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1、病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程第七章第七章 金属及合金的回复与再结晶金属及合金的回复与再结晶第一节第一节第一节第一节 形变金属与合金在退火过程中的变化形变金属与合金在退火过程中的变化形变金属与合金在退火过程中的变化形变金属与合金在退火过程中的变化第二节第二节第二节第二节 回复回复回复回复第三节第三节第三节第三节 再结晶再结晶再结晶再结晶第四节第四节第四节第四节 晶粒长大晶粒长大晶粒长大晶粒长大第五节第五节第五节第五节 金属的热加工金属的热加工金属的热加工金属的热加工1病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境
2、的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程塑性变形功塑性变形功形变金属在退火过程中发生的现象形变金属在退火过程中发生的现象热能（大部分）热能（大部分）畸变能畸变能弹性应变能（弹性应变能（3-12%）储存能（小部分）储存能（小部分）空位能空位能位错能（位错能（80-90%）塑性变形后的金属塑性变形后的金属材料的自由能升高材料的自由能升高在热力学上处在热力学上处于不稳定状态于不稳定状态有自发恢复到变形前有自发恢复到变形前低自由能状态的趋势低自由能状态的趋势常温下原子活动能力小常温下原子活动能力小不能发生明显的变化不能发生明显的变化提高温度就能实提高温度就能实现恢复低能状态现恢复
3、低能状态退火退火回复回复再结晶再结晶晶粒长大晶粒长大金属发生塑性变形时，外力所做的功，大部分转化为金属发生塑性变形时，外力所做的功，大部分转化为热能热能，小部分（变形功的小部分（变形功的10）保留在金属内部，变为残留应力。）保留在金属内部，变为残留应力。2病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程黄黄铜铜形变金属在退火过程中发生的现象形变金属在退火过程中发生的现象回复回复回复回复:再结晶再结晶再结晶再结晶:晶粒长大晶粒长大晶粒长大晶粒长大: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新的无畸变晶粒出现之前所产生的亚结构
4、和性能变化的阶段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；出现无畸变的等轴新晶粒逐步取代变形晶粒的过程；出现无畸变的等轴新晶粒逐步取代变形晶粒的过程；出现无畸变的等轴新晶粒逐步取代变形晶粒的过程；出现无畸变的等轴新晶粒逐步取代变形晶粒的过程；再结晶结束之后晶粒的继续长大现象。再结晶结束之后晶粒的继续长大现象。再结晶结束之后晶粒的继续长大现象。再结晶结束之后晶粒的继续长大现象。3病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程7-1形变金属在退火过程中的变化形变金属在退火
5、过程中的变化一、显微组织的变化一、显微组织的变化二、储存能及内应力的变化二、储存能及内应力的变化三、力学性能的变化三、力学性能的变化4病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程晶粒晶粒晶粒晶粒保持纤维状或扁平状，显微组织上几乎不变化保持纤维状或扁平状，显微组织上几乎不变化一、显微组织的变化一、显微组织的变化一、显微组织的变化一、显微组织的变化7-1形变金属在退火过程中的变化形变金属在退火过程中的变化回复阶段：回复阶段：回复阶段：回复阶段：再结晶阶段：再结晶阶段：再结晶阶段：再结晶阶段：在变形的晶粒内部开始出现新的小晶粒；随时间
6、的延长新晶粒不断出现并长大，直到完全改组为新的、无畸变的细等轴晶粒。新晶粒互相吞食长大，得到稳定的尺寸。晶粒长大阶段晶粒长大阶段晶粒长大阶段晶粒长大阶段:黄黄铜铜5黄铜退火过程中各个阶段的金相照片黄铜退火过程中各个阶段的金相照片冷变形量为冷变形量为38的组织的组织580C保温保温3秒后的组织秒后的组织580C保温保温4秒后的组织秒后的组织580C保温保温8秒后的组织秒后的组织580C保温保温15分后的组织分后的组织700C保温保温10分后的组织分后的组织6病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程二、储存能及内应力的变化二、储
