动态回复及再结晶.ppt

5.4 热变形与形与动态回复、再回复、再结晶晶 冷冷塑塑性性变变形形引引起起的的加加工工硬硬化化，，可可以以通通过过加加热热发发生生再再结结晶晶来来加加以以消消除除如如果果金金属属在在再再结结晶晶温温度度以以上上进进行行压压力力加加工工，，那那么么塑塑性性变变形形所所引引起起的的加加工工硬硬化化就就可可以以立立即即被被再再结结晶晶过过程程所所消消除除将将金金属属或或合合金金加加热热至至再再结结晶晶温温度度以以上上进进行行的的压压力力加加工工称称为为热热加加工工 在在再再结结晶晶温温度以下的加工称为冷加工度以下的加工称为冷加工 在热加工过程中，金属内部同时进行着在热加工过程中，金属内部同时进行着加工硬化和再结晶软化这两个相反的过程，加工硬化和再结晶软化这两个相反的过程，不过此时的再结晶是在加工的同时发生的，不过此时的再结晶是在加工的同时发生的，称为动态再结晶，它与上一章介绍的冷加工称为动态再结晶，它与上一章介绍的冷加工后退火时发生的再结晶是不尽相同的有时后退火时发生的再结晶是不尽相同的有时在热加工过程中硬化和软化这两个因素不能在热加工过程中硬化和软化这两个因素不能刚好全部抵消。

刚好全部抵消5.4.1 动态回复与回复与动态再再结晶晶 热加工加工时，硬化，硬化过程与程与软化化过程是同程是同时进行的，行的，按其特征不同，可分按其特征不同，可分为下述五种形式：下述五种形式： (1) 动态回复回复 (2) 动态再再结晶晶 （（1）、（）、（2）是在温度和）是在温度和负荷荷联合作用下合作用下发生的 (3) 亚动态再再结晶晶 (4) 静静态再再结晶晶 (5) 静静态回复回复 （（3）、（）、（4）、（）、（5）是在）是在变形停止之后，即在无形停止之后，即在无负荷作用下荷作用下发生的1 动态回复回复（）特点：流变应力不随应变而变的稳态流变特点：流变应力不随应变而变的稳态流变 1））真应力真应力—真应变真应变曲线（）曲线（） I．微应变阶段．微应变阶段 II．动态回复的初始．动态回复的初始阶段阶段 III．稳态变形阶段．稳态变形阶段图5.37 真真应力力—真真应变曲曲线图 5.38 动态回复的回复的应力力应变曲曲线（流（流变曲曲线）） 2）组织结构的变化）组织结构的变化 热加工后的晶热加工后的晶粒沿变形方向伸长，粒沿变形方向伸长，同时，晶粒内部出同时，晶粒内部出现动态回复所形成现动态回复所形成的等轴亚晶粒。

的等轴亚晶粒 亚晶尺寸与晶尺寸与稳态流流变应力成反比，力成反比，并随并随变形温度升高形温度升高和和变形速度降低而形速度降低而增大增大()图图 5.39 铝在在400oC挤压时动态回复所形成的回复所形成的亚晶晶 3））动态回复的机制回复的机制 (1).是位是位错的攀移和交滑移，攀移在的攀移和交滑移，攀移在动态回复中回复中起主要的作用起主要的作用 (2).层错能的高低是决定能的高低是决定动态回复回复进行充分与否行充分与否的关的关键因素因素 (3). 动态回复易在回复易在层错能高的金属，如能高的金属，如铝及及铝合合金中金中发生5.4 5.4 热变形和动态回复再结晶热变形和动态回复再结晶 压压力力加加工工是是利利用用塑塑性性变变形形的的方方法法使使金金属属成成形形并并改改性性的的工工艺艺方方法法由由于于在在常常温温下下进进行行塑塑性性变变形形会会引引起起金金属属的的加加工工硬硬化化，，即即出出现现变变形形抗抗力力增增大大、、塑塑性性下下降降，，这这使使得得对对某某些些尺尺寸寸较较大大或或塑塑性性低低的的金金属属在在常常温温下下难难以以进进行行塑塑性性变变形形。

