熱變形時金屬的組織變化
熱變形中組織變化復雜,不是單純再結晶:動態的!
熱變形對應于位錯可以攀移的溫度:0.5Tm
回復與再結晶過程(造成一定軟化)
變形速度、變形程度、溫度不斷變化;
合金、變形方式、設備---應力-應變圖
熱變形過程中與熱變形完成后的結構變化
動態回復:邊加工邊回復
動態再結晶:加工與再結晶同時發生
靜態恢復與再結晶
亞動態再結晶:
動態回復
位錯密度急劇增加階段---加工硬化大。穩定階段,即回復導致的消失與加工導致的增加平衡。在熱作用下,位錯組合成亞晶即多邊化(亞晶等軸狀)。
熱變形時,回復機制:位錯交滑移、攀移。多次動態多邊化,使位錯密度恒定。
可見:變形溫度高、變形速率低,達到穩定變形階段的應力越小,位錯密度越小,生成的亞晶越粗!
注意:冷變形中也可能產生動態回復,降低加工硬化系數,但難達到穩定變形階段。冷變形時唯一的動態回復機制是位錯交滑移,位錯消失速率小,不能抵消位錯增殖,因而位錯密度不斷增加。位錯能攀移的溫度T=0.5Tm。熱變形溫度高于此。
高層錯能金屬熱變形時易發生位錯交滑移和攀移,即易發生動態回復,例:Al, alpha-Fe, Mo, W, Alpha-Zr, Be, Zn等,這些金屬即使大變形也難出現再結晶。添加低層錯能原子將顯著阻礙動態回復,有利于動態再結晶。
動態再結晶
層錯能低的合金:Cu, Ni, gama-Fe, Ag, Au, Pb, Co等熱變形時易發生。
變形速率小時,晶界弓出機制;速率大時亞晶長大。
先硬化再軟化;有平衡值。
明顯波浪:硬化與軟化!
隨變形速率變化,曲線特征稍有變化:變形快時,應力達到一定值后下降。繼續變形,流變應力降至再結晶狀態與未再結晶狀態的中間值并逐漸穩定。變形慢時則出現波浪變形段,周期大體相同,而振幅逐漸衰減!
熱變形時,變形與再結晶同時發生,即新晶粒形核長大的同時還要變形,因此再結晶完成時晶內仍處于變形態,產生加工硬化。
晶界兩側位錯密度有差別,但不大,晶界遷移慢。
動態再結晶后金屬內部變形程度不均勻,流變應力高。
各晶粒內亞結構不均勻:再結晶新晶粒、回復、加工硬化態。
晶界鋸齒、新晶粒出現在原始晶粒周圍、等軸(不同于動態回復)
溶質原子和第二相的作用分析:層錯能和晶界可動性! |