冷变形金属在加热时其组织和性能的变化

飞鱼

        冷变形金属在加热时其组织和性能的变化
    金属材料在冷变形后产生了硬度和强度的增高，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.而使其晶体缺陷数量减少的缘故。
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-
300℃的低温加热，以消除应力使其定型的工艺操作。
    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
悄况。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。在生产中常采用再结晶退火，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。如果加热温度过高或时间过长，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。
吞井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。