生生产产上上通通常常采采用用在在加加热热条条件件下进行塑性变形下进行塑性变形 热热变变形形或或热热加加工工指指金金属属材材料料在在再再结结晶晶温温度度以以上上的的加加工工变变形形工工业业生生产产个个，，高高温温进进行行的的锻锻造造，，轧轧制制等等压压力力加加工工属属热热加加工工热热加加工工过过程程中中，，在在金金属属内内部部同同时时进进行行着着加加工工硬硬化化与与回回复复再再结结晶晶软软化化两两个个相相反反的的过程  从从从从金金金金属属属属学学学学的的的的角角角角度度度度，，，，将将将将再再再再结结结结晶晶晶晶温温温温度度度度以以以以上上上上进进进进行行行行的的的的压压压压力力力力加加加加工工工工称称为为热热加加工工，，发发生生硬硬化化、、回回复复、、再再结结晶晶而而将将将将再再再再结结结结晶晶晶晶温温温温度度度度以以以以下下下下进进进进行行行行的的的的压压压压力力力力加加加加工工工工称称称称为为为为冷冷加加工工，，，，发发生生加加工工硬硬化化 例例如如钨钨的的再再结结晶晶温温度度约约为为1200℃1200℃，因此，即使在，因此，即使在1000℃1000℃进行变形加工也属于冷加工。

进行变形加工也属于冷加工 热加工温度：热加工温度：热加工温度：热加工温度：T T T T再再再再

是在温度和负荷联合作用下发生的• (3) (3) 亚动态再结晶亚动态再结晶• (4) (4) 静态再结晶静态再结晶• (5) (5) 静态回复静态回复 （（3 3）、（）、（4 4）、（）、（5 5）是在变形停止之后，即在无负）是在变形停止之后，即在无负荷作用下发生的荷作用下发生的5.4.1 5.4.1 动态回复和动态再结晶动态回复和动态再结晶 在金属冷形变后的加热过程中发生的，称为在金属冷形变后的加热过程中发生的，称为静态回复静态回复和和静态再结晶静态再结晶若提高金属变形的温度若提高金属变形的温度, ,使金属在较高的温度下使金属在较高的温度下形变时，金属在热变形的同时也发生回复和再结晶，这种与形变时，金属在热变形的同时也发生回复和再结晶，这种与金属热变形同时发生的回复和再结晶称为金属热变形同时发生的回复和再结晶称为动态回复动态回复(dynamic (dynamic recovery)recovery)和和动态再结晶动态再结晶(dynamic recrystallization)(dynamic recrystallization)。

动态回复动态回复：在热加工过程中，塑性变形使金属产生形变：在热加工过程中，塑性变形使金属产生形变强化的同时发生的回复的现象强化的同时发生的回复的现象 动态再结晶动态再结晶：在热加工过程中，塑性变形使金属产生形：在热加工过程中，塑性变形使金属产生形变强化的同时发生的再结晶的现象变强化的同时发生的再结晶的现象 这是在通常的热加工时发生的过程在发生回复和再结这是在通常的热加工时发生的过程在发生回复和再结晶时，由形变造成的加工硬化与由动态回复，动态再结晶造晶时，由形变造成的加工硬化与由动态回复，动态再结晶造成的软化同时发生成的软化同时发生  一、动态回复一、动态回复一、动态回复一、动态回复 1.  1.  1.  1.  动态回复时的真实应力－真实应变曲线动态回复时的真实应力－真实应变曲线动态回复时的真实应力－真实应变曲线动态回复时的真实应力－真实应变曲线, ,分为三段分为三段 第第ⅠⅠ阶阶段段——微微应应变变阶阶段段: :应应力力增增加加很很快快, ,但但应应变变量量不不大大( (小小于于1%),1%),加加工工硬硬化开始出现。

