1、第四节 回复与再结晶一、冷变形金属在加热时的组织和性能变化 金属经冷变形后 , 组织处于不稳定状态 , 有自发恢复到稳定状态的倾向。但 在常温下,原子扩散能力小 ,不稳定状态可长时间维持 。 加热可使原子扩散能力增加,金属将依次发生 回复、再结晶 和 晶粒长大 。 加热温度 黄铜 回复回复 是指在加热温度较低时,由于金属中的点缺陷及位错近距离迁移而引起的晶内某些变化。在回复阶段 ,金属组织变化不明显,其强度、硬度略有下降,塑性略有提高,但 内应力、电阻率等显著下降 。工业上,常利用回复现象 将冷变形金属低温加热,既稳定组织又保留加工硬化,这种热处理方法称 去应力退火 。 再结晶当变形金属被加热
2、到较高温度时,由于原子活动能力增大,晶粒的形状开始发生变化, 由破碎拉长的晶粒变为完整的等轴晶粒 。这种 冷变形组织在加热时重新彻底改组的过程称 再结晶 。再结晶也是一个晶核形成和长大的过程,但不是相变过程,再结晶前后新旧晶粒的晶格类型和成分完全相同。铁素体变形 80%670 加热650 加热由于再结晶后组织的复原,因而 金属的强度、硬度下降,塑性、韧性提高,加工硬化消失 。冷变形黄铜组织性能随温度的变化 冷变形 (变形量为 38%) 黄铜 580C保温 15分后 的 的再结晶组织 再结晶后的晶粒长大再结晶完成后,若继续 升高加热温度或延长保温时间,将发生晶粒长大, 这是一个自发的过程。黄铜再
3、结晶后晶粒的长大580C保温 8秒后的组织580C保温 15分后的组织 700C保温 10分后的组织晶粒的长大是通过晶界迁移进行的,是大晶粒吞并小晶粒的过程。晶粒粗大会使金属的强度,尤其是塑性和韧性降低 。原子穿过晶界扩散晶界迁移方向二、再结晶温度再结晶不是一个恒温过程,它是自某一温度开始,在一个温度范围内连续进行的过程, 发生再结晶的最低温度称 再结晶温度 。580C保温 3秒后 的 组织 580C保温 4秒后 的 组织 580C保温 8秒后 的 组织冷变形 (变形量为 38%) 黄铜的再结晶T再 与 的关系影响再结晶温度的因素为:1、金属的预先变形度:金属预先变形程度 , 再结晶温度 T再
4、 。 当变形度达到一定值后,再结晶温度趋于某一最低值,称 最低再结晶温度 。纯金属最低再结晶温度与其熔点间近似关系 : T再 0.4T熔其中: T再 、 T熔 -绝对温度 .l 金属熔点 T熔 越 , T再 也越 .例:如 Fe的 T再 : T再 = (T熔 +273)0.4 273=(1538+273)0.4 273=451铝的 T再 = (T熔 +273)0.4 273=(660.4 +273)0.4 273=100.36 2、 金属的纯度金属中的微量杂质或合金元素,尤其高熔点元素起阻碍扩散和晶界迁移作用, 使再结晶温度显著提高 .图 a为铝的纯度对再结晶温度的影响,纯度 再结晶温度 。3、 再结晶加热速度和加热时间加热速度 -再结晶温度 ,加热时间 - 使原子扩散充分 , 再结晶温度 。生产中,把 消除加工硬化的热处理称为 再结晶退火 。再结晶退火温度比再结晶温度高 100200 。 黄铜 580C保温 8秒后的组织 黄铜 580C保温 15分后的组织