当前课程知识点：工程材料 > 第2章金属材料组织和性能的控制 > 2.3金属的塑性加工 > 金属的塑性加工（4）
下面我们学习金属的再结晶
金属经过塑性变形以后
组织结构和性能
都发生了很大的变化
对变形以后的金属进行加热
金属的组织结构和性能
又会发生怎样的变化呢
我们发现随着加热温度的提高
变形金属将相继发生
回复 再结晶和晶粒长大的过程
如这张图所示
随着加热温度的增高
会发生回复 再结晶 晶粒长大
这样一个过程
我们先看回复
所谓回复 是变形后的金属
在较低的温度下进行加热
会发生的回复过程
回复有一个最低的回复温度
它为0.25到0.3倍的熔点
这个时候金属熔点的温度
选取的是绝对温度
回复以后
晶粒内部的位错等缺陷会减少
但晶粒仍然保持变形后的形态
纤维组织并不发生明显的变化
材料的强度和硬度略有降低
塑性有所增高
残余应力大大的降低
在工程中对变形金属
进行去应力退火
降低内部的残余应力
保留加工硬化的效果
第二 再结晶
再结晶对金属的组织和性能
有重要的影响
变形后的金属
在较高的温度加热时
被拉长或者压扁
破碎的晶粒通过重组生核长大
变成新的均匀 细小的等轴晶
这样一个过程叫做再结晶
再结晶后可得到均匀 细小的
等轴晶
再结晶对金属的性能
有重要的影响
变形金属再结晶以后
它的强度 硬度会明显的降低
塑性和韧性会大大的提高
加工硬化现象被消除
内应力全部消失
物理 化学性能基本上
恢复到变形以前的水平
我们需要注意的是
再结晶生成的新的晶粒的
晶格类型
与变形前 变形后的晶格类型
完全一致
发生再结晶的温度
是一个温度范围
并非一个恒定的温度
再结晶温度所指的是
最低再结晶温度
也就是说经过大的变形量
约为70%以上的
变形量的冷变形以后的金属
经过一个小时加热后
能够完全再结晶的最低的温度
来表示它的最低再结晶温度
最低再结晶温度
通常为0.35到0.4倍的合金熔点
这个时候的熔点
仍然使用的是绝对温度
那有哪些因素
会影响再结晶温度呢
有以下几个方面
（1）预先变形度
预先变形度是金属再结晶前
塑性变形的相对变形量
预先变形度越大
金属中的晶体缺陷就越多
组织越不稳定
最低再结晶温度也就降低
当预先变形度达到一定大小以后
最低再结晶温度
就趋于一个稳定值
（2） 金属的熔点
熔点越高 最低再结晶温度
也就越高
（3） 杂质和合金元素的影响
杂质和合金元素
特别是高熔点的元素
能阻碍原子扩散和晶界迁移
显著提高最低再结晶温度
例如高纯铝的
最低再结晶温度为80℃
工业纯铝的
最低再结晶温度为290℃
可见纯度对最低再结晶温度
有很重要的影响
（4）加热速度和保温时间
再结晶是一个扩散过程
它需要一定的时间才能完成
提高加热速度
会使再结晶在较高的温度下发生
保温时间越长
再结晶温度越低
3 再结晶后的晶粒的晶粒度
第一是加热温度的影响
加热温度越高
原子的扩散能力越强
则晶界迁移越容易
晶粒长大也就越快
我们看这个图 随着温度的增加
晶粒尺寸逐渐的增大
（2）预先变形度
变形度的影响
主要与金属变形的均匀度有关
变形越不均匀
再结晶退火以后的晶粒就越大
我们先看当变形度很小时
不足以引起再结晶
所以这个时候晶粒度
基本上不发生变化
我们看看相对ab这一段
晶粒尺寸基本上不变
当变形度达到2%至10%时
有少量的晶粒发生了变形
变形不均匀
再结晶时生成的晶核数少
有少数的晶核长大
得到即为粗大的晶粒
我们看这个图为bc这一段
特别在c这一点
塑性变形后的金属再结晶时
晶粒发生异常长大的变形度
称为临界变形度
也就是对应的c这一点
变形度继续增大时
晶粒变形厉害 变得均匀
再结晶的晶核越多
再结晶后的晶粒尺寸也就越小
是我们图中c到d这一段
随着变形量的增加
晶粒尺寸逐渐的减小
当变形度过大时
例如大于90%时
晶粒可能出现再一次的异常长大
这是由于形变织构所造成的
我们看这个图
如de这一段
下面我们看这张图
这是不同预先变形度的纯铝
在330°再结晶后晶粒的
