5-2第五章材料的形变与再结晶part.2-2015讲义.ppt

若二维晶粒不是六边形，为了使晶粒的各顶角形成120°的夹角：（BS） 1.边数小于6的晶粒，尺寸较小的晶粒，其晶界必然是向外弯曲的； 2.边数大于6的晶粒，尺寸较大的晶粒，其晶界必然是向内弯曲的； 这样，由于高温下弯曲的晶界在晶界能的驱动下会移动其曲率中心趋于平直 1.边数6，即尺寸较小晶粒，必然逐渐缩小而最终消失 2.边数6，即尺寸较大晶粒，必然存在长大倾向 为了在三维情况下实现平衡，多晶体晶粒在平衡状态下最稳定形状是十四面体。 （略） * 《材料科学基础》CAI课件-郭开元 * 归纳晶界迁移的规律性有如下几点： 1.为降低表面能，弯曲的晶界总是趋向于平直化，即晶界向曲率中心移动以减小表面积； 2.当三个晶粒的晶界夹角不等于120°时，晶界总是向角度较锐的晶粒方向移动，力图使其夹角趋向于120°； 3.在二维坐标中， 晶界边数6的晶粒（晶界向外凸出）必然逐步缩小，甚至消失 晶界边数6的晶粒（晶界向内凹进）必然逐步长大 晶界边数=6 晶界平直，且夹角＝120°，处于平衡状态不再移动 （略） * 《材料科学基础》CAI课件-郭开元 * 2. 影响晶粒长大的因素 （Important） 温度 温度越高，晶粒的长大速度越快。 由于晶界迁移与原子的热激活有关，其中晶界的平均迁移速率 与 成正比， （Qm为晶界迁移的激活能） 凡是影响晶界迁移的因素都会影响晶粒长大 * 《材料科学基础》CAI课件-郭开元 * 2）分散相粒子 弥散的第二相质点对于阻碍晶界移动起着重要的作用。当运动的晶界迁移到第二相质点（设为球形）时，第二相质点对晶界的移动产生一阻力，拖住晶界使之不向前移动。 第二相颗粒越多、越细，阻力越大。 此处加图5-60 * 《材料科学基础》CAI课件-郭开元 * 4）晶粒间的位向差 晶界的界面能决定于相邻晶粒间的位相差。 小角度晶界的界面能小于大角度晶界的，而驱使界面移动的力又与界面能成正比。 因此，前者的迁移速度要小于后者。 溶解原子都能阻碍晶界移动，特别是晶界偏聚现象显著的元素，其作用更大。 （Cottrell气团解释--被吸附在晶界上的溶质原子与晶界相互作用，形成阻碍晶界迁移的“气团”，能拖住晶界使之不易移动。 3）杂质与微量合金元素 * 《材料科学基础》CAI课件-郭开元 * 2、晶粒的异常长大——二次再结晶 Secondary Recrastallization 晶粒的异常长大——一种特殊的晶粒长大现象，通常发生于一次再结晶后经正常晶粒长大的基体中。又称不连续晶粒长大或二次再结晶。 特点：与正常长大不同，少数晶粒迅速长大，使晶粒之间的尺寸差别显著增大，直到这些迅速长大的晶粒完全接触为止。 * 《材料科学基础》CAI课件-郭开元 * 二次再结晶过程有以下特征： 1. 二次再结晶的驱动力是来自界面能或表面能的降低，而不是来自应变能，它比一次再结晶的驱动力要小的多。 2. 二次再结晶并不需要重新形核，它是以一次再结晶后的某些特殊晶粒作为基础而长大的，因此，严格说它是特殊条件下的晶粒长大过程，而非再结晶。 3. 只有正常晶粒长大受阻的情况才产生二次再结晶，阻碍正常晶粒长大的主要因素有： a)含有适量夹杂物 b)具有强烈的一次再结晶织构。 c)热蚀沟等。 * 《材料科学基础》CAI课件-郭开元 * * * * * * * *  郭开元 电话邮箱：Guokaiyuan136@163.com  材料科学基础 * 《材料科学基础》CAI课件-郭开元 * 5.1 弹性和粘弹性 5.2 晶体的塑性变形 5.3 回复和再结晶 以下略:5.4 热变形与动态回复、再结晶 5.5 陶瓷材料的变形5.6 高分子聚合物的变形 第五章 材料的形变和再结晶 * 《材料科学基础》CAI课件-郭开元 * 外形尺寸变化 内部组织、性能变化 塑性变形导致 5.3 回复和再结晶 5.3.1 变形材料加热时的变化 5.3.2 回复 5.3.3 再结晶 5.3.4 晶粒长大 5.3.5 再结晶退火后的组织（略） 组织与性能不稳定，加热后发生回复与再结晶 在热加工过程中也会伴随着回复、再结晶和晶粒长大 回复、再结晶的工程意义： 回复（去应力退火）?去除加工应力 再结晶退火?消除加工硬化 * 《材料科学基础》CAI课件-郭开元 * 3个阶段、3个概念的描述 一 、3个阶段中组织的变