材料科学基础-回复与再结晶课件.ppt

1、第第十十章章 回复与再结晶回复与再结晶1.1.概述：冷变形金属加热时的变化过程；概述：冷变形金属加热时的变化过程；2.2.回复：回复的回复：回复的特征特征、机制；、机制；3.3.再结晶：再结晶的再结晶：再结晶的特征特征、机制；再结晶温度；、机制；再结晶温度；再结晶动力学再结晶动力学（记住公式）；（记住公式）；4.4.晶粒长大过程特征；晶粒长大过程特征；5.5.金属的热变形：动态回复、动态再结晶的机制；金属的热变形：动态回复、动态再结晶的机制；热变形引起的组织与性能的变化；热变形引起的组织与性能的变化；第一第一节：概述塑性形变后，材料如何变化 经塑性变形的材料，由于空位、位错等结构缺陷密度的经塑

2、性变形的材料，由于空位、位错等结构缺陷密度的增加，以及畸变能的升高，将处于热力学不稳定的增加，以及畸变能的升高，将处于热力学不稳定的高自由高自由能状态能状态，具有自发恢复到变形前低自由能状态的，具有自发恢复到变形前低自由能状态的趋势趋势 变化的热力学条件（驱动力）变化的热力学条件（驱动力）常温下，原子扩散能力小常温下，原子扩散能力小,不稳定状态可长时间维持。不稳定状态可长时间维持。加加热热可使原子扩散能力增加，冷变形金属将依次发生可使原子扩散能力增加，冷变形金属将依次发生回复回复、再结晶再结晶和和晶粒长大晶粒长大 变化的动力学条件（扩散）变化的动力学条件（扩散）Cold workRecover

3、yRecrystallizationGrain growth冷变形金属加热时的组织变化冷变形金属加热时的组织变化回复：回复：晶粒的晶粒的形态、大小形态、大小与变形态相同，但与变形态相同，但亚结构亚结构、性能性能已有变化已有变化再结晶再结晶：出现出现无畸变的等轴晶粒无畸变的等轴晶粒，逐步取代变形晶粒，逐步取代变形晶粒晶粒长大：晶粒长大：再结晶结束后的再结晶结束后的晶粒继续长大晶粒继续长大冷变形金属加热时的性能变化冷变形金属加热时的性能变化 强度和硬度强度和硬度：回复阶段变化小；回复阶段变化小；再结晶阶段变化大再结晶阶段变化大(与位错密度有关与位错密度有关)电阻：电阻：回复阶段已有大的变化回复阶段

4、已有大的变化(与点缺陷有与点缺陷有关关)内应力：内应力：回复阶段消除大部或全部内应力；回复阶段消除大部或全部内应力；再结晶阶段全部消除微观内应力再结晶阶段全部消除微观内应力 亚晶粒尺寸：亚晶粒尺寸：回复阶段变化小；回复阶段变化小；接近再结晶时，显著增大接近再结晶时，显著增大 密度：密度：再结晶阶段急剧增高再结晶阶段急剧增高(缺陷减少缺陷减少)储存能的变化：储存能的变化：再结晶阶段释放多再结晶阶段释放多 第二第二节：回复现象：现象：除内应力大大减少外，在光学显微镜下看不到金除内应力大大减少外，在光学显微镜下看不到金相组织的变化。在电子显微镜下观察，点缺陷有所减少，位相组织的变化。在电子显微镜下观

5、察，点缺陷有所减少，位错在形态上也有变化，但数量没有明显减少。错在形态上也有变化，但数量没有明显减少。特征：特征：1.1.组织不发生变化；组织不发生变化；2.2.宏观一类应力全部消除，微观二类应力大部分消除；宏观一类应力全部消除，微观二类应力大部分消除；3.3.一般力学性能变化不大，某些物理性能有较大变化；一般力学性能变化不大，某些物理性能有较大变化；4.4.变形储能（回复再结晶驱动力）在回复阶段部分释放。变形储能（回复再结晶驱动力）在回复阶段部分释放。回复过程机制回复过程机制1.1.低温回复低温回复主要与空位变化相关主要与空位变化相关原因：原因：金属中的空位具有平衡浓度，冷变形形成过饱和金属