7、存能及内应力的变化二、储存能及内应力的变化二、储存能及内应力的变化再再结结晶晶再再结结晶晶再再结结晶晶123图图7-2退火过程中的能量释放退火过程中的能量释放1-纯金属纯金属2-不纯金属不纯金属3-合金合金能能量量的的释释放放温度温度7-1形变金属在退火过程中的变化形变金属在退火过程中的变化内应力得以松弛；储存能的释放内应力得以松弛；储存能的释放原子活动能力提高，迁移至平衡位置原子活动能力提高，迁移至平衡位置第一批再结晶第一批再结晶晶粒出现的温度晶粒出现的温度几乎全部被消除几乎全部被消除储存能：储存能：储存能：储存能：存在于冷变形金属内存在于冷变形金属内部的一小部分变形功部的一小部分变形功剩余
8、内应力可完全被消除剩余内应力可完全被消除第第一类（宏观）内应力一类（宏观）内应力第二类（微观）内应力、第二类（微观）内应力、第三类内应力（点阵畸变）第三类内应力（点阵畸变）部分消除部分消除回复阶段：回复阶段：回复阶段：回复阶段：再结晶阶段：再结晶阶段：再结晶阶段：再结晶阶段：7病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程回复阶段：回复阶段：回复阶段：回复阶段：硬度略有下降，硬度略有下降，硬度略有下降，硬度略有下降，塑性有所提高塑性有所提高塑性有所提高塑性有所提高位错密度减少有限位错密度减少有限位错密度减少有限位错密度减少有限再结
9、晶阶段：再结晶阶段：再结晶阶段：再结晶阶段：强度硬度显著降低强度硬度显著降低强度硬度显著降低强度硬度显著降低 塑性大大提高塑性大大提高塑性大大提高塑性大大提高位错密度显著下降位错密度显著下降位错密度显著下降位错密度显著下降三、力学性能的变化三、力学性能的变化三、力学性能的变化三、力学性能的变化7-1形变金属在退火过程中的变化形变金属在退火过程中的变化冷塑性变形冷塑性变形加工硬化加工硬化退火退火软化软化8病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程7-2回复回复退火的早期阶段退火的早期阶段一、退火温度和时间对回复过程的影响一、退火
10、温度和时间对回复过程的影响一、退火温度和时间对回复过程的影响一、退火温度和时间对回复过程的影响二、回复机制二、回复机制二、回复机制二、回复机制三、亚结构的变化三、亚结构的变化三、亚结构的变化三、亚结构的变化四、回复退火的应用四、回复退火的应用四、回复退火的应用四、回复退火的应用冷塑性变形的金属在加热时，在光学显微组织发生冷塑性变形的金属在加热时，在光学显微组织发生改变前（即再结晶晶粒形成前）所产生的某些亚结改变前（即再结晶晶粒形成前）所产生的某些亚结构和性能的变化过程。构和性能的变化过程。定义定义9病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度
11、的病理生理过程一、退火温度和时间对回复过程的影响一、退火温度和时间对回复过程的影响图图7-4纯铁的屈服强度的回复动力学曲线纯铁的屈服强度的回复动力学曲线7-2回回复复温度越高，回复的程度越大温度越高，回复的程度越大时间越长，回复的程度越大时间越长，回复的程度越大对应每一个温度，存在一个回复程度的极限值，对应每一个温度，存在一个回复程度的极限值，温度越高，极限值越高温度越高，极限值越高，到达极限值的时间越短到达极限值的时间越短初期变化较大，随后减慢初期变化较大，随后减慢到达极限值后，回复停止到达极限值后，回复停止10病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁
12、殖，引起不同程度的病理生理过程再再结结晶晶再再结结晶晶再再结结晶晶12图图7-2退火过程中的能量释放退火过程中的能量释放1-纯金属纯金属2-合金合金能能量量的的释释放放温度温度一、退火温度和时间对回复过程的影响一、退火温度和时间对回复过程的影响一、退火温度和时间对回复过程的影响一、退火温度和时间对回复过程的影响7-2回回复复回复：原子迁移扩散过程回复：原子迁移扩散过程,晶体缺陷数量的减少晶体缺陷数量的减少;储存能下降。储存能下降。纯金属纯金属和和合金合金在回复阶段在回复阶段储存能的释放程度不同。储存能的释放程度不同。合金在回复阶段释放储存合金在回复阶段释放储存能的能的70%，大大降低随后，大大