形状和大小的照片
可以看到
预先变形度为3%的纯铝
再结晶后晶粒最大
所以它的临界变形度
大约为3%
第三 晶粒长大
加热时温度过高
或者保温时间过长
晶粒会长大
得到粗大的晶粒
这时金属的强度 硬度
塑性 韧性等力学性能显著下降
这种不均匀的长大的过程
称为二次再结晶
一般的情况下应该予以避免
这张图为变形金属加热时
组织和性能的变化
我们看上面这一部分
随着加热温度的增加
先后出现回复
再结晶 晶粒长大等过程
那么它相对应的内应力
会逐渐的下降
而晶粒尺寸会逐渐的增大
在再结晶的时候
我们再看看性能
随着加热温度的变化
在回复阶段随着加热温度的增加
强度逐渐缓慢下降
当发生再结晶的时候
强度急剧下降
当晶粒长大时强度是缓慢的下降
而断后伸长率在回复阶段
随着温度的增加
断后伸长率逐渐的增加
当发生再结晶时
断后伸长率显著增加
当继续升高温度的时候
晶粒逐渐的长大
在晶粒长大阶段
随着加热温度的增加
断后伸长率是先增加
然后开始下降
因为晶粒过大
断后伸长率也会下降
-0.1中华民族对材料发展的重大贡献
-0.2材料的结合键
-0.3工程材料的分类
-习题--作业
-1.1金属材料的结构与组织
-第1章材料的结构与性能特点--1.1金属材料的结构与组织
-1.2金属材料的性能特点
-第1章材料的结构与性能特点--1.2金属材料的性能特点
-2.1纯金属的结晶
-2.1纯金属的结晶--作业
-2.2合金的结晶1
-2.2合金的结晶1--作业
-2.2合金的结晶2
-2.2合金的结晶2--作业
-2.3金属的塑性加工
-2.3金属的塑性加工--作业
-2.4钢的热处理
--钢的热处理（1）
--钢的热处理（2）
--钢的热处理（3）
--钢的热处理（4）
--钢的热处理（5）
--钢的热处理（6）
--钢的热处理（7）
-第2章金属材料组织和性能的控制--2.4钢的热处理
-2.5钢的合金化
--钢的合金化（1）
--钢的合金化（2）
--钢的合金化（3）
--钢的合金化（4）
-2.5钢的合金化--作业
-2.6表面技术
--表面技术（1）
--表面技术（2）
--表面技术（3）
--表面技术（4）
-2.6表面技术--作业
-3.1碳钢
--碳钢
-3.1碳钢--作业
-3.2合金钢
--合金钢（1）
--合金钢（2）
--合金钢（3）
--合金钢（4）
--合金钢（5）
--合金钢（6）
--合金钢（7）
-第3章金属材料--3.2合金钢
-3.3铸钢与铸铁
--铸钢与铸铁（1）
--铸钢与铸铁（2）
--铸钢与铸铁（3）
-第3章金属材料--3.3铸钢与铸铁
-3.4有色金属及其合金
-第3章金属材料--3.4有色金属及其合金
-4.1工程塑料
--工程塑料（1）
--工程塑料（2）
-4.2合成纤维
--合成纤维
-4.3合成橡胶
--合成橡胶
-习题--作业
-5.1普通陶瓷
--普通陶瓷（1）
--普通陶瓷（2）
-5.2特种陶瓷
--特种陶瓷
-习题--作业
-6.1复合材料的复合原则
-6.2复合材料的性能特点
-6.3非金属基复合材料
--非金属基复合材料
-6.4金属基复合材料
--金属基复合材料
-第6章复合材料--习题
-7.1电功能与磁功能材料
-7.2热功能与光功能材料
-7.3纳米材料
--纳米材料
-第7章功能材料及新材料--习题
-8.1机械零件的失效
-8.2机械零件失效分析
--机械零件失效分析
-8.3机械零件选材原则
--机械零件选材原则
-第8章零件失效分析与选材原则--习题
-9.1齿轮选材
--齿轮选材
-9.2轴类零件选材
--轴类零件选材
-9.3弹簧选材
--弹簧选材
-9.4刃具选材
--刃具选材
-第9章典型工件的选材及工艺路线设计--习题
-10.1汽车用材
--汽车用材
-10.2热能设备用材
--热能设备用材
-10.3航空航天器用材
-第10章工程材料的应用--习题
-全课总结
--全课总结
-期末考试--试卷
