā)生遷移，逐步吞食周圍亞晶，轉(zhuǎn)變?yōu)榇蠼蔷Ы纾谑蔷涂梢宰鳛樵俳Y(jié)晶晶核而的長大。亞晶遷移形核實際上是某些亞晶的直接長大。206.3.3再結(jié)晶（3）再結(jié)晶晶核的長大再結(jié)晶的驅(qū)動力是變形儲存能。通過再結(jié)晶，材料內(nèi)部位錯密度顯著下降，變形儲存能得以釋放。晶界遷移的驅(qū)動力是無畸變晶粒與變形晶粒間的畸變能差，晶界移動方向總是背離其曲率中心，向著畸變晶粒方向推進，直至無畸變的等軸晶完全取代變形晶粒為止。2.再結(jié)晶動力學(xué)再結(jié)晶過程存在著孕育期，只有在保溫一定時間后才能發(fā)生再結(jié)晶。再結(jié)晶速度開始時很小，然后逐漸加快，直至再結(jié)晶完成約50%時達到最大，之后逐漸降低。加熱溫度越高，再結(jié)晶轉(zhuǎn)變速度越快。216.3.3再結(jié)晶3.再結(jié)晶溫度及其影響因素再結(jié)晶溫度是冷變形金屬開始進行再結(jié)晶的最低溫度。再結(jié)晶溫度：經(jīng)過嚴(yán)重冷變形(變形度>70％)的金屬在約1h的保溫時間內(nèi)，能夠完成再結(jié)晶(再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)>95％)的最低加熱溫度。純金屬的再結(jié)晶溫度(T再)與其熔點(Tm)之間存在著如下近似關(guān)系：T再(K)＝(0.35～0.4)Tm（K）為了消除金屬冷變形后的加工硬化現(xiàn)象，經(jīng)常采用再結(jié)晶退火，通常再結(jié)晶退火加熱溫度要比其最低再結(jié)晶溫度高出l00～200℃。2324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

表6－3一些金屬材料的再結(jié)晶溫度26

圖6－49變形程度與再結(jié)晶溫度的關(guān)系圖6－50銅的再結(jié)晶溫度與溶質(zhì)原子含量的關(guān)系。冷變形程度越大，其儲存能越高，再結(jié)晶的驅(qū)動力也越大，再結(jié)晶溫度越低6.3.3再結(jié)晶（3）退火保溫時間和加熱速度退火加熱保溫時間長，有利于新的再結(jié)晶晶粒形核和生長，可降低再結(jié)晶溫度。加熱速度過大，在各溫度下停留時間過短而來不及形核與長大，致使再結(jié)晶溫度升高。若加熱速度非常緩慢，由于變形金屬有足夠的時間進行回復(fù)，使儲存能和冷變形程度減小，從而導(dǎo)致再結(jié)晶的驅(qū)動力減小，也會使再結(jié)晶溫度升高。（4）原始晶粒尺寸原始晶粒越細(xì)，其再結(jié)晶溫度就越低。原始晶粒越小，其變形抗力愈大，形變后的儲存能較高，因此再結(jié)晶溫度降低。原始晶粒尺寸愈小，晶界越多，提供的再結(jié)晶形核的部位越多，有利于再結(jié)晶過程的進行。276.3.3再結(jié)晶（5）第二相顆粒當(dāng)?shù)诙囝w粒較粗時，變形時位錯會繞過顆粒，并在顆粒周圍留下位錯環(huán)，或塞積在顆粒附近，從而造成顆粒周圍畸變嚴(yán)重，因此會促進再結(jié)晶，降低再結(jié)晶溫度。例如鋼中常可見到再結(jié)晶核心在MnO或粒狀Fe3C表面上生成。