化开始出现 第第ⅡⅡ阶阶段段——均均匀匀变变形形阶阶段段: :曲曲线线的的斜斜率率逐逐渐渐下下降降，，金金属属材材料料开开始始均均匀匀塑塑性性变变形形，，即即开开始始流流变变，，并并发发生生加加工工硬硬化化，，且且随随加加工工硬硬化化作作用用的的加加强强, ,开开始始出出现现动动态态回回复复并并逐逐渐渐加加强强, ,其其造造成成的的软软化化逐逐渐渐抵抵消消加加工工硬硬化化作作用用, ,使使曲曲线线的的斜斜率率下降并趋于水平，加工硬化率为零，进入第三阶段下降并趋于水平，加工硬化率为零，进入第三阶段 第第ⅢⅢ阶阶段段——稳稳态态流流变变阶阶段段: :在在达达到到第第三三阶阶段段后后，，即即可可实实现现持持续续形形变变表表现现为由变形产生的加工硬化与动态回复产生的软化为由变形产生的加工硬化与动态回复产生的软化 达达到到动动态态平平衡衡, ,流流变变应应力力不不再再随随应应变变的的增增加加而而增增大大, ,曲曲线线保保持持水水平平状状态态达达到到稳稳态态流流变变时时应应力力值值与与变变形形温温度度和和应应变变速速率率有有关关, ,增增高高变变形形温温度度或或降降低低应应变变速率速率, ,都将使稳态流变应力降低。

都将使稳态流变应力降低•这一特性已用于钢材，如在这一特性已用于钢材，如在750℃750℃以下的热加工以下的热加工• 注意：当应变速率增大时：曲线整体移向上方，注意：当应变速率增大时：曲线整体移向上方，即稳态流变应力增大；温度升高时：曲线下移，即稳态流变应力增大；温度升高时：曲线下移，稳态流变应力减小稳态流变应力减小  第第第第 ⅠⅠⅠⅠ阶阶阶阶 段段段段 , 金金 属属 中中 的的 位位 错错 密密 度度 由由 退退 火火 态态 的的1010~1011m-2增增至至1011~1012m-2第第第第ⅡⅡⅡⅡ阶阶阶阶段段段段位位错错密密度度继继续续升升高高,但但因因动动态态回回复复的的出出现现,位位错错消消失失率率也也增增大大第第第第ⅢⅢⅢⅢ阶阶阶阶段段段段，，位位错错的的增增殖殖率率和和消消失失率率达达到到平平衡衡，，位位错错密密度度维维持持在在1014~1015m-2和和冷冷形形变变时时相相同同，，随随着着位位错错密密度度的的增增大大，，金金属属中中形形成成位位错错缠缠结结和和位位错错胞胞位位错错密密度度的的增增大大导导致致了了回回复复过过程程的的发发生生，，位位错错消消失失的的速速率率随随应应变变的的增增大大不不断断增增大大，，最最后后终终于于使使位位错错增增殖殖与与位位错错消消失失达达到平衡，不再发生加工硬化的稳态流变阶段。

到平衡，不再发生加工硬化的稳态流变阶段• • 动态回复机制动态回复机制动态回复机制动态回复机制是位错的攀移和交滑移，攀移在动是位错的攀移和交滑移，攀移在动态回复中起主要的作用层错能的高低是决定动态回态回复中起主要的作用层错能的高低是决定动态回复进行充分与否的关键因素动态回复易在层错能高复进行充分与否的关键因素动态回复易在层错能高的金属，如铝及铝合金中发生的金属，如铝及铝合金中发生  动动态态回回复复过过程程随随变变形形的的进进行行金金属属中中的的晶晶粒粒延延伸伸成成纤纤维维状状，，而而通通过过多多边边化化或或位位错错胞胞规规整整化化形形成成大大量量的的亚亚晶晶粒粒组组织织始始终终保保持持等等轴轴状状，，即即使使形形变变量量很很大大也也是是如如此此这这被被解解释释为为动动态态回回复复过过程程中中亚亚晶晶界界的的迁迁移移和和多多边边化化的的结结果果亚亚晶晶的的尺尺寸寸及及相相互互间间位位向向差差取取决于金属类型、形变温度和应变速率决于金属类型、形变温度和应变速率 亚晶平均直径亚晶平均直径d与与T、、ε的关系如下：的关系如下： 1/d = a + blog[εexp1/d = a + blog[εexp（（（（Q/RTQ/RT））））] ] a、、b为常数为常数 动动态态回回复复所所获获得得的的亚亚稳稳组组织织可可通通过过热热变变形形后后的的迅迅速速冷冷却却而而保保留留下下来来，，其其强强度度远远远远高高于于再再结结晶晶组组织织的的强强度度。

