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>>>>第九章 回复、再结晶与热加工>>§5 金属的热加工

 

§5 金属的热加工

将金属或合金加热至再结晶温度以上进行的压力加工称为热加工。

热加工时,硬化过程与软化过程是同时进行的,按其特征不同,可分为下述五种形式:

(1) 动态回复

(2) 动态再结晶

             (1)、(2)是在温度和负荷联合作用下发生的。

(3) 亚动态再结晶

(4) 静态再结晶

(5) 静态回复

(3)、(4)、(5)是在变形停止之后,即在无负荷作用下发生的。

一、动态回复和动态再结晶

1.动态回复

(1)真应力——真应变曲线

I.微应变阶段

II.动态回复的初始阶段

III.稳态变形阶段

(2)组织结构的变化

热加工后的晶粒沿变形方向伸长,同时,晶粒内部出现动态回复所形成的等轴亚晶粒。亚晶尺寸与稳态流变应力

成反比,并随变形温度升高和变形速度降低而增大。

(3)动态回复的机制:是位错的攀移和交滑移,攀移在动态回复中起主要的作用。

层错能的高低是决定动态回复 进行充分与否的关键因素,动态回复易 在层错能高的金属,如铝及铝合金中发生.

2.动态再结晶

(1)真应力——真应变曲线

I.加工硬化阶段 (0<ε<εc)

II.动态再结晶的初始阶段 (εc≤ε<εs)

III.稳态流变阶段 (ε≥εs)

(2)组织结构的变化:晶粒是等轴的,大小不均匀,晶界呈锯齿状,等轴晶内存在被缠结位错所分割成的亚晶粒

(3)层错能较低的金属,如铜及铜合金,热加工过程中发生的软化过程主要来自动态再结晶。现存的晶界往往是

动态再结晶的主要形核之处。形变温度越高,应变速率越小,应变量越大,越有利于动态再结晶。动态再结晶的

晶粒大小d主要决定于热变形时的流变应力σ。

σ ∝

n:常数 0.1~0.5

 

二、热加工对金属组织和性能的影响

1.消除了某些铸造缺陷,较铸态具有较佳的机械性能。

2.加工流线

 

 

3.带状组织

 

H62带状组织

 

4.显微组织的细化

通过动态回复和动态再结晶后,在晶粒内部都形成了亚晶粒,具有这种亚组织的材料,其强度、韧性提高,称为

亚组织强化,其屈服强度与亚晶尺寸ds之间满足Hall-petch公式:

 

 

材 料 科 学 基 础
2003-3-20