當(dāng)?shù)诙囝w粒細(xì)小，分布均勻時，例如鋼中的NbC，V4C3，AlN等，不會使位錯發(fā)生明顯聚集，因此對再結(jié)晶形核作用不大，相反，它們對再結(jié)晶晶核長大過程中的位錯運動和晶界遷移，起阻礙作用，使得再結(jié)晶過程更加困難，因此提高再結(jié)晶溫度。286.3.4再結(jié)晶后晶粒的大小1．變形程度當(dāng)變形量很小時，由于形變儲存能很小，不能驅(qū)動再結(jié)晶的進行，因此晶粒尺寸與原始晶粒相當(dāng)。臨界變形度:變形量達到某一數(shù)值(一般金屬在2％~l0％圍內(nèi))時，畸變能剛能驅(qū)動再結(jié)晶的進行，由于形成的再結(jié)晶核心較少，而生長速度卻很大，N/G的比值很小，因此最終得到的晶粒尺寸特別粗大。當(dāng)要求晶粒細(xì)小時，應(yīng)避免在臨界變形度范圍內(nèi)進行加工變形。變形度大于臨界變形度后，隨變形度增加，儲存能增大，N和G都增加，但N的增加大于G的增加，再結(jié)晶后的晶粒變細(xì)。隨變形度增大，晶粒逐漸細(xì)化。當(dāng)變形度達到一定程度后，再結(jié)晶的晶粒大小基本保持不變。306.3.4再結(jié)晶后晶粒的大小2．退火溫度退火溫度對剛完成再結(jié)晶時的晶粒尺寸影響較小，這是因為它對N/G比值影響不大。提高再結(jié)晶退火溫度可使再結(jié)晶速度加快。但當(dāng)變形程度和退火保溫時間一定時，再結(jié)晶退火溫度越高，再結(jié)晶后的晶粒便越粗大。退火溫度還影響臨界變形度的數(shù)值，退火溫度越高，臨界變形度越小。為了綜合考慮變形程度和退火加熱溫度對再結(jié)晶晶粒大小的影響，通常將三者之間的關(guān)系繪制在一張立體圖形中，稱為再結(jié)晶全圖。再結(jié)晶全圖可以作為制訂金屬變形和再結(jié)晶退火工藝規(guī)程的參考依據(jù)。3132

圖6－53再結(jié)晶退火溫度及變形量對再結(jié)晶后晶粒尺寸的影響6.3.4再結(jié)晶后晶粒的大小3．雜質(zhì)與合金元素金屬中的雜質(zhì)與合金元素一般都起到細(xì)化晶粒的作用。雜質(zhì)與合金元素的存在，可提高金屬的強度。在同樣的形變量下，增加金形變儲存能，從而增大N/G的比值；雜質(zhì)與合金元素在晶界的偏聚，降低界面的遷移能力，阻礙晶界的移動。4．原始晶粒尺寸當(dāng)變形量一定時，金屬的原始晶粒越細(xì)，則再結(jié)晶后的晶粒也越細(xì)。晶界附近區(qū)域的的局部儲存能較高，使晶核易于形成。原始晶粒細(xì)小、晶界面積增加，為再結(jié)晶形核提供更多的位置，故再結(jié)晶后晶粒得到細(xì)化。336.3.5晶粒長大1.晶粒正常長大再結(jié)晶完成后，新等軸晶已完全接觸，形變儲存能已完全釋放，但在繼續(xù)保溫或升高溫度情況下，仍然可以繼續(xù)長大，這種長大是依靠大角度晶界的移動并吞食其它晶粒實現(xiàn)的。晶界的遷移總是指向晶界的曲率中心方向；隨著晶界的遷移，小晶粒逐漸被吞并到相鄰的較大晶粒中，晶界本身趨于平直化；三個晶粒的晶界的交角趨于120°，使晶界處于平衡狀態(tài)。晶粒正常長大后，各晶粒尺寸的分布仍然是均勻的。3435

圖6－54晶粒長大過程示意圖6.3.5晶粒長大2.晶粒異常長大（二次再結(jié)晶）晶粒異常長大或二次再結(jié)晶：大晶粒逐步吞并小晶粒，整個金屬中的晶粒都變得十分粗大。晶粒的異常長大是在正常長大過程被強烈阻礙情況下發(fā)生的，阻礙因素包括分散相粒子、結(jié)構(gòu)或表面熱蝕溝等。晶界處存在彌散、細(xì)小的夾雜物或第二相質(zhì)點時，阻礙晶界遷移，阻止晶粒長大；當(dāng)溫度很高或延長保溫時間時，彌散質(zhì)點發(fā)生聚集或溶解于金屬基體中，導(dǎo)致少數(shù)晶粒脫離夾雜物的約束而突然長大。3637