但但若若从从高高温温缓缓冷冷下来，则将发生静态再结晶下来，则将发生静态再结晶• 对于给定金属材料，动态回复亚晶粒的大小受形变温度和形对于给定金属材料，动态回复亚晶粒的大小受形变温度和形变速率的影响：形变温度越高或形变速率越低，亚晶粒越大变速率的影响：形变温度越高或形变速率越低，亚晶粒越大• 动态回复组织已成功地应用于提高建筑合金挤压型材的强度动态回复组织已成功地应用于提高建筑合金挤压型材的强度方面 5.4 5.4 热变形和动态回复再结晶热变形和动态回复再结晶 压压力力加加工工是是利利用用塑塑性性变变形形的的方方法法使使金金属属成成形形并并改改性性的的工工艺艺方方法法由由于于在在常常温温下下进进行行塑塑性性变变形形会会引引起起金金属属的的加加工工硬硬化化，，即即出出现现变变形形抗抗力力增增大大、、塑塑性性下下降降，，这这使使得得对对某某些些尺尺寸寸较较大大或或塑塑性性低低的的金金属属在在常常温温下下难难以以进进行行塑塑性性变变形形生生产产上上通通常常采采用用在在加加热热条条件件下进行塑性变形下进行塑性变形 热热变变形形或或热热加加工工指指金金属属材材料料在在再再结结晶晶温温度度以以上上的的加加工工变变形形。

工工业业生生产产个个，，高高温温进进行行的的锻锻造造，，轧轧制制等等压压力力加加工工属属热热加加工工热热加加工工过过程程中中，，在在金金属属内内部部同同时时进进行行着着加加工工硬硬化化与与回回复复再再结结晶晶软软化化两两个个相相反反的的过程  从从从从金金金金属属属属学学学学的的的的角角角角度度度度，，，，将将将将再再再再结结结结晶晶晶晶温温温温度度度度以以以以上上上上进进进进行行行行的的的的压压压压力力力力加加加加工工工工称称为为热热加加工工，，发发生生硬硬化化、、回回复复、、再再结结晶晶而而将将将将再再再再结结结结晶晶晶晶温温温温度度度度以以以以下下下下进进进进行行行行的的的的压压压压力力力力加加加加工工工工称称称称为为为为冷冷加加工工，，，，发发生生加加工工硬硬化化 例例如如钨钨的的再再结结晶晶温温度度约约为为1200℃1200℃，因此，即使在，因此，即使在1000℃1000℃进行变形加工也属于冷加工进行变形加工也属于冷加工 热加工温度：热加工温度：热加工温度：热加工温度：T T T T再再再再

