理论教育 再结晶温度:影响因素与优化方法

再结晶温度:影响因素与优化方法

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:人们常常以该稳定值为再结晶最低温度。表10.1列出了一些金属的最低再结晶温度和熔点。因此,再结晶容易发生,再结晶温度也低。表10.2纯铝的再结晶温度与时间的关系

再结晶温度:影响因素与优化方法

其实,再结晶发生的温度不是一个定值,而是有一个开始和完成温度。开始再结晶的温度是指变形材料中出现第一个无应变新晶粒,或观察到凸出形核、晶界出现锯齿状边缘的最低温度。而完成再结晶的温度是指退火1 h,有体积分数为95%以上的冷变形材料发生了再结晶,或者退火1 h,变形材料的硬度下降50%所对应的温度。再结晶温度通常指的是再结晶的开始温度。与烧结相比,金属粉的起始烧结温度往往高于再结晶温度,故烧结与再结晶不同(见10.1.6节)。而再结晶开始温度往往也不是定值,它往往受以下一些主要因素的影响。

1.变形程度的影响

变形程度增大,储存能增多。形核速率Iv和长大速率u都增大,再结晶容易发生,故再结晶温度低。当变形程度达到一定程度时,开始再结晶的温度逐渐稳定而趋于一稳定值。人们常常以该稳定值为再结晶最低温度。表10.1列出了一些金属的最低再结晶温度和熔点。

表10.1 一些金属的最低再结晶温度和熔点(引自Askeland,2005和Henkel,2008)

2.原始晶粒大小的影响

在其他条件相同的情况下,原始晶粒较细,则抵抗变形能力高,冷变形储存能高。因此,再结晶容易发生,再结晶温度也低。

3.微量溶质原子的影响(www.daowen.com)

这些原子的存在,阻碍晶界迁移,而再结晶的过程是大角度晶界的移动。因此,要使晶界移动,只有升高温度。

4.第二相粒子的影响

金属在塑性变形过程中,第二相粒子阻碍位错的运动而引起位错的塞积,这会增加变形储存能,促进再结晶而降低再结晶温度。然而变形材料在退火时,第二相粒子又会阻碍位错重排成大角度晶界、阻碍大角度晶界迁移形成再结晶晶核。以上两种作用究竟哪种是主要的,通常取决于第二相粒子的尺寸和间距。若第二相粒子小而且多时,它会阻碍再结晶形核而提高再结晶温度。

5.退火时间的影响

实验数据表明,退火时间增加,再结晶温度下降(表10.2)。这主要是由于温度高于0K时,材料中的原子都具有一定的扩散能力。温度高,原子的扩散能力强;温度低,原子的扩散能力弱。在较低温度下,原子经长时间扩散仍然可以形核而发生再结晶。

表10.2 纯铝的再结晶温度与时间的关系(引自潘金生,2011)

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