圖6－55變形Mg-3％Al-0.8％Zn合金的退火組織

a正常再結(jié)晶，b晶粒長大，c二次再結(jié)晶6.3.5晶粒長大3.二次再結(jié)晶的一般規(guī)律大晶粒的形成不是重新形核、長大，而是初次再結(jié)晶中形成的某些特殊晶粒的繼續(xù)長大。加熱溫度高于某一溫度時，二次再結(jié)晶才會發(fā)生。二次再結(jié)晶的驅(qū)動力也是晶界能。二次再結(jié)晶有一個孕育期。開始時，大晶粒長得很慢，當(dāng)長大到某一臨界尺寸后，迅速長大。再結(jié)晶織構(gòu)：二次再結(jié)晶完成后，有時會出現(xiàn)織構(gòu)現(xiàn)象。這種織構(gòu)與初次再結(jié)晶得到的織構(gòu)有明顯地差異。二次再結(jié)晶導(dǎo)致晶粒特別粗大，使強度、塑性和韌性顯著降低，應(yīng)予避免。但是對于硅鋼片等，卻可以利用二次再結(jié)晶獲得粗大的晶粒，以提高其導(dǎo)磁性能。3839FigureLongerannealingtimesreducetherecrystallizationtemperature.Notethattherecrystallizationtemperatureisnotafixedtemperature40Section6.4金屬的熱加工變形金屬熱加工工藝包括鍛壓、熱軋、擠壓等。熱加工有許多優(yōu)點，如變形抗力小，對于那些變形量較大、特別是截面尺寸較大的工件，熱加工變形顯得十分方便；另外，對于某些較硬的或低塑性的金屬來說，甚至不可能進行冷加工變形，必須進行熱加工變形。再結(jié)晶溫度以上的加工變形叫做熱加工，反之，再結(jié)晶溫度以下的加工變形叫做冷加工。如低熔點金屬鉛、錫等，再結(jié)晶溫度低于室溫，室溫下的變形已屬于熱加工；而高熔點金屬鎢，再結(jié)晶溫度為1200℃，在1000℃的變形也不是熱加工，而是溫加工變形。416.4.1熱加工變形42HotWorkingLackofStrengtheningEliminationofImperfectionsAnisotropicBehaviorSurfaceFinishandDimensionalAccuracy43FigureDuringhotworking,theelongatedanisotropicgrainsimmediatelyrecrystallize.Ifthehot-workingtemperatureisproperlycontrolled,thefinalhot-workedgrainsizecanbeveryfine6.4.2動態(tài)回復(fù)與動態(tài)再結(jié)晶熱加工變形過程中，加工硬化與動態(tài)軟化同時進行，加工硬化為動態(tài)軟化所抵消，因而不顯示硬化作用。動態(tài)軟化包括動態(tài)回復(fù)和動態(tài)再結(jié)晶兩種方式。1.動態(tài)回復(fù)具有動態(tài)回復(fù)過程的熱變形應(yīng)力―應(yīng)變曲線分成3個階段。微應(yīng)變階段：熱加工初期，高溫回復(fù)尚未進行，晶體以加工硬化為主，位錯密度增加。因此，應(yīng)力增加很快，但應(yīng)變量卻很小(<1%)。均勻變形階段：晶體開始均勻的塑性變形，位錯密度繼續(xù)增大，加工硬化逐步加強。但同時動態(tài)回復(fù)也在逐步增加，使形變位錯不斷消失，其造成的軟化逐漸抵消一部分加工硬化，使曲線斜率下降并趨于水平。446.4.2動態(tài)回復(fù)與動態(tài)再結(jié)晶穩(wěn)態(tài)流變階段：由變形產(chǎn)生的加工硬化與動態(tài)回復(fù)產(chǎn)生的軟化達到平衡，即位錯的增殖和湮滅達到了動力學(xué)平衡狀態(tài)，位錯密度維持恒定，在變形溫度和速度一定時，多邊形化和位錯胞壁規(guī)整化形成的亞晶界是不穩(wěn)定的，它們隨位錯的增減而被破壞或重新形成，且二者的速度相等，從而使亞晶得以保持等軸狀和穩(wěn)定的尺寸與位向。此時，流變應(yīng)力不再隨應(yīng)變的增加而增大，曲線保持水平。當(dāng)變形溫度一定時，應(yīng)變速率ε越大，達到穩(wěn)定的應(yīng)力和應(yīng)變也越大；當(dāng)ε一定時，變形溫度越高，則達到穩(wěn)定態(tài)的應(yīng)力和應(yīng)變越小。4546

圖6－58動態(tài)回復(fù)時的應(yīng)力－應(yīng)變曲線圖6－59動態(tài)再結(jié)晶時的應(yīng)力－應(yīng)變曲線6.4.2動態(tài)回復(fù)與動態(tài)再結(jié)晶動態(tài)回復(fù)引起的軟化過程是通過刃型位錯的攀移、螺位錯的交滑移，使異號位錯對消、位錯密度降低的結(jié)果。動態(tài)回復(fù)中也發(fā)生多邊化，形成亞晶。層錯能較高的金屬如鋁合金、純鐵、鐵素體鋼等熱加工時，易發(fā)生動態(tài)回復(fù)，因這些金屬中易發(fā)生位錯的交滑移及攀移。動態(tài)回復(fù)過程中，變形晶粒不發(fā)生再結(jié)晶，故仍呈纖維狀，熱變形后迅速冷卻，可保留伸長晶粒和等軸亞晶的組織。在高溫較長時間停留，則可發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶而使材料徹底軟化。動態(tài)回復(fù)組織比再結(jié)晶組織的強度高，將動態(tài)回復(fù)組織保留下來可提高金屬的強度，例如熱擠壓法生產(chǎn)的建筑用鋁鎂合金，采用保留動態(tài)回復(fù)組織的方法，提高其使用強度。476.4.2動態(tài)回復(fù)與動態(tài)再結(jié)晶2．動態(tài)再結(jié)晶