6、中的空位具有平衡浓度，冷变形形成过饱和空位在低温回复中消失以保持平衡浓度，使能量降低空位在低温回复中消失以保持平衡浓度，使能量降低。过程：过程：空位空位 晶界（表面）、晶界（表面）、空位空位 位错、空位位错、空位 间隙间隙原子（复合）、空位原子（复合）、空位 空位（空位对、空位群、空位片）空位（空位对、空位群、空位片）等发生作用。等发生作用。结果：结果：空位浓度明显降低（电阻率下降）。空位浓度明显降低（电阻率下降）。2.2.中温回复中温回复主要与位错的滑移有关，发生位错运动和重新分布主要与位错的滑移有关，发生位错运动和重新分布 过程：过程：在同一滑移面上的位错，异性相吸而消失；在同一滑移面上的

7、位错，异性相吸而消失；在不同滑移面上的位错，通过空位凝聚消除半原子面在不同滑移面上的位错，通过空位凝聚消除半原子面或空位逃逸制造半原子面而消失。或空位逃逸制造半原子面而消失。3.3.高温回复高温回复多边形化：多边形化：1.稳定多边形化：稳定多边形化：同号刃型位错沿滑移面上塞积而导致点同号刃型位错沿滑移面上塞积而导致点阵弯曲的晶体中发生，位错发生运动和重排，形成位错壁，阵弯曲的晶体中发生，位错发生运动和重排，形成位错壁，组成亚晶界。组成亚晶界。驱动力：驱动力：应变能的下降。应变能的下降。2.再结晶前多边形化：再结晶前多边形化：在变形后具有位错胞结构的晶体中在变形后具有位错胞结构的晶体中发生，变形

8、后位错塞积在位错胞壁，加热发生多边形化的发生，变形后位错塞积在位错胞壁，加热发生多边形化的过程时引起位错的重新分布和部分消失，形成亚晶界。过程时引起位错的重新分布和部分消失，形成亚晶界。比较：比较：两类多边形化的形成取决于变形程度，小变形发生稳定多两类多边形化的形成取决于变形程度，小变形发生稳定多边形化，大变形发生再结晶前多边形化。边形化，大变形发生再结晶前多边形化。稳定多边形化会阻碍以后的再结晶过程，再结晶前多边形稳定多边形化会阻碍以后的再结晶过程，再结晶前多边形化会促进再结晶过程。化会促进再结晶过程。多边形化温度受金属纯度、层错能的影响。多边形化温度受金属纯度、层错能的影响。回复动力学回复

9、动力学1.00.80.60.40.20100200300400500oC450oC400oC350oC300oC时间时间/min.剩余应变硬化分数（剩余应变硬化分数（1-R）（1-R）愈小，回复程度愈大）愈小，回复程度愈大同一变形程度下的多晶铁在不同温度下同一变形程度下的多晶铁在不同温度下退火时，屈服应力的回复动力学曲线退火时，屈服应力的回复动力学曲线0mrmRR 屈服强度恢复率屈服强度恢复率1-R 剩余应变硬化分数剩余应变硬化分数 m 变形后屈服强度变形后屈服强度 r 回复后屈服强度回复后屈服强度 0 完全退火后屈服强度完全退火后屈服强度 回复过程回复过程无孕育期无孕育期；初期初期的回复的回

10、复速率大速率大，随后逐渐变慢；，随后逐渐变慢；特定温度下，回复程度特定温度下，回复程度有极值有极值，退火，退火温度愈高，极值愈大；温度愈高，极值愈大；预变形量预变形量愈大，起始回复速率愈大；愈大，起始回复速率愈大；小晶粒尺寸也有利于回复过程加快小晶粒尺寸也有利于回复过程加快 回复阶段为扩散过程，也是热激活过程，根据回复阶段为扩散过程，也是热激活过程，根据阿累尼乌斯阿累尼乌斯Arrhenius 方程，有：方程，有：xRTQccxdtdx )exp(0t 恒温下的加热时间；恒温下的加热时间；x 冷变形导致的性能增量经加热后的残余分数；冷变形导致的性能增量经加热后的残余分数；c 与材料和温度有与材料

