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冷变形金属在加热时其组织和性能将发生哪些变

2016-03-04 14:00:00

  金属材料在冷变形后产生了硬度和强度的増高,而塑性则显著降低。为恢复其塑性,一般采取退火处理。退火会使其性能朝着冷加工以前的状态转化,可以达到变形前的塑性。

  冷加工变形后的金属材料,在加热到较高温度时,将发生一系列的组织和性能变化。随着温度的升高,其变化可经过下列三个阶段,即回复、再结晶及晶粒长大等。

  1.回复

  当加热温度不高(低于再结晶温度)时,原子扩散能力较低,这时从显微组织上看不出什么变化,但其机械性能和一些物理化学性能向变形前恢复。如硬度与强度稍有所下降,但塑性却有升高,比电阻和内应力显著降低,应力腐蚀现象基本消除。造成回复阶段性能变化的原因,主要在于冷变形金属的晶体结构在回复过程中,由于原子作短距离的扩散,使某些晶体缺陷互相抵消,而使其晶体缺陷数翬减少的缘故。

  在工业生产中,利用冷变形金属的回复现象,可将已加工硬化的金属在较低温度下加热,使其内应力基本消除,却仍保留强化的机械性能。这种处理工艺称为消除内应力退火。如冷拉钢丝制成的弹簧,在缠制成型后需进行一次250〜30O℃的低温加热,以消除应力便其定型的工艺操作。

  2.再结晶

  将冷变形金属加热到较高的温度,由于原子扩散能力增加,其组织和性能将发生剧烈的变化,完全恢复到变形前的情况。这时可以看到在被拉长而且有滑移带的组织上出现一些新的晶核,晶核形成于晶界或滑移带等晶格畸变严重之处。这些晶核逐渐长大,直至相互接触,形成新的等轴晶组织。X射线分析表明,新晶粒具有和未变形前金属完全相同的晶格。即变形所造成的各种晶体缺陷完全消除,金属的组织与性能都恢复到原来状态。

  上述组织变化过程,从新晶核形成、长大而形成一个新的组织,与再进行一次结晶过程一样,因此称之为再结晶。把冷变形金属加热到再结晶温度以上,使其发生再结晶的处理,称为再结晶退火。在生产中常采用再绪晶退火,来消除冷变形加工带来的硬化现象,以'提高其塑性。

  3.再结晶后晶粒的长大

  冷变形金属经再结晶后,一般都得到细而均匀的等轴晶粒。如果加热溫度过高或时间过长,再结晶过程中形成的晶粒将进一步长大,从而形成粗晶粒组织。

  晶粒长大的具体过程,是由晶粒的相互吞并来完成的。吞并是通过晶界的逐渐移动来实现的,即某些大晶粒的晶界向周围其它晶粒推进,从而把别的小晶粒吞掉。所以,在再结晶处理时,严防加热温度过高的现象产生。

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