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    金属的软化过程

          由于变形金属所产生的加工硬化给后续加工带了一定困难, 所以在生产中常用中间退火来消除加工硬化的影响,以改善其加工性能。而变形后的金属在加热过程中,一般依次经历下述三个阶段:
          1.回复。当加热温度不高时,原子活动能力不强,但已能从不稳定位置恢复到稳定位置,使晶格的歪扭得到消除,残余应力也基本消除,而力学性能、物埋性能也有所变化,如强度、硬度 略有下降,塑性则稍有上升。

          但回复的作用不能改变加工硬化金属的晶粒形状、大小及变形时形成的方向性,这说明加工硬化现象并未得到全部消除。生产中应用去应力退火(低温退火),就是利用回复过程来消除工件中的残余应力,以稳定锻件尺寸。


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          2.再结晶。当加热温度较高时,金属原子的活动能力迅速增大,晶粒开始发生改变,沿着各破碎晶界处以及晶格扭曲处重新形成晶核,并生长成等轴晶粒,这一转变过程称为再结晶。再结晶使力学性能基本恢复到变形前的状态。如强度、硬度显著下降,塑性、韧性提高,残余应力和加工硬化完全消除。但金属的再结晶是不发生相变的,它与铁碳相图中所提到的重结晶不同。回复和再结晶统称为金属的软化过程。
          3.晶粒长大。经过再结晶后的金属,一般都能得到细小而均匀的晶粒。但如果加热温度过高或加热时间过长,会使某些晶粒的晶界向其周围的其它晶粒扩展,把别的晶粒吞并掉而迅速长大。粗晶使金属的强度下降,塑性和韧性降低。这种再结晶后晶粒长大的过程称为聚集再结晶,也称二次再结晶。为了避免因新晶粒的长大而使金属材料的力学性能降低,再结晶退火不宜过高,加热时间也不宜过长。
          另外,影响再结晶后晶粒大小的因素还有变形程度。当变形程度很小时,由于金属不发生再结晶,晶粒大小的变化不大。当变形程度稍有增加,再结晶退火后的晶粒急剧长大。所以称最大晶粒度的变形程度为“临界变形度”。临界变形度随金属种类不同而异,随变形温度不同而变化。如钢在低温区临界变形度为5%-10%,高温区为2%-25%。超过临界变形度,因变形增大,再结晶核心数目增加很多,于是形成了较细的晶粒结构。所以为了获得细小的晶粒,应尽童避免在临界变形度内变形。
          一般来说,要想获得细小而均匀的组织结构,主要措施有:
          1)采用较低的变形温度(在保证再结晶过程进行的前提下) 和较大的变形程度(避开临界变形度区间),则可获得较细的晶粒结构。
          2)尽量使变形坯料各部分的温度分布均匀,以便均匀变形。

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