再结晶

金属合金经冷加工后,具有畸变的结晶结构(显微组织)以及不同于形变前的性能。一般,电阻、硬度、强度有所增加,韧性降低。随后加热退火时,如果温度超过一定范围(再结晶温度)则畸变结构(显微组织)得到消除,形成无畸变的新晶粒,这一现象称为再结晶。冷加工金属升温(或超过再结晶温度的恒温度)过程,随温度升高(或时间增长)可分为相继的三个阶段:

(1)回复,②再结晶,③晶粒长大。回复阶段只是冷加工金属的内应力消除,畸变的晶粒未变。温度达到再结晶温度以上时,才获得重新形成的无畸变的晶粒。温度再增加则晶粒长大。再结晶后金属的硬度和电阻减小,导电性和范性增加,如图所示。

图

再结晶温度可如下进行估计:纯金属再结晶温度约为其熔点(表示为绝对温度)的0.4倍,这是对形变量超过50%的加工硬化金属而言;形变量小时,再结晶温度稍高,固溶体合金再结晶温度比纯金属高。形变量约为5%(临界变形)时,再结晶后晶粒可能长得很大,常被采用为固态生长单晶体的方法。

因此,控制冷加工金属的退火温度可以控制再结晶后的晶粒大小。实际上可用于细化晶粒。再结晶后的晶粒消除了加工硬化(点阵畸变),使金属合金重新获得范性,可避免连续加工过程中出现裂纹。再结晶退火是金属合金加工过程中的关键性的工艺。