13、降低随后的再结晶的驱动力。的再结晶的驱动力。合金元素及杂质能够显著合金元素及杂质能够显著推迟金属的再结晶过程。推迟金属的再结晶过程。第一批再结晶第一批再结晶晶粒出现的温度晶粒出现的温度11病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程低温回复低温回复低温回复低温回复：主要涉及空位的运动，使空位密度大大下降。主要涉及空位的运动，使空位密度大大下降。二、回复机制二、回复机制7-2回回复复回复的微观行为：是空位和位错在退火过程回复的微观行为：是空位和位错在退火过程中发生运动，从而改变其数量和组态的过程中发生运动，从而改变其数量和组态的过
14、程力学性能对空位不敏感，其值不出现变化力学性能对空位不敏感，其值不出现变化中温回复：中温回复：中温回复：中温回复：主要涉及位错的运动（滑移）主要涉及位错的运动（滑移）主要涉及位错的运动（滑移）主要涉及位错的运动（滑移）。位错密度下降，位错缠结重新排列使亚晶规整化位错密度下降，位错缠结重新排列使亚晶规整化高温回复：高温回复：高温回复：高温回复：主要涉及位错运动（滑移主要涉及位错运动（滑移主要涉及位错运动（滑移主要涉及位错运动（滑移+攀移）。攀移）。攀移）。攀移）。多边化：多边化：冷变形金属加热时，原来处在滑移面上的位冷变形金属加热时，原来处在滑移面上的位错，通过滑移和攀移，形成与滑移面垂直的错，
15、通过滑移和攀移，形成与滑移面垂直的亚晶界的过程。亚晶界的过程。驱动力：储存能的降低驱动力：储存能的降低12病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 二、回复机制二、回复机制多边化：多边化：冷变形金属加热时，原来处在滑移面上的位冷变形金属加热时，原来处在滑移面上的位错，通过滑移和攀移，形成与滑移面垂直的错，通过滑移和攀移，形成与滑移面垂直的亚晶界的过程。亚晶界的过程。13病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程?多边化多边化多边化多边化使应变能降低使应变能降
16、低使应变能降低使应变能降低二、回复机制二、回复机制7-2回回复复上下相邻的同号刃型位错之间的区域内上下相邻的同号刃型位错之间的区域内上面位错的拉应变场正好与下面位错的上面位错的拉应变场正好与下面位错的压应变场相叠加，互相部分抵消压应变场相叠加，互相部分抵消冷变形使平行的同号位错在滑移面上塞积冷变形使平行的同号位错在滑移面上塞积它们的应变能是相加的，致使它们的应变能是相加的，致使晶格弯曲晶格弯曲高温回复过程中，多边化高温回复过程中，多边化降低系统的应变能降低系统的应变能14病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程7-3再再结结
17、晶晶一、再结晶晶核的形成与长大一、再结晶晶核的形成与长大二、再结晶温度及其影响因素二、再结晶温度及其影响因素三、再结晶晶粒长大的控制三、再结晶晶粒长大的控制15病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程定义定义定义定义：冷塑性变形后的金属加热到一定温度后，在原来的冷塑性变形后的金属加热到一定温度后，在原来的变形组织中产生无畸变的新晶粒，而且性能恢复到变形组织中产生无畸变的新晶粒，而且性能恢复到变形以前的完全软化状态的过程。变形以前的完全软化状态的过程。7-3再再结结晶晶驱动力驱动力驱动力驱动力:冷变形时所产生的储存能的降低冷变
18、形时所产生的储存能的降低16病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程&注意：再结晶和同素异构转变的异同点&再结晶无晶格类型的变化；不是相变不是相变不是相变不是相变&同素异构转变有晶格类型的变化；固态相变7-3再再结结晶晶再结晶晶核的形成位置：再结晶晶核的形成位置：再结晶晶核的形成位置：再结晶晶核的形成位置：塑性变形引起的最大畸变处塑性变形引起的最大畸变处塑性变形引起的最大畸变处塑性变形引起的最大畸变处再结晶晶核的形成必要条件：再结晶晶核的形成必要条件：再结晶晶核的形成必要条件：再结晶晶核的形成必要条件：回复阶段的多边化过程回