11、和温度有关的比例常数（具有激活过程，可用扩散系数方程表示，含激活能关的比例常数（具有激活过程，可用扩散系数方程表示，含激活能Q）；）；R 气体常数气体常数)exp(ln00RTQtcxx RTQAtln根据根据lnt (1/T)，即时间，即时间温度关系，可求出回复激活能温度关系，可求出回复激活能积分得：积分得：在不同温度下，如以回复到相同程度作比较，可得：在不同温度下，如以回复到相同程度作比较，可得：第三第三节：再结晶 定义：冷变形金属加热到一定温度后，在原变形组织中重新定义：冷变形金属加热到一定温度后，在原变形组织中重新产生了产生了无畸变的等轴新晶粒无畸变的等轴新晶粒，性能发生明显的变化、并

12、恢复到，性能发生明显的变化、并恢复到变形前状况的过程变形前状况的过程（脱胎换骨！）（脱胎换骨！）1.1.再结晶过程的特征：再结晶过程的特征：（1 1）组织发生变化，由冷变形的伸长晶粒变为新的等）组织发生变化，由冷变形的伸长晶粒变为新的等轴晶粒。轴晶粒。（2 2）力学性能发生急剧变化，强度、硬度急剧降低，）力学性能发生急剧变化，强度、硬度急剧降低，塑性提高，恢复至变形前状态。塑性提高，恢复至变形前状态。（3 3）变形储能在再结晶过程中全部释放。三类应力消）变形储能在再结晶过程中全部释放。三类应力消除，位错密度降低。除，位错密度降低。注意：无晶体结构、化学成分的变化，注意：无晶体结构、化学成分的变

13、化，不是相变不是相变；新晶粒长；新晶粒长大通过大通过短程扩散短程扩散；再结晶程度依赖于；再结晶程度依赖于温度温度和和时间时间再结晶性能变化再结晶性能变化 硬度明显下降：硬度明显下降：正在消除正在消除加工硬化的影响加工硬化的影响 储能释放明显提高：储能释放明显提高：将释将释放放90%90%的变形总储能，用于再的变形总储能，用于再结晶的形核与长大结晶的形核与长大 亚晶粒尺寸明显变大：亚晶粒尺寸明显变大：新新的晶粒替代亚晶粒的晶粒替代亚晶粒 电阻率持续下降：电阻率持续下降：无畸变无畸变新晶粒出现，点缺陷减少新晶粒出现，点缺陷减少再结晶过程机制再结晶过程机制1.晶界弓出形核（应变诱导晶界移动、凸出形核

14、）晶界弓出形核（应变诱导晶界移动、凸出形核）特点：特点：变形程度较小时（变形程度较小时（小于小于20%CW），晶粒间变形不均匀、），晶粒间变形不均匀、位错密度位错密度不同不同，相应亚晶尺寸不同；为，相应亚晶尺寸不同；为降低系统的自由能降低系统的自由能，位错密度小的晶粒中的，位错密度小的晶粒中的亚晶通过晶界凸入另外晶粒中，以亚晶通过晶界凸入另外晶粒中，以吞食方式吞食方式开始形成无畸变的开始形成无畸变的再结晶晶核再结晶晶核2.亚晶转动、聚合形核亚晶转动、聚合形核特点：特点：变形程度较大变形程度较大时，或层错能较高时，或层错能较高亚晶合并机制：亚晶合并机制：层错能较高层错能较高时，相邻亚晶界上的位错

15、网络通过时，相邻亚晶界上的位错网络通过解离解离、拆散拆散、位错的位错的攀移攀移、滑移滑移，逐渐转移到周围其它亚晶界上，导致，逐渐转移到周围其它亚晶界上，导致亚晶合并；亚晶合并；合并后合并后的亚晶的晶界上位错密度增加，逐渐转化为的亚晶的晶界上位错密度增加，逐渐转化为大角度晶界大角度晶界，从而具有更大的迁，从而具有更大的迁移率，这种晶界移动后留下移率，这种晶界移动后留下无畸变的晶体无畸变的晶体，成为，成为再结晶核心再结晶核心3.亚晶界迁移、亚晶长大形核亚晶界迁移、亚晶长大形核亚晶迁移机制：亚晶迁移机制：层错能较低层错能较低时，位错密度较大的亚晶界，时，位错密度较大的亚晶界，向位向差较大向位向差较大

