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退火的再结晶阶段

来源:www.hwalu.com 加入时间:2012-7-11 点击:

退火的再结晶阶段

从某一温度开始,冷变形金属显微组织发生明显变化,在放大倍数不太大的光学显微镜下也能观察到新生的晶粒,这种现象称为再结晶。再结晶晶粒与基体间的界面一般为大角度界面,这是再结晶晶粒与多边化过程所产生亚晶之间的主要区别。再结晶是退火过程的第二阶段。

当金属加热到开始再结晶的温度时,则在冷变形金属或合金的基体上.开始形成新的再结晶晶粒;随着加热温度的升高或保温时间的延长,新晶粒的数量不断增加,直至全部形成了新的再结晶晶粒为止。

在此阶段中,金属内部的原子活动能力很高,原子通过扩散进行重新排列。通过再结晶退火,可使金属组织由被拉长的晶粒所形成的纤维组织转变为由等轴的再结晶晶粒所组成的再结晶组织,金属的加工硬化现象被完全消除。

此时,金属的强度和硬度急剧下降,塑性明显上升,金属的性能基本上恢复到了冷变形之前的情况。

我们把“将冷变形金属加热到再结晶温度以上,使其发生再结晶的热处理过程”称为再结晶退火。

回复与再结晶的驱动力是冷变形储能(即冷变形后金属的自由能增量),冷变形储能的结构形式是晶格畸变和各种晶格缺陷(如点缺陷、位错、亚晶界等),加热时晶格畸变将恢复.各种晶格缺陷将发生一定的变化(减少、组合),金属的组织与结构将向平衡状态转化,即:退火过程就是“使冷变形金属向平衡状态转变的热处理过程”。回复不能使冷变形储能完全释放,只有再结晶过程才能使加工硬化效应完全消除。

再结晶过程第一步是在变形基体中形成一些晶核,这些晶核由大角度界面包围且具有高度结构完整性。然后,这些晶核就以“吞食”周围变形基体的方式而长大,直至整个基体为新晶粒占满为止。

再结晶晶核的必备条件是它们能以界面移动的方式吞并周围的基体,进而形成一定尺寸的新生晶粒,故只有与周围变形基体有大角度界面的亚晶才能成为潜在的再结晶晶核。

再结晶形核有两种主要机制,即:应变诱发晶界迁移机制和亚晶长大形核机制。

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