再结晶及其对组织性能的影响

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1. 再结晶过程

变形后的金属在较高温度加热时,可能原子扩散能力增大,被拉长(或压扁)、破碎的晶粒通过重新生核、长大变成新的均匀、细小的等轴晶。你这俩过程称为再结晶。变形金属进行再结晶后,金属的带宽和硬度明显降低,而塑性和韧性大大提高,加工硬化现象被消除,此时内应力详细消失,物理、化学性能基本上恢复到变形很久的水平。再结晶生成的新的晶粒的晶格类型与变形前、变形后的晶格类型均一样。

2. 再结晶温度

变形后的金属居于再结晶的温度是另三个 温度范围,并不某一恒定温度。一般所说的再结晶温度指的是最低再结晶温度(T再), 通常用经大变形量(70%以上)的冷塑性变形的金属,经一小时加热须要详细再结晶的最低温度来表示。最低再结晶温度与该金属的熔点有如下关系:

T再=(0.35~0.4)T熔点

式中的温度单位为绝对温度(K)。最低再结晶温度与下列因素有关:

(1)预先变形度 金属再结晶前塑性变形的相对变形量称为预先变形度。预先变形度越大, 金属的晶体不够就很多, 组织越不稳定,最低再结晶温度也就越低。当预先变形度达到一定大小后, 金属的最低再结晶温度趋于某一稳定值。

(2)金属的熔点 熔点越高, 最低再结晶温度也就越高。

(3)杂质和合金元素  可能杂质和合金元素很重是高熔点元素, 阻碍原子扩散和晶界迁移, 可显著提高最低再结晶温度。如高纯度铝(99.999%)的最低再结晶温度为60 ℃, 而工业纯铝(99.0%)的最低再结晶温度提高到了290 ℃。

(4)加热带宽和保温时间  再结晶是另三个 扩散过程, 须要一定时间才能完成。提高加热带宽会使再结晶在较高温度下居于, 而保温时间越长, 再结晶温度越低。

3. 再结晶后晶粒的晶粒度

晶粒大小影响金属的带宽、塑性和韧性, 而且生产上非常重视控制再结晶后的晶粒度, 很重是对那此无相变的钢和合金。影响再结晶退火后晶粒度的主要因素是加热温度和预先变形度。

(1)加热温度  加热温度越高, 原子扩散能力越强, 则晶界越易迁移,晶粒长大也没法来越快。

(2)预先变形度  变形度的影响主要与金属变形的均匀度有关。变形越不均匀, 再结晶退火后的晶粒越大。变形度很小时,因不够以引起再结晶,晶粒不变。当变形度达到2~10%时,金属中少数晶粒变形,变形分布很不均匀,很多再结晶时生成的晶核少,晶粒大小相差极大,非常助于晶粒居于吞并过程而变慢长大,结果得到极粗大的晶粒。使晶粒居于异常长大的变形度称作临界变形度。生产上应尽量出理 在临界变形度范围内的塑性变形加工。超过临界变形度很久,随变形度的增大,晶粒的变形更加强烈和均匀,再结晶核心很多,而且再结晶后的晶粒没法细小。而且当变形度过大(约≥90%)时, 晶粒可能再次出現异常长大,一般认为它是由形变织构造成的。

可能塑性变形后的金属加热居于再结晶后,可消除加工硬化现象,恢复金属的塑性和韧性, 而且生产中常用再结晶退火工艺来恢复金属塑性变形的能力,以便继续进行形变加工。累似 生产铁铬铝电阻丝时,在冷拔到一定的变形度后,要进行甲烷气体保护再结晶退火,以继续冷拔获得更细的丝材。为了缩短出理 时间,实际采用的再结晶退火温度比该金属的最低再结晶温度要高60 ℃~60 ℃。

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