16、的周围亚晶方向迁移的周围亚晶方向迁移，并逐渐转化为大角晶界，成为成核中心并长大，并逐渐转化为大角晶界，成为成核中心并长大再结晶核心的长大再结晶核心的长大 长大实质：长大实质：具有临界曲率半径的大角界面向变形基体迁移具有临界曲率半径的大角界面向变形基体迁移消耗变形基体至全部消失消耗变形基体至全部消失 驱动力：驱动力：新晶粒与周围畸变母体之间的应变能差。低能区新晶粒与周围畸变母体之间的应变能差。低能区兼并高能区兼并高能区 这个长大，是指这个长大，是指晶核的长大晶核的长大，即再结晶过程中的长大，即再结晶过程中的长大 区别于区别于再结晶晶粒长大再结晶晶粒长大，即晶核形成后的长大，即晶核形成后的长大再结

17、晶动力学再结晶动力学再结晶动力学特点：再结晶动力学特点：再结晶过程有再结晶过程有孕育期孕育期（与回复动力学的主要区别）（与回复动力学的主要区别）：刚开始速度慢，：刚开始速度慢，逐步加快，到再结晶分数为逐步加快，到再结晶分数为50%时速度最快，随后逐渐变慢时速度最快，随后逐渐变慢 再结晶过程取决于再结晶过程取决于形核率形核率N和和长大速率长大速率G的大小的大小 恒温动力学曲线恒温动力学曲线约翰逊约翰逊-梅厄梅厄 Johnson-Mehl 方程：方程：假定条件：假定条件：均匀成核、球形晶核，均匀成核、球形晶核，N、G不随时间改变、恒温不随时间改变、恒温 长大速率长大速率 形核率；形核率；再结晶体积

18、分数；再结晶体积分数；)3exp(143GNtGNRR&jpj阿弗拉密阿弗拉密 Avrami 方程：方程：假定条件：假定条件：均匀成核、球形晶核，均匀成核、球形晶核，N 随时间指数衰减、恒温随时间指数衰减、恒温)exp(1BtKR常数常数 常数常数；再结晶体积分数；再结晶体积分数；KBRjj再结晶体积分数再结晶体积分数 vs.保温时间保温时间再结晶激活能（等温过程）再结晶激活能（等温过程）)11(2112lg3.2lg3.211ln1ln)exp(1TTRQetttQRAQRTTRQAtRTQAtv阿累尼乌斯公式：阿累尼乌斯公式：Q 再结晶激活能；再结晶激活能；T 绝对温度；绝对温度；v 再再

19、结晶速率；结晶速率；t 时间；时间；A 常数；常数；R 气体常气体常数数 T1lg t 再结晶激活能再结晶激活能（定（定值），不同于值），不同于回复激回复激活能活能（因回复程度不（因回复程度不同而改变）同而改变）1/T lg t 直线直线的斜率中包含的斜率中包含再结晶激活能再结晶激活能（定值）（定值）可比较不同温度可比较不同温度下，等温再结晶下，等温再结晶过程所用时间过程所用时间再结晶温度再结晶温度开始再结晶温度：开始再结晶温度：一般以显微镜中出现一般以显微镜中出现第一颗新晶粒第一颗新晶粒的温度，或的温度，或硬度下硬度下降降50%所对应的温度所对应的温度完成再结晶温度：完成再结晶温度：工业上通

