理论教育 回复机制的优化和应用

回复机制的优化和应用

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:一般地,冷变形材料的加热温度不同,其回复机制也不同。位错的滑移、攀移使位错重新分布,这种分布可显著降低位错的弹性畸变能,还可形成取向差很小的位错墙,这些位错墙实为小角度倾斜晶界的一部分。由此产生亚晶界,即多边化位错结构,如图10.17所示。图10.17过剩的同号刃位错导致晶粒弯曲;同号刃位错通过攀移和短程滑移形成位错墙图10.17过剩的同号刃位错导致晶粒弯曲;同号刃位错通过攀移和短程滑移形成位错墙

回复机制的优化和应用

经冷变形的材料在被连续加热到退火温度时,首先在低温段发生回复现象。回复是指新的无畸变晶粒出现前产生亚结构与性能变化的阶段,或者说它是冷变形材料在退火时发生组织和性能变化的早期阶段。一般地,冷变形材料的加热温度不同,其回复机制也不同。

低温回复。在一定温度下,空位有一定的平衡摩尔分数,见式(10-10)。但材料在冷变形时会产生多于平衡时的空位(即过饱和空位)、间隙原子和位错等缺陷。点缺陷的热激活能较位错低,故在较低温度下,这些点缺陷可移动。其中空位通过与间隙原子、位错、晶界的相互作用而消失,因此点缺陷的密度显著下降。但在低温回复阶段,位错的密度并无显著变化,故力学性能变化不大。

中高温回复。一方面,温度升高,各质点也更加活跃(即热激活);另一方面,变形材料的储存能使材料自由能升高至G1,而材料有向低自由能G0变化的趋势,这两个自由能之差(ΔG=G0-G1)为位错运动的驱动力。因此,在同一滑移面上的异号位错在热激活和驱动力作用下,相互吸引、会聚而消失。不在同一滑移面上的异号位错可通过攀移而使位错消失。位错的滑移、攀移使位错重新分布,这种分布可显著降低位错的弹性畸变能,还可形成取向差很小的位错墙,这些位错墙实为小角度倾斜晶界的一部分。由此产生亚晶界,即多边化位错结构,如图10.17所示(关于亚晶粒和亚晶界,详见4.4.1节)。具有多边化结构亚晶粒的形成为下一步的再结晶做了一定的准备。(www.daowen.com)

图10.17 (a)过剩的同号刃位错导致晶粒弯曲;(b)同号刃位错通过攀移和短程滑移形成位错墙(这种重排使晶粒多边形化)(引自Mittemeijer,2013)

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