塑性变塑性变形使金属产生形变强化，而同形使金属产生形变强化，而同时发生的再结晶时发生的再结晶( (称为动态再结称为动态再结晶晶) )过程又将形变强化现象予以过程又将形变强化现象予以消除因此，热加工时一般不消除因此，热加工时一般不产生明显加工硬化现象产生明显加工硬化现象 热加工过程中的动态再结晶示意图热加工过程中的动态再结晶示意图热加工过程中的动态再结晶示意图热加工过程中的动态再结晶示意图 热加工时，硬化过程与软化过程是同时进行的，按热加工时，硬化过程与软化过程是同时进行的，按其特征不同，可分为下述五种形式：其特征不同，可分为下述五种形式：• (1) (1) 动态回复动态回复• (2) (2) 动态再结晶动态再结晶 （（1 1）、（）、（2 2）是在温度和负荷联合作用下发生的是在温度和负荷联合作用下发生的• (3) (3) 亚动态再结晶亚动态再结晶• (4) (4) 静态再结晶静态再结晶• (5) (5) 静态回复静态回复 （（3 3）、（）、（4 4）、（）、（5 5）是在变形停止之后，即在无负）是在变形停止之后，即在无负荷作用下发生的。

荷作用下发生的5.4.1 5.4.1 动态回复和动态再结晶动态回复和动态再结晶 在金属冷形变后的加热过程中发生的，称为在金属冷形变后的加热过程中发生的，称为静态回复静态回复和和静态再结晶静态再结晶若提高金属变形的温度若提高金属变形的温度, ,使金属在较高的温度下使金属在较高的温度下形变时，金属在热变形的同时也发生回复和再结晶，这种与形变时，金属在热变形的同时也发生回复和再结晶，这种与金属热变形同时发生的回复和再结晶称为金属热变形同时发生的回复和再结晶称为动态回复动态回复(dynamic (dynamic recovery)recovery)和和动态再结晶动态再结晶(dynamic recrystallization)(dynamic recrystallization) 动态回复动态回复：在热加工过程中，塑性变形使金属产生形变：在热加工过程中，塑性变形使金属产生形变强化的同时发生的回复的现象强化的同时发生的回复的现象 动态再结晶动态再结晶：在热加工过程中，塑性变形使金属产生形：在热加工过程中，塑性变形使金属产生形变强化的同时发生的再结晶的现象。

变强化的同时发生的再结晶的现象 这是在通常的热加工时发生的过程在发生回复和再结这是在通常的热加工时发生的过程在发生回复和再结晶时，由形变造成的加工硬化与由动态回复，动态再结晶造晶时，由形变造成的加工硬化与由动态回复，动态再结晶造成的软化同时发生成的软化同时发生  一、动态回复一、动态回复一、动态回复一、动态回复 1.  1.  1.  1.  动态回复时的真实应力－真实应变曲线动态回复时的真实应力－真实应变曲线动态回复时的真实应力－真实应变曲线动态回复时的真实应力－真实应变曲线, ,分为三段分为三段 第第ⅠⅠ阶阶段段——微微应应变变阶阶段段: :应应力力增增加加很很快快, ,但但应应变变量量不不大大( (小小于于1%),1%),加加工工硬硬化开始出现化开始出现 第第ⅡⅡ阶阶段段——均均匀匀变变形形阶阶段段: :曲曲线线的的斜斜率率逐逐渐渐下下降降，，金金属属材材料料开开始始均均匀匀塑塑性性变变形形，，即即开开始始流流变变，，并并发发生生加加工工硬硬化化，，且且随随加加工工硬硬化化作作用用的的加加强强, ,开开始始出出现现动动态态回回复复并并逐逐渐渐加加强强, ,其其造造成成的的软软化化逐逐渐渐抵抵消消加加工工硬硬化化作作用用, ,使使曲曲线线的的斜斜率率下降并趋于水平，加工硬化率为零，进入第三阶段。