20、常以经过大变形量（工业上通常以经过大变形量（70%以上以上）的冷变形金）的冷变形金属，经属，经1小时退火小时退火完成再结晶（完成再结晶（转变量大于转变量大于95%）所对应的温度）所对应的温度 包奇瓦尔经验公式：包奇瓦尔经验公式：通常再结晶温度在通常再结晶温度在(0.35 0.40)Tm条件条件：工业纯金属，大变形（工业纯金属，大变形（70%）退火时间）退火时间0.51h 影响因素影响因素 预先变形程度预先变形程度（如图）（如图）：变形量越大，变形量越大，再结晶驱动力越大，再结晶温度越低再结晶驱动力越大，再结晶温度越低 原始晶粒尺寸：原始晶粒尺寸：晶粒越细，冷变形抗晶粒越细，冷变形抗力大，变形后

21、储存的能量大，晶界提供较多力大，变形后储存的能量大，晶界提供较多的形核位置，再结晶温度越低的形核位置，再结晶温度越低 微量溶质原子：微量溶质原子：提高再结晶温度，其提高再结晶温度，其原因归于溶质原子的偏聚阻碍位错的滑移和原因归于溶质原子的偏聚阻碍位错的滑移和晶界的迁移，不利于再结晶的形核和长大晶界的迁移，不利于再结晶的形核和长大 第二相粒子：第二相粒子：粒子尺寸大，间距宽，粒子尺寸大，间距宽，有利形核，促进再结晶；粒子尺寸小，间距有利形核，促进再结晶；粒子尺寸小，间距密，阻碍再结晶密，阻碍再结晶 退火工艺：退火工艺：加热速度过缓，储存能减小，加热速度过缓，储存能减小，再结晶温度上升；加热速度过

22、快，来不及形再结晶温度上升；加热速度过快，来不及形核与长大，再结晶温度上升；延长保温时间核与长大，再结晶温度上升；延长保温时间会降低再结晶温度会降低再结晶温度临界变形量（度）：临界变形量（度）：给定温度下给定温度下发生再结晶需要一个最小变形量发生再结晶需要一个最小变形量（程度），一般金属约为（程度），一般金属约为210%变形程度（变形程度（%CW%CW）再结晶温度再结晶温度再结晶后晶粒的大小再结晶后晶粒的大小约翰逊约翰逊-梅厄方程：梅厄方程：41NG常数)(dd 再结晶晶粒尺寸；再结晶晶粒尺寸；N 形核率；形核率；G 长大速率长大速率 变形量的影响：变形量的影响：临界变形度下再结晶得到特别粗大

23、晶粒；变形临界变形度下再结晶得到特别粗大晶粒；变形量大于量大于临界变形量临界变形量后，变形越大，晶粒越细小后，变形越大，晶粒越细小 退火温度的影响：退火温度的影响：退火温度对刚完成再结晶时晶粒尺寸的影响不退火温度对刚完成再结晶时晶粒尺寸的影响不大；但对再结晶速率影响很大，降低临界变形大；但对再结晶速率影响很大，降低临界变形度数值；促进再结晶后的晶粒的长大，温度越度数值；促进再结晶后的晶粒的长大，温度越高晶粒越粗高晶粒越粗第四节：晶粒长大第四节：晶粒长大晶粒长大：晶粒长大：再结晶结束后，材料通常得到新的再结晶结束后，材料通常得到新的细小的无畸变的细小的无畸变的等轴晶粒等轴晶粒，若继续提高加热温度

24、或延长加热时间，引起，若继续提高加热温度或延长加热时间，引起晶粒进晶粒进一步长大一步长大的现象的现象驱动力：驱动力：总晶界能的降低总晶界能的降低按特点分类：按特点分类：正常长大：正常长大：大多数晶粒几乎同时逐渐均匀长大大多数晶粒几乎同时逐渐均匀长大 异常长大：异常长大：少数晶粒突发性的不均匀长大少数晶粒突发性的不均匀长大正常晶粒长大正常晶粒长大定义：定义：在再结晶完成后继续加热或保温过程中，在界面曲率驱动在再结晶完成后继续加热或保温过程中，在界面曲率驱动力的作用下，晶粒发生均匀长大的过程。力的作用下，晶粒发生均匀长大的过程。驱动力：驱动力：界面能界面能与与晶界的曲率晶界的曲率 大多数大多数晶粒