19、复阶段的多边化过程回复阶段的多边化过程回复阶段的多边化过程再结晶和结晶的异同点？再结晶和结晶的异同点？再结晶和结晶的异同点？再结晶和结晶的异同点？形核形核+长大长大相同点相同点：17病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程（一）（一）（一）（一）形核形核形核形核一、再结晶晶核的形成与长大一、再结晶晶核的形成与长大（1 1）亚晶合并形核（图7-10a）亚晶合并形核机制亚晶合并形核机制1.亚晶长大形核机制（变形度较大时）亚晶长大形核机制（变形度较大时）ABC合并成为一个大的亚晶粒，成为再结晶晶核合并成为一个大的亚晶粒，成为再结晶
20、晶核相邻亚晶界上的位错运动相邻亚晶界上的位错运动转移到周围的晶界或亚晶界上，使原来的转移到周围的晶界或亚晶界上，使原来的亚晶界消失亚晶界消失通过原子扩散和位置的调整通过原子扩散和位置的调整使两个或更多的亚晶粒的使两个或更多的亚晶粒的取向变为一致取向变为一致18病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程亚晶界移动形核机制亚晶界移动形核机制一、再结晶晶核的形成与长大一、再结晶晶核的形成与长大(2)(2)亚晶界移动形核（图7-10b）（一）形核（一）形核（一）形核（一）形核再结晶晶核再结晶晶核1.亚晶长大形核机制（变形度较大时）亚晶
21、长大形核机制（变形度较大时）位错密度很高的亚晶界的移动位错密度很高的亚晶界的移动吞并相邻变形基体和亚晶吞并相邻变形基体和亚晶亚晶长大形核机制的特点：消耗周围的高能区亚晶长大形核机制的特点：消耗周围的高能区变形度变形度高能区高能区再结晶晶核再结晶晶核再结晶晶核再结晶晶核19病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程2.2.2.2.晶界凸（弓）出形核机制（变形度较小（晶界凸（弓）出形核机制（变形度较小（晶界凸（弓）出形核机制（变形度较小（晶界凸（弓）出形核机制（变形度较小（40%40%40%95%95%转变量）的温度。转变量）的温
22、度。转变量）的温度。转变量）的温度。不是一个物理常数不是一个物理常数T T再再再再 TT熔熔熔熔金属金属最低再结晶温度最低再结晶温度与其与其熔点之间存在的经验公式熔点之间存在的经验公式：0.35-0.40.35-0.4工业纯金属工业纯金属工业纯金属工业纯金属：0.25-0.350.25-0.35高高高高纯金属纯金属纯金属纯金属变形程度、材料纯度、退火时间等因素的影响，较大范围内变化变形程度、材料纯度、退火时间等因素的影响，较大范围内变化实际的再结晶温度实际的再结晶温度=最低再结晶温度最低再结晶温度+（100200)C22病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位
23、生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程二、再结晶温度的二、再结晶温度的影响因素影响因素1.1.变形程度变形程度变形程度变形程度变形度大变形度大储存能越多，再结晶驱动力大，储存能越多，再结晶驱动力大，再结晶温度越低再结晶温度越低。变形度很小，再结晶温度趋于熔点变形度很小，再结晶温度趋于熔点2.2.金属纯度金属纯度金属纯度金属纯度金属的金属的金属的金属的纯度越高纯度越高纯度越高纯度越高，再结晶温度越低再结晶温度越低再结晶温度越低再结晶温度越低3.3.加热速度加热速度加热速度加热速度缓慢，缓慢，缓慢，缓慢，则变形金属在加热过程中有足够的时间进行回复，则变形金属在加热过程中有足够的时间进行回复，则变形金
24、属在加热过程中有足够的时间进行回复，则变形金属在加热过程中有足够的时间进行回复，使储存能减少，再结晶驱动力降低，使储存能减少，再结晶驱动力降低，使储存能减少，再结晶驱动力降低，使储存能减少，再结晶驱动力降低，提高再结晶温度；提高再结晶温度；提高再结晶温度；提高再结晶温度；4.4.保温时间保温时间保温时间保温时间极快极快极快极快，也使再，也使再，也使再，也使再结晶温度升高。结晶温度升高。结晶温度升高。结晶温度升高。这是由于再结晶形核与长大都这是由于再结晶形核与长大都这是由于再结晶形核与长大都这是由于再结晶形核与长大都需要时间，加热速度过快，来不及进行形核与长大，所以推需要时间，加热速度过快，来不