下降并趋于水平，加工硬化率为零，进入第三阶段 第第ⅢⅢ阶阶段段——稳稳态态流流变变阶阶段段: :在在达达到到第第三三阶阶段段后后，，即即可可实实现现持持续续形形变变表表现现为由变形产生的加工硬化与动态回复产生的软化为由变形产生的加工硬化与动态回复产生的软化 达达到到动动态态平平衡衡, ,流流变变应应力力不不再再随随应应变变的的增增加加而而增增大大, ,曲曲线线保保持持水水平平状状态态达达到到稳稳态态流流变变时时应应力力值值与与变变形形温温度度和和应应变变速速率率有有关关, ,增增高高变变形形温温度度或或降降低低应应变变速率速率, ,都将使稳态流变应力降低都将使稳态流变应力降低•这一特性已用于钢材，如在这一特性已用于钢材，如在750℃750℃以下的热加工以下的热加工• 注意：当应变速率增大时：曲线整体移向上方，注意：当应变速率增大时：曲线整体移向上方，即稳态流变应力增大；温度升高时：曲线下移，即稳态流变应力增大；温度升高时：曲线下移，稳态流变应力减小稳态流变应力减小  第第第第 ⅠⅠⅠⅠ阶阶阶阶 段段段段 , 金金 属属 中中 的的 位位 错错 密密 度度 由由 退退 火火 态态 的的1010~1011m-2增增至至1011~1012m-2。

第第第第ⅡⅡⅡⅡ阶阶阶阶段段段段位位错错密密度度继继续续升升高高,但但因因动动态态回回复复的的出出现现,位位错错消消失失率率也也增增大大第第第第ⅢⅢⅢⅢ阶阶阶阶段段段段，，位位错错的的增增殖殖率率和和消消失失率率达达到到平平衡衡，，位位错错密密度度维维持持在在1014~1015m-2和和冷冷形形变变时时相相同同，，随随着着位位错错密密度度的的增增大大，，金金属属中中形形成成位位错错缠缠结结和和位位错错胞胞位位错错密密度度的的增增大大导导致致了了回回复复过过程程的的发发生生，，位位错错消消失失的的速速率率随随应应变变的的增增大大不不断断增增大大，，最最后后终终于于使使位位错错增增殖殖与与位位错错消消失失达达到平衡，不再发生加工硬化的稳态流变阶段到平衡，不再发生加工硬化的稳态流变阶段• • 动态回复机制动态回复机制动态回复机制动态回复机制是位错的攀移和交滑移，攀移在动是位错的攀移和交滑移，攀移在动态回复中起主要的作用层错能的高低是决定动态回态回复中起主要的作用层错能的高低是决定动态回复进行充分与否的关键因素动态回复易在层错能高复进行充分与否的关键因素动态回复易在层错能高的金属，如铝及铝合金中发生。

的金属，如铝及铝合金中发生  动动态态回回复复过过程程随随变变形形的的进进行行金金属属中中的的晶晶粒粒延延伸伸成成纤纤维维状状，，而而通通过过多多边边化化或或位位错错胞胞规规整整化化形形成成大大量量的的亚亚晶晶粒粒组组织织始始终终保保持持等等轴轴状状，，即即使使形形变变量量很很大大也也是是如如此此这这被被解解释释为为动动态态回回复复过过程程中中亚亚晶晶界界的的迁迁移移和和多多边边化化的的结结果果亚亚晶晶的的尺尺寸寸及及相相互互间间位位向向差差取取决于金属类型、形变温度和应变速率决于金属类型、形变温度和应变速率 亚晶平均直径亚晶平均直径d与与T、、ε的关系如下：的关系如下： 1/d = a + blog[εexp1/d = a + blog[εexp（（（（Q/RTQ/RT））））] ] a、、b为常数为常数 动动态态回回复复所所获获得得的的亚亚稳稳组组织织可可通通过过热热变变形形后后的的迅迅速速冷冷却却而而保保留留下下来来，，其其强强度度远远远远高高于于再再结结晶晶组组织织的的强强度度但但若若从从高高温温缓缓冷冷下来，则将发生静态再结晶。