25、几乎晶粒几乎同时长大同时长大，晶粒界面的，晶粒界面的不同曲率不同曲率是造成界面迁是造成界面迁移的直接原因，界面总是向移的直接原因，界面总是向曲率中心曲率中心的方向移动，的方向移动，大晶粒吞并大晶粒吞并小晶粒小晶粒恒温下，晶粒正常长大的关系式：恒温下，晶粒正常长大的关系式：n0nttRTQ-expKKtD Dt t 时间时的平均晶粒直径；时间时的平均晶粒直径；T 温温度；度；n 金属中存在阻碍晶界迁移因素金属中存在阻碍晶界迁移因素时，常小于时，常小于1/2；Q 晶界迁移激活能晶界迁移激活能正常长大影响因素正常长大影响因素1 1）温度：）温度：温度影响界面迁移速度，温度越高，界面迁移速温度影响界面

26、迁移速度，温度越高，界面迁移速度越大，因而晶粒长大速度也越快。度越大，因而晶粒长大速度也越快。2 2）时间：）时间：正常晶粒长大时，一定温度下，平均晶粒直径随正常晶粒长大时，一定温度下，平均晶粒直径随保温时间的平方根而增大。保温时间的平方根而增大。3 3）第二相粒子：）第二相粒子：第二相粒子对界面迁移有约束力，阻碍界第二相粒子对界面迁移有约束力，阻碍界面迁移、晶粒长大。粒子尺寸越小，粒子的体积分数越大，面迁移、晶粒长大。粒子尺寸越小，粒子的体积分数越大，极限的平均晶粒尺寸也越小。极限的平均晶粒尺寸也越小。4 4）表面热蚀沟：）表面热蚀沟：金属在高温下长时间加热时，晶界与表面金属在高温下长时间加

27、热时，晶界与表面相交处为达到表面张力间的相互平衡，以趋向于热力稳定状相交处为达到表面张力间的相互平衡，以趋向于热力稳定状态，将会通过表面原子的扩散过程形成热蚀沟。态，将会通过表面原子的扩散过程形成热蚀沟。5 5）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间的位向晶界的界面能与相邻晶粒间的位向差有关，小角度晶界的界面能小于大角度晶界，固小角度的差有关，小角度晶界的界面能小于大角度晶界，固小角度的移动速度小于后者。移动速度小于后者。反常晶粒长大（二次再结晶）反常晶粒长大（二次再结晶）定义：定义：是在一定条件下，继晶粒正常、均匀长大后发生的晶是在一定条件下，继晶粒正常、均匀长大后发

28、生的晶粒不均匀长大的过程。长大过程中，晶粒尺寸相差悬殊，少数粒不均匀长大的过程。长大过程中，晶粒尺寸相差悬殊，少数几个晶粒择优生长，逐渐吞并周围小晶粒，直至这些择优长大几个晶粒择优生长，逐渐吞并周围小晶粒，直至这些择优长大的晶粒互相接触，周围小晶粒消失，全部形成粗大晶粒，过程的晶粒互相接触，周围小晶粒消失，全部形成粗大晶粒，过程结束。结束。形成反常晶粒长大或二次再结晶的基本条件：形成反常晶粒长大或二次再结晶的基本条件：稳定基体稳定基体、有利晶粒有利晶粒和和高温加热高温加热。再结晶退火孪晶再结晶退火孪晶退火孪晶的形态：退火孪晶的形态：（A）晶界交角处退火孪晶；晶界交角处退火孪晶；（B）贯穿晶粒的

29、完整贯穿晶粒的完整退火孪晶；退火孪晶；（C）一端中止于晶内的不完整孪晶一端中止于晶内的不完整孪晶退火孪晶形成必须满足能量条件，层错能低的晶体容易形成退退火孪晶形成必须满足能量条件，层错能低的晶体容易形成退火孪晶火孪晶再结晶织构再结晶织构具有变形织构的金属，经具有变形织构的金属，经再结晶后再结晶后的新晶粒仍具有的新晶粒仍具有择优取向择优取向再结晶织构与变形织构的关系：再结晶织构与变形织构的关系：与原有的织构相一致与原有的织构相一致（类似遗传）（类似遗传）；原有织构消失而代之以新的织构原有织构消失而代之以新的织构（类似变异）（类似变异）；原有织构消失不再产生新的织构原有织构消失不再产生新的织构再结