25、及进行形核与长大，所以推需要时间，加热速度过快，来不及进行形核与长大，所以推需要时间，加热速度过快，来不及进行形核与长大，所以推迟到更高的温度才会发生再结晶。迟到更高的温度才会发生再结晶。迟到更高的温度才会发生再结晶。迟到更高的温度才会发生再结晶。在一定范围内，在一定范围内，在一定范围内，在一定范围内，增加增加增加增加保温时间，有利于保温时间，有利于保温时间，有利于保温时间，有利于降低降低降低降低再结晶温度再结晶温度再结晶温度再结晶温度7-3再再结结晶晶再再结结晶晶再再结结晶晶12温度温度再再结结晶晶自学23病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引
26、起不同程度的病理生理过程三、再结晶晶粒大小的控制三、再结晶晶粒大小的控制再结晶晶粒的平均直径再结晶晶粒的平均直径长大线速度长大线速度形核率形核率比例常数比例常数1.1.变形度变形度临界变形度临界变形度临界变形度：临界变形度：对应于得到特别粗大晶粒的变形度对应于得到特别粗大晶粒的变形度临界变形度临界变形度晶粒尺寸为原始晶粒尺寸晶粒尺寸为原始晶粒尺寸晶粒特别粗大晶粒特别粗大=临界变形度临界变形度随变形度增加，晶粒逐渐细化随变形度增加，晶粒逐渐细化变形度变形度24病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程三、再结晶晶粒大小的控制三、
27、再结晶晶粒大小的控制3.原始晶粒尺寸原始晶粒尺寸当变形度一定时，原始晶粒越细，当变形度一定时，原始晶粒越细，d越小。越小。4.合金元素及杂质合金元素及杂质一般都能起细化再结晶晶粒的作用。一般都能起细化再结晶晶粒的作用。2.再结晶退火温度再结晶退火温度T升高，回复的程度越大，储存能少，使晶粒粗化。升高，回复的程度越大，储存能少，使晶粒粗化。自学25病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程7-4晶粒长大晶粒长大一、晶粒的正常长大一、晶粒的正常长大二、晶粒的反常长大二、晶粒的反常长大三、再结晶退火后的组织三、再结晶退火后的组织再再
28、结结晶晶结结束束后后，若若继继续续升升温温或或延延长长保保温温时时间间，晶粒之间互相吞并而长大过程。晶粒之间互相吞并而长大过程。晶粒的正常长大晶粒的正常长大晶粒的正常长大晶粒的正常长大晶粒的反常长大晶粒的反常长大晶粒的反常长大晶粒的反常长大长大特征长大特征晶粒长大晶粒长大晶粒长大晶粒长大：晶粒均匀连续地长大：晶粒均匀连续地长大：晶粒均匀连续地长大：晶粒均匀连续地长大：晶粒不均匀不连续地长大：晶粒不均匀不连续地长大：晶粒不均匀不连续地长大：晶粒不均匀不连续地长大26病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程晶粒细，晶界多，界面能
29、高；晶粒细，晶界多，界面能高；晶粒粗，晶界少，界面能低。晶粒粗，晶界少，界面能低。由细到粗（晶粒长大），高能向低能，自发过程。由细到粗（晶粒长大），高能向低能，自发过程。驱动力与界面能成正比，与曲率半径成反比驱动力与界面能成正比，与曲率半径成反比驱动力与界面能成正比，与曲率半径成反比驱动力与界面能成正比，与曲率半径成反比一一、晶粒的正常长大、晶粒的正常长大7-4晶粒长大晶粒长大总的界面能的降低总的界面能的降低（一）驱动力：（一）驱动力：（一）驱动力：（一）驱动力：曲率半径曲率半径曲率角度曲率角度/弧度弧度晶界的界面能越大，曲率半径越小（或曲率越大）晶界的界面能越大，曲率半径越小（或曲率越大）,
30、驱动力越大驱动力越大晶粒长大前后总的界面能差晶粒长大前后总的界面能差晶粒长大前后总的界面能差晶粒长大前后总的界面能差有曲率，有驱动力有曲率，有驱动力有曲率，有驱动力有曲率，有驱动力27病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程再结晶晶核长大时晶界的移动方向背离曲率中心再结晶晶核长大时晶界的移动方向背离曲率中心一一、晶粒的正常长大、晶粒的正常长大亚晶合并形核机制亚晶合并形核机制亚晶界移动形核机制亚晶界移动形核机制晶界晶界凸凸形核机制形核机制晶界的移动方向：晶界的移动方向：朝向曲率中心方向朝向曲率中心方向晶粒正常长大的规律晶粒正常
