再結晶

再結晶

再結晶:當退火溫度足夠高、時間足夠長時,在變形金屬或合金的顯微組織中,產生無應變的新晶粒──再結晶核心。再結晶過程所占溫度範圍受合金成分、形變程度、原始晶粒度、退火溫度等因素的影響。再結晶後的顯微組織呈等軸狀晶粒,以保持較低的界面能。金屬在熱加工後,由於形變使晶粒內部存在形變儲存能,使系統處於不穩定的高能狀態,因此在變形隨後的等溫保持過程中,以變形儲存能為驅動力,通過熱活化過程再結晶成核和長大而再生成新的晶粒組織,使系統由高能狀態轉變為較穩定的低能狀態,這個自發的過程就是靜態再結晶。與金屬中的 固態相變 類似,再結晶也有轉變孕育期,但再結晶前後,金屬的點陣類型無變化。

含義

新晶粒不斷長大,直至原來的變形組織完全消失,金屬或合金的性能也發生顯著變化,這一過程稱為再結晶。過程的驅動力也是來自殘存的形變貯能(見圖1)。與金屬中的 固態相變 類似,再結晶也有轉變孕育期,但再結晶前後,金屬的點陣類型無變化。

再結晶核心一般通過兩種形式產生。其一是原晶界的某一段突然弓出,深入至畸變大的相鄰晶粒,在推進的這部分中形變貯能完全消失,形成新晶核。其二是通過晶界或亞晶界合併,生成一無應變的小區──再結晶核心。四周則由大角度邊界將它與形變且已回復了的基體分開。大角度邊界遷移時,核心長大。核心朝取向差大的形變晶粒長大,故再結晶過程具有方向性特徵。再結晶後的顯微組織呈等軸狀晶粒,以保持較低的界面能。開始生成新晶粒的溫度稱為開始 再結晶溫度,顯微組織全部被新晶粒所占據的溫度稱為終了再結晶溫度或完全再結晶溫度。再結晶過程所占溫度範圍受合金成分、形變程度、原始晶粒度、退火溫度等因素的影響。實際套用中,常用開始再結晶溫度和終了再結晶溫度的算術平均值作為衡量金屬或合金性能熱穩定水平的參量,稱為再結晶溫度。

動態再結晶

隨著變形量的增加,位錯密度繼續增加,內部儲存能也繼續增加。當變形量達到一定程度時,將使奧氏體發生另一種轉變—動態再結晶。 ·動態再結晶的發生與發展,使更多的位錯消失,奧氏體的變形抗力下降,直到奧氏體全部發生了動態再結晶,應力達到了穩定值。

靜態再結晶

金屬在熱加工後,由於形變使晶粒內部存在形變儲存能,使系統處於不穩定的高能狀態,因此在變形隨後的等溫保持過程中,以變形儲存能為驅動力,通過熱活化過程再結晶成核和長大而再生成新的晶粒組織,使系統由高能狀態轉變為較穩定的低能狀態,這個自發的過程就是靜態再結晶。

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