對層錯能較低的材料，如銅及銅合金、鎳和鎳合金、奧氏體鋼等，不容易發(fā)生位錯的交滑移和動態(tài)回復(fù)。此時，動態(tài)再結(jié)晶成為動態(tài)軟化的主要方式。動態(tài)再結(jié)晶也是通過形成新的晶核和晶核長大的方式進行的。由于動態(tài)再結(jié)晶時，晶核形成及晶粒長大期間仍受變形作用，使之具有反復(fù)形核、有限生長的特點。動態(tài)再結(jié)晶得到的等軸晶組織，晶粒較為細(xì)小，其大小取決于應(yīng)變速率和變形溫度。提高變形溫度，降低應(yīng)變速率，可得到較大的等軸晶粒。晶粒內(nèi)部由于繼續(xù)承受變形，有較高的位錯密度和位錯纏結(jié)存在。這種組織比靜態(tài)再結(jié)晶組織有較高的強度和硬度。4849

圖6－59動態(tài)再結(jié)晶時的應(yīng)力－應(yīng)變曲線在較高的應(yīng)變速率或較低的變形溫度下加工硬化階段：無動態(tài)再結(jié)晶動態(tài)再結(jié)晶開始階段穩(wěn)態(tài)流變階段：加工硬化與動態(tài)再結(jié)晶軟化達到動態(tài)平衡。在較低的應(yīng)變速率或較高的變形溫度條件下應(yīng)變速率低時，位錯密度增加慢，因此在動態(tài)再結(jié)晶引起軟化后，位錯密度增加所驅(qū)動的動態(tài)再結(jié)晶，不能與加工硬化相抗衡，動態(tài)硬化與動態(tài)軟化不能達到平衡，金屬從新硬化而使曲線上升。隨位錯密度增加，動態(tài)再結(jié)晶逐步占主導(dǎo)地位時，曲線便又下降。6.4.3熱加工變形后的組織與性能1．改善鑄造狀態(tài)的組織缺陷熱加工變形可以消除鑄造態(tài)材料的某些缺陷，如焊合氣孔、疏松，消除部分偏折，將粗大的鑄態(tài)柱狀晶和樹枝晶改造成細(xì)小、均勻的等軸晶粒，改善夾雜物或脆性相的形態(tài)與分布。從而提高材料的致密度，改善其力學(xué)性能，特別是塑性、韌性比鑄態(tài)有顯著提高。2．形成熱加工流線，出現(xiàn)各向異性在熱變形中，某些枝晶偏析、夾雜物、第二相等將被破碎，沿變形方向分布，形成纖維組織，叫做熱加工“流線”。熱加工“流線”使金屬的力學(xué)性能出現(xiàn)各向異性。為了提高零件的使用壽命，應(yīng)控制熱加工工藝，使流線與零件工作的最大拉應(yīng)力方向一致，而與剪切應(yīng)力和沖擊方向相垂直。5051圖6—60熱加工變形工件中的“流線”（a）模鍛件（b）熱緞吊鉤52

圖6－61熱加工變形工件中的帶狀組織3．形成帶狀組織亞共析鋼經(jīng)過熱變形后，F(xiàn)和P成條帶狀分布，有時在條帶間還伴隨著夾雜或偏析元素的流線，稱為帶狀組織。6.4.3熱加工變形后的組織與性能6.4.3熱加工變形后的組織與性能形成機理1：是在兩相區(qū)溫度范圍變形，F(xiàn)變形伸長，再結(jié)晶后A與F變成等軸晶粒，但其分布仍呈條帶狀；形成機理2：熱變形中偏析或夾雜物被拉長，當(dāng)A冷卻時，偏析區(qū)域(如富磷貧碳區(qū)域)首先析出F且成條帶狀分布，隨后F兩側(cè)的A區(qū)再轉(zhuǎn)變成P，最終呈條帶狀的F+P的混合物。帶狀組織也使材料產(chǎn)生各向異性，橫向的塑、韌性顯著降低，切削性能也變壞。為防止和消除帶狀組織:不在兩相區(qū)變形二是減少夾雜物含量三是采用高溫擴散退火，消除元素偏析。對已出現(xiàn)帶狀組織的材料，可在單相區(qū)加熱正火處理，予以消除或改善。536.4.3熱加工變形后的組織與性能4．熱變形材料晶粒大小的控制采用低的變形終止溫度、大的最終變形量和快的冷卻速度，可得到細(xì)小晶粒。材料中加入微量合金元素，可以阻礙熱變形后的靜態(tài)再結(jié)晶和晶粒長大，也是細(xì)化晶粒的有效措施。與冷加工變形相比，熱加工變形具有許多優(yōu)點，但也有一定的局限性，由于熱加工過程中金屬的氧化，導(dǎo)致表面粗糙度較差。而且金屬熱