31、长大的规律弯曲晶界趋向于平直，降低表面能弯曲晶界趋向于平直，降低表面能28病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程?晶粒稳定形状的两个必要条件晶粒稳定形状的两个必要条件晶粒稳定形状的两个必要条件晶粒稳定形状的两个必要条件?1 1）所有晶界都是直线）所有晶界都是直线?2 2）晶界间夹角为）晶界间夹角为120120一一、晶粒的正常长大、晶粒的正常长大（二）（二）（二）（二）晶粒的稳定形状晶粒的稳定形状晶粒的稳定形状晶粒的稳定形状二维坐标中，晶粒边数为二维坐标中，晶粒边数为6，夹角为，夹角为120 的晶粒处于平衡状态。的晶粒处于平
32、衡状态。边数少于边数少于6的晶粒，将逐步缩小的晶粒，将逐步缩小边数大于边数大于6的晶粒，将逐渐长大的晶粒，将逐渐长大晶粒的稳定形状晶粒的稳定形状二维晶粒的稳定形状29病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程(a)10min (b)20min(c)30min (d)60min喷射沉积喷射沉积7075+3.0%Al2O3铝合金在铝合金在600保温不同时间的组织保温不同时间的组织30病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 （1 1 1 1）温度温度温度温度 （
33、2 2 2 2）杂质与合金元素）杂质与合金元素）杂质与合金元素）杂质与合金元素 （3 3 3 3）第二相质点）第二相质点）第二相质点）第二相质点 （4 4 4 4）相邻晶粒的位向差）相邻晶粒的位向差）相邻晶粒的位向差）相邻晶粒的位向差 晶界的界面能与相邻晶粒的位向差有关，晶界的界面能与相邻晶粒的位向差有关，晶界的界面能与相邻晶粒的位向差有关，晶界的界面能与相邻晶粒的位向差有关，小角度晶界小角度晶界小角度晶界小角度晶界界面能低，界面移动的驱动力小，晶界移动速度界面能低，界面移动的驱动力小，晶界移动速度界面能低，界面移动的驱动力小，晶界移动速度界面能低，界面移动的驱动力小，晶界移动速度低低低低 大
34、角度晶界大角度晶界大角度晶界大角度晶界界面能高，界面移动的驱动力大，晶界移动速度界面能高，界面移动的驱动力大，晶界移动速度界面能高，界面移动的驱动力大，晶界移动速度界面能高，界面移动的驱动力大，晶界移动速度高高高高一一、晶粒的正常长大、晶粒的正常长大7-4晶粒长大晶粒长大（三）影响晶粒长大的因素（三）影响晶粒长大的因素（三）影响晶粒长大的因素（三）影响晶粒长大的因素31病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程二、晶粒的反常长大二、晶粒的反常长大7-4晶粒长大晶粒长大二次再结晶二次再结晶二次再结晶二次再结晶少数晶粒逐步吞食周围
35、大量小晶粒，其尺寸超少数晶粒逐步吞食周围大量小晶粒，其尺寸超少数晶粒逐步吞食周围大量小晶粒，其尺寸超少数晶粒逐步吞食周围大量小晶粒，其尺寸超过原始晶粒的几十倍或上百倍的晶粒长大过程过原始晶粒的几十倍或上百倍的晶粒长大过程过原始晶粒的几十倍或上百倍的晶粒长大过程过原始晶粒的几十倍或上百倍的晶粒长大过程特殊条件下的晶粒长大过程特殊条件下的晶粒长大过程晶粒异常长大过程示意图晶粒异常长大过程示意图32病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程7-5金属的热加工金属的热加工一、金属的热加工与冷加工一、金属的热加工与冷加工二、动态回复和动
36、态再结晶二、动态回复和动态再结晶三、热加工后的组织与性能三、热加工后的组织与性能33病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程一、金属的热加工与冷加工一、金属的热加工与冷加工?热加工：在再结晶温度以上热加工：在再结晶温度以上热加工：在再结晶温度以上热加工：在再结晶温度以上的的的的加工过程加工过程加工过程加工过程?冷加工：在再结晶温度以下冷加工：在再结晶温度以下冷加工：在再结晶温度以下冷加工：在再结晶温度以下的的的的加工过程加工过程加工过程加工过程 钨钨的的最最低低再再结结晶晶温温度度约约为为12001200，所所以以钨钨即即使
