热变形时金属的组织变化
热变形中组织变化复杂,不是单纯再结晶:动态的!
热变形对应于位错可以攀移的温度:0.5Tm
回复与再结晶过程(造成一定软化)
变形速度、变形程度、温度不断变化;
合金、变形方式、设备---应力-应变图
热变形过程中与热变形完成后的结构变化
动态回复:边加工边回复
动态再结晶:加工与再结晶同时发生
静态恢复与再结晶
亚动态再结晶:
动态回复
位错密度急剧增加阶段---加工硬化大。稳定阶段,即回复导致的消失与加工导致的增加平衡。在热作用下,位错组合成亚晶即多边化(亚晶等轴状)。
热变形时,回复机制:位错交滑移、攀移。多次动态多边化,使位错密度恒定。
可见:变形温度高、变形速率低,达到稳定变形阶段的应力越小,位错密度越小,生成的亚晶越粗!
注意:冷变形中也可能产生动态回复,降低加工硬化系数,但难达到稳定变形阶段。冷变形时唯一的动态回复机制是位错交滑移,位错消失速率小,不能抵消位错增殖,因而位错密度不断增加。位错能攀移的温度T=0.5Tm。热变形温度高于此。
高层错能金属热变形时易发生位错交滑移和攀移,即易发生动态回复,例:Al, alpha-Fe, Mo, W, Alpha-Zr, Be, Zn等,这些金属即使大变形也难出现再结晶。添加低层错能原子将显著阻碍动态回复,有利于动态再结晶。
动态再结晶
层错能低的合金:Cu, Ni, gama-Fe, Ag, Au, Pb, Co等热变形时易发生。
变形速率小时,晶界弓出机制;速率大时亚晶长大。
先硬化再软化;有平衡值。
明显波浪:硬化与软化!
随变形速率变化,曲线特征稍有变化:变形快时,应力达到一定值后下降。继续变形,流变应力降至再结晶状态与未再结晶状态的中间值并逐渐稳定。变形慢时则出现波浪变形段,周期大体相同,而振幅逐渐衰减!
热变形时,变形与再结晶同时发生,即新晶粒形核长大的同时还要变形,因此再结晶完成时晶内仍处于变形态,产生加工硬化。
晶界两侧位错密度有差别,但不大,晶界迁移慢。
动态再结晶后金属内部变形程度不均匀,流变应力高。
各晶粒内亚结构不均匀:再结晶新晶粒、回复、加工硬化态。
晶界锯齿、新晶粒出现在原始晶粒周围、等轴(不同于动态回复)
溶质原子和第二相的作用分析:层错能和晶界可动性! |