本章提要

本章研究金属材料在塑性变形过程和再结晶退火过程中微观组织及力学性能的变化。塑性变形部分以单晶体、多晶体塑性变形行为和微观机制为基础，分析讨论微观结构和力学性能之间的关系。塑性变形后金属的位错密度增加，产生加工硬化，能量升高，组织不稳定，在加热过程中会发生回复、再结晶和晶粒长大。在回复与再结晶部分简述了变形金属在退火过程当中的微观组织和力学性能变化的一般规律，在此基础上，提出了热加工的概念。

金属材料从最初的铸锭到最终的可应用工件要经过一系列塑性变形和热处理过程，材料在加工成预期外形的同时，需要调控内部的微观组织（宏观偏析、晶粒尺寸、织构和析出相等），使材料满足使用性能的需求。塑性变形是一个能量输入的过程，其中大部分的能量以热能的形式散失掉了，约1%的能量以晶体缺陷的形式储存在材料中，称为储存能。因此，形变材料的自由能往往会增加，使材料处于不稳定的状态。此外，塑性变形产生的晶体缺陷会增加材料的强度，降低材料的塑性。随着应变量的增加，材料的脆性逐渐增加，最终导致材料的失效断裂。(www.daowen.com)

为了改善材料的塑性，需要对材料进行退火处理，目的是通过释放储存能、减少晶体缺陷的方式，使材料的强度降低、塑性增加，这个过程称为回复与再结晶。不论塑性变形还是回复与再结晶过程，均显著地改变材料的微观结构和力学性能。研究与分析这些过程的实质与规律，不仅可以改进金属材料的加工工艺和提高产品质量，而且对充分挖掘金属材料力学性能潜力也有重大意义。