37、使在在稍稍低低于于12001200的高温下塑性变形仍属于冷加工；的高温下塑性变形仍属于冷加工；锡锡的的最最低低再再结结晶晶温温度度约约为为-7-7，所所以以锡锡即即使使在在室室温温下下塑性变形也属于热加工。塑性变形也属于热加工。冷塑性变形冷塑性变形（冷加工）（冷加工）加工硬化加工硬化退火时发生回复和再结晶退火时发生回复和再结晶（软化）（软化）热加工：在再结晶温度以上的加工过程热加工：在再结晶温度以上的加工过程热加工：在再结晶温度以上的加工过程热加工：在再结晶温度以上的加工过程硬化、软化两个硬化、软化两个过程同时存在过程同时存在34病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且
38、在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程二、动态回复和动态再结晶二、动态回复和动态再结晶静态回复和再结晶：静止状态下发生的回复和再结晶静态回复和再结晶：静止状态下发生的回复和再结晶静态回复和再结晶：静止状态下发生的回复和再结晶静态回复和再结晶：静止状态下发生的回复和再结晶（1 1 1 1）形变中断或终止后的）形变中断或终止后的）形变中断或终止后的）形变中断或终止后的保温过程保温过程保温过程保温过程中发生的回复和再结晶。中发生的回复和再结晶。中发生的回复和再结晶。中发生的回复和再结晶。（2 2 2 2）形变中断或终止后的）形变中断或终止后的）形变中断或终止后的）形变中断或终止后的冷却过程冷
39、却过程冷却过程冷却过程中发生的回复和再结晶中发生的回复和再结晶中发生的回复和再结晶中发生的回复和再结晶。（利用加工余热进行退火；冷加工以后发生的（利用加工余热进行退火；冷加工以后发生的（利用加工余热进行退火；冷加工以后发生的（利用加工余热进行退火；冷加工以后发生的回复和再结晶回复和再结晶回复和再结晶回复和再结晶）动态回复和动态再结晶：加工过程中发生的回复和再结晶；动态回复和动态再结晶：加工过程中发生的回复和再结晶；与变形同时进行的回复和再结晶与变形同时进行的回复和再结晶 （热加工过程中进行的回复与再结晶）（热加工过程中进行的回复与再结晶）P209图图7-26动、静态再结晶的示意图动、静态再结晶
40、的示意图35病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程二、动态回复和动态再结晶二、动态回复和动态再结晶热加工的真应力热加工的真应力热加工的真应力热加工的真应力真应变曲线真应变曲线真应变曲线真应变曲线-1-1真应变真应变真真应应力力图图7-27在热加工温度发生动态在热加工温度发生动态回复回复时的真应力时的真应力真应变曲线特征真应变曲线特征：应力随应变增大应力随应变增大：均匀塑性变形，发生加工硬化均匀塑性变形，发生加工硬化：稳定状态，加工硬化为零稳定状态，加工硬化为零亚结构的变化（位错密度）亚结构的变化（位错密度）：位错密度增加位
41、错密度增加：位错密度继续增加，出现位错缠结位错密度继续增加，出现位错缠结形成胞状亚结构，引起回复发生形成胞状亚结构，引起回复发生：位错密增加率与消失率位错密增加率与消失率相等，形成等轴状亚晶相等，形成等轴状亚晶没有发生动态再结晶没有发生动态再结晶应力-应变的变化规律36病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程二、动态回复和动态再结晶二、动态回复和动态再结晶图图7-28在热加工温度发生动态在热加工温度发生动态再结晶再结晶时的真应力时的真应力真应变曲线特征真应变曲线特征真应变真应变真真应应力力高应变速率高应变速率低应变速率低应变
42、速率热加工的真应力热加工的真应力热加工的真应力热加工的真应力真应变曲线真应变曲线真应变曲线真应变曲线-2-2：应力随应变不断增大应力随应变不断增大应力达到峰值后下降应力达到峰值后下降应力最后稳定状态应力最后稳定状态：硬化占主导作用，发生部分再结晶硬化占主导作用，发生部分再结晶：软化作用逐渐加强，超过硬化作用软化作用逐渐加强，超过硬化作用：硬化与软化作用达到动态平衡硬化与软化作用达到动态平衡：曲线呈波浪形曲线呈波浪形硬化硬化软化软化硬化硬化软化软化应力-应变的变化规律硬化-软化规律37病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程第七章第七章金属及合金的回复与再结晶金属及合金的回复与再结晶第一节第一节 形变金属在退火过程中的变化形变金属在退火过程中的变化第二节第二节 回复回复第三节第三节 再结晶再结晶第四节第四节 晶粒长大晶粒长大第五节第五节 金属的热加工金属的热加工38