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金属热塑性加工后的软化过程

文章出处:未知 人气:发表时间:2018-02-11 22:49

在热塑性加工间断期间,或者热塑性加工完成以后,如果金属仍处于较高的温度,此时金属将会发生以下三种软化过程:静态回复、静态再结晶和亚动态再结晶。

(1)静态回复  金属经热塑性加工以后,形成位错胞状结构,使内能增高,处于热力学不稳定状态。在变形停止以后,若变形量不超过临界变形量,将会发生静态回复。影响热塑性加工后静态回复的因素有以下几点。

1)变形温度升高,驱动回复的储存能减少,回复速度减慢。

2)变形量增大,储存能增加,回复速度加快。

3)变形速度加快,储存能增加,回复速度加快。

4)随着热塑性加工后停留温度的升高,回复速度加快。

5)合金元素对热塑性加工后的静态回复速度也有很大的影响。固溶合金元素通常能降低层错能,使位错的攀移、交滑移和脱钉困难,阻止了回复的进行。析出物的存在可以起到稳定亚晶界的作用,同样使回复滞后。

(2)静态再结晶  热塑性加工后,若金属仍处于再结晶温度以上,则将发生静态再结晶。影响热塑性加工后静态再结晶的主要因素有以下几点。

1)变形温度升高,开始再结晶的温度升高。

2)变形量增大,开始再结晶的温度降低。

3)变形速度加快,会缩短再结晶的孕育期,并加快其后的再结晶速度。

4)合金元素和杂质原子对晶界迁移具有阻碍作用,能延迟再结晶的时间,细化晶粒。

静态再结晶后的新晶粒,释放了旧晶粒全部的储存能,使金属强度大幅度下降。回复能力强的高层错能金属,静态再结晶进行得较慢,容易被热塑性加工后的冷却所控制。回复能力较弱的低层错能金属,则会很快地发生静态再结晶。

(3)亚动态再结晶  在热塑性加工过程中已经形成但尚未长大的动态再结晶晶核,以及长大到中途的再结晶晶粒被遗留下来。变形停止后,当变形温度足够高时,这些晶核和晶粒还会继续长大,引起软化,这种过程称为亚动态再结晶或次动态再结晶。因为这类再结晶不需要一段形核时间,没有孕育期,所以在变形停止后进行得非常迅速,比传统的静态再结晶要快一个数量级。这一点在实际生产中很有用,如果在停止变形以前的材料中已发生了动态再结晶,则必须考虑与亚动态再结晶有关的组织和性能变化。

以上三种软化过程均随热塑性加工的变形量和变形速度的增大而加快,但变形后的冷却速度会完全或部分地抑制静态软化过程。

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