再結(jié)晶與二次再結(jié)晶形成機(jī)理

1、再結(jié)晶與二次再結(jié)晶形成機(jī)理在變形組織的基體上產(chǎn)生新的無畸變的晶核，并迅速長大形成等軸晶粒，逐漸取代變形組織，性能也發(fā)生了明顯的變化，并恢復(fù)到完全軟化狀態(tài)，這個(gè)過程稱為再結(jié)晶。再結(jié)晶的驅(qū)動力是冷變形產(chǎn)生的儲存能。一、再結(jié)晶晶核的形成與長大a a、亞晶移動形核。靠某局部位錯密度高的亞晶界移動，吞并相鄰變形基體和亞晶而成長為晶核。b b、亞晶合并形核。相鄰亞晶粒某邊界上位錯攀移和滑移到周圍晶界或亞晶界，使原亞晶界消失，經(jīng)原子擴(kuò)散和調(diào)整，導(dǎo)致兩個(gè)或更多亞晶粒取向一致，合并成大晶粒，構(gòu)成大角度晶界，所包圍的無畸變晶體成為晶核。二、再結(jié)晶影響因素1 1、變形程度冷變形程度增加，儲存能增加，冉結(jié)晶的驅(qū)動力增

2、加，再結(jié)晶溫度降低。當(dāng)變形增加到一定值后，再結(jié)晶溫度趨于一穩(wěn)定值。2 2、金屬的純度金屬的純度越高，再結(jié)晶溫度越低。金屬中的微量雜質(zhì)或合金元素，特別是高熔點(diǎn)元素，會阻礙原子的擴(kuò)散、位錯運(yùn)動或晶界遷移，因此能顯著提高金屬的再結(jié)晶溫度。3 3、原始晶粒尺寸原始晶粒越小，再結(jié)晶溫度越低。由于細(xì)晶粒金屬的變形抗力較大，冷變形后的金屬儲存能較高。4 4、加熱時(shí)間和加熱速度加熱保溫時(shí)間越長，原子擴(kuò)散移動越充分，越有利于再結(jié)晶晶粒的形核和生長，使再結(jié)晶溫度降低。因再結(jié)晶過程需要一定的時(shí)間來完成， 所以加熱速度越大， 會使再結(jié)晶溫度降低；若加熱速度太小，變形金屬在再結(jié)晶之前產(chǎn)生回復(fù)，使儲存能降低，再結(jié)晶驅(qū)動力

3、減小，也會使再結(jié)晶溫度增大。三、再結(jié)晶晶粒大小的控制再結(jié)晶后，金屬性能發(fā)生重大變化，但并不意味與變形前的金屬完全相同。金屬性能主要決定于再結(jié)晶晶粒大小- -G/N(G:G/N(G:晶粒長大速度，N:N:形核率，下同)。1 1、變形程度當(dāng)變形量大于臨界變形量后，晶粒逐漸細(xì)化，變形量越大，晶粒越細(xì)小。隨變形量的增加，儲存能增加，N N 和 G G 都增加，但 N N 的增加大于 G G 的增加。2 2、原始晶粒尺寸金屬的原始晶粒尺寸越細(xì)，晶界面積增大，再結(jié)晶的形核率增加，再結(jié)晶后的晶粒尺寸變小。3 3、雜質(zhì)與合金元素金屬中的雜質(zhì)與合金元素一方面增加變形金屬的儲存能，另一方面障礙晶界的移動，起到細(xì)化

4、晶粒的作用。4 4、變形溫度變形溫度大，回復(fù)程度就大，變形金屬的儲存能降低，冉結(jié)晶晶粒升高。5 5、退火溫度退火溫度越高，再結(jié)晶晶粒尺寸越大。四、二次再結(jié)晶再結(jié)晶后出現(xiàn)的少數(shù)較大晶粒優(yōu)先快速成長，逐步吞噬周圍大量小晶粒，最后形成非常粗大組織稱為二次再結(jié)晶。1 1、二次再結(jié)晶形成條件塑變量大，再結(jié)晶溫度高，沒有正常長大時(shí)(絕大多數(shù)晶粒長大困難，少數(shù)晶粒優(yōu)先長大)。2 2、二次再結(jié)晶形成原因(1)(1)一次再結(jié)晶后出現(xiàn)織構(gòu)金屬經(jīng)大量塑變，產(chǎn)生了強(qiáng)烈織構(gòu)，一次再結(jié)晶后組織中保持，發(fā)展了織構(gòu)?？棙?gòu)取向規(guī)則化，大多數(shù)相鄰晶粒位向差小，界面能減小，晶界移動驅(qū)動力減小。少數(shù)晶粒不符合織構(gòu)位向，晶界遷移驅(qū)動力

5、大，易長大。(2)(2)第二項(xiàng)粒子不均勻分布當(dāng)?shù)诙?xiàng)粒子大小、分布發(fā)生變化時(shí)，阻礙作用不同。少數(shù)尺寸小的顆粒容易溶解，失去阻礙作用，則靠近這種顆粒的晶粒迅速長大。而一旦部分晶粒可以優(yōu)先長大，與周圍的晶粒在尺寸上、位向上和曲率上的差別會隨時(shí)間的延長而逐漸增大，長大速度越來越大，直到長大一定尺寸后，每個(gè)大晶粒周圍有許多小品粒為鄰，在界面上晶界的邊數(shù)大于 6 6 邊。此時(shí)大晶粒迅速吞食周圍小晶粒，直到大晶粒彼此靠攏，得到非常粗大的組織。(3)(3)夾雜物影響由于夾雜物的影響， 緊鄰?qiáng)A雜物的晶粒再結(jié)晶時(shí)受到阻礙作用， 晶粒長大較緩慢，儲存能釋放有限，但其他部分再結(jié)晶正常進(jìn)行。當(dāng)退火溫度繼續(xù)升高或退火時(shí)間延長時(shí)，之前受夾雜物影響沒來得及長大的晶粒此時(shí)會沖破夾雜的束縛，得到長大的機(jī)會，由于此時(shí)是少數(shù)晶粒的長大，因此它會以吞噬周圍小晶粒的形式進(jìn)行品界的遷移，最后得到體積很大的晶粒。五、二次再結(jié)晶與一次再結(jié)晶的區(qū)別(1)(1)一次再結(jié)晶是形核與長大的過程，二次再結(jié)晶不靠形核，而是一些特殊品粒的長大。(2)(2