30、晶织构的形成机制再结晶织构的形成机制 定向生长理论：定向生长理论：晶核位向各异，只有特殊位向的容易长大晶核位向各异，只有特殊位向的容易长大 定向形核理论：定向形核理论：再结晶晶核具有择优取向再结晶晶核具有择优取向制耳现象：在冲制筒形和杯形零件时，各向变形不均匀，制耳现象：在冲制筒形和杯形零件时，各向变形不均匀，造成薄厚不均、边缘不齐的现象。造成薄厚不均、边缘不齐的现象。第五节：金属的热变形金金属的热变形：属的热变形：金属在再结晶温度以上进行的加工、变形。金属在再结晶温度以上进行的加工、变形。热变形的实质是热变形的实质是:变形中形变硬化和动态软化同时进行的过程，变形中形变硬化和动态软化同时进行的

31、过程，形变硬化为动态软化所抵消，因而不显示加工硬化作用。形变硬化为动态软化所抵消，因而不显示加工硬化作用。动态回复和动态再结晶：动态回复和动态再结晶：在热变过程中，与形变硬化同时发生在热变过程中，与形变硬化同时发生的回复、再结晶过程。的回复、再结晶过程。1.1.动态回复：动态回复：（层错能高的金属层错能高的金属）动态回复是其软化的主要方式动态回复是其软化的主要方式其热变形中的应力-应变曲线有三个阶段：第一阶段为微应变阶段微应变阶段，应变量约为0.1%0.2%，曲线急剧上升；第二阶段是最小流变应力T之后的流变阶段流变阶段，有加工硬化，加工硬化率逐渐降低；第三阶段为稳态流变阶段稳态流变阶段，应力-

32、应变曲线为水平线，此时，加工硬化实际速率为零。2.动态再结晶：对具有低层错能的材料动态再结晶：对具有低层错能的材料如铜及其合金、镍和镍合金，金和钯及其合金，奥氏体钢及奥氏体合金，不易发生交滑移和动态回复，此时，动态再结晶成为动动态再结晶成为动态软化的主要方式态软化的主要方式。热变形中发生动态再结晶的应力-应变曲线形状取决于应变速率应变速率。动态再结晶是动态再结晶是生核生核与与核心长大核心长大的过程。其生核机制是的过程。其生核机制是大角界面大角界面的迁移过程。的迁移过程。动态再结晶具有动态再结晶具有反复形核，有限长大反复形核，有限长大的特点。的特点。动态再结晶后得到动态再结晶后得到等轴晶粒组织等

33、轴晶粒组织，因反复再结晶，晶粒较为细，因反复再结晶，晶粒较为细小，晶粒大小决定于小，晶粒大小决定于应变速率和变形温度应变速率和变形温度。这种组织比静态再。这种组织比静态再结晶组织有较高的强度和硬度。结晶组织有较高的强度和硬度。3.3.亚亚动态动态再再结晶结晶热变形停止后，继续进行的动态再结晶过程。热变形停止后，继续进行的动态再结晶过程。4.4.热变形引起组织、性能的变化热变形引起组织、性能的变化1 1）改善铸造状态的组织缺陷）改善铸造状态的组织缺陷2 2）热变形形成流线，出现各向异性流线。由一条条流线勾划）热变形形成流线，出现各向异性流线。由一条条流线勾划出来的组织，叫出来的组织，叫纤维组织纤维组织3 3）带状组织的形成复相合金中的各个相，在热加工时沿着变）带状组织的形成复相合金中的各个相，在热加工时沿着变形方向交替地呈带状分布，称为形方向交替地呈带状分布，称为带状组织带状组织5.5.超塑性超塑性：在一定条件下进行热变形，材料可得到特别大的均匀塑性变形，而不发生缩颈，延伸率可达500%到2000%，材料的这种特性即为超塑性。