下来，则将发生静态再结晶• 对于给定金属材料，动态回复亚晶粒的大小受形变温度和形对于给定金属材料，动态回复亚晶粒的大小受形变温度和形变速率的影响：形变温度越高或形变速率越低，亚晶粒越大变速率的影响：形变温度越高或形变速率越低，亚晶粒越大• 动态回复组织已成功地应用于提高建筑合金挤压型材的强度动态回复组织已成功地应用于提高建筑合金挤压型材的强度方面 5.4 5.4 热变形和动态回复再结晶热变形和动态回复再结晶 压压力力加加工工是是利利用用塑塑性性变变形形的的方方法法使使金金属属成成形形并并改改性性的的工工艺艺方方法法由由于于在在常常温温下下进进行行塑塑性性变变形形会会引引起起金金属属的的加加工工硬硬化化，，即即出出现现变变形形抗抗力力增增大大、、塑塑性性下下降降，，这这使使得得对对某某些些尺尺寸寸较较大大或或塑塑性性低低的的金金属属在在常常温温下下难难以以进进行行塑塑性性变变形形生生产产上上通通常常采采用用在在加加热热条条件件下进行塑性变形下进行塑性变形 热热变变形形或或热热加加工工指指金金属属材材料料在在再再结结晶晶温温度度以以上上的的加加工工变变形形。

工工业业生生产产个个，，高高温温进进行行的的锻锻造造，，轧轧制制等等压压力力加加工工属属热热加加工工热热加加工工过过程程中中，，在在金金属属内内部部同同时时进进行行着着加加工工硬硬化化与与回回复复再再结结晶晶软软化化两两个个相相反反的的过程  从从从从金金金金属属属属学学学学的的的的角角角角度度度度，，，，将将将将再再再再结结结结晶晶晶晶温温温温度度度度以以以以上上上上进进进进行行行行的的的的压压压压力力力力加加加加工工工工称称为为热热加加工工，，发发生生硬硬化化、、回回复复、、再再结结晶晶而而将将将将再再再再结结结结晶晶晶晶温温温温度度度度以以以以下下下下进进进进行行行行的的的的压压压压力力力力加加加加工工工工称称称称为为为为冷冷加加工工，，，，发发生生加加工工硬硬化化 例例如如钨钨的的再再结结晶晶温温度度约约为为1200℃1200℃，因此，即使在，因此，即使在1000℃1000℃进行变形加工也属于冷加工进行变形加工也属于冷加工 热加工温度：热加工温度：热加工温度：热加工温度：T T T T再再再再

塑性变塑性变形使金属产生形变强化，而同形使金属产生形变强化，而同时发生的再结晶时发生的再结晶( (称为动态再结称为动态再结晶晶) )过程又将形变强化现象予以过程又将形变强化现象予以消除因此，热加工时一般不消除因此，热加工时一般不产生明显加工硬化现象产生明显加工硬化现象 热加工过程中的动态再结晶示意图热加工过程中的动态再结晶示意图热加工过程中的动态再结晶示意图热加工过程中的动态再结晶示意图 热加工时，硬化过程与软化过程是同时进行的，按热加工时，硬化过程与软化过程是同时进行的，按其特征不同，可分为下述五种形式：其特征不同，可分为下述五种形式：• (1) (1) 动态回复动态回复• (2) (2) 动态再结晶动态再结晶 （（1 1）、（）、（2 2）是在温度和负荷联合作用下发生的是在温度和负荷联合作用下发生的• (3) (3) 亚动态再结晶亚动态再结晶• (4) (4) 静态再结晶静态再结晶• (5) (5) 静态回复静态回复 （（3 3）、（）、（4 4）、（）、（5 5）是在变形停止之后，即在无负）是在变形停止之后，即在无负荷作用下发生的。

荷作用下发生的5.4.1 5.4.1 动态回复和动态再结晶动态回复和动态再结晶 在金属冷形变后的加热过程中发生的，称为在金属冷形变后的加热过程中发生的，称为静态回复静态回复和和静态再结晶静态再结晶若提高金属变形的温度若提高金属变形的温度, ,使金属在较高的温度下使金属在较高的温度下形变时，金属在热变形的同时也发生回复和再结晶，这种与形变时，金属在热变形的同时也发生回复和再结晶，这种与金属热变形同时发生的回复和再结晶称为金属热变形同时发生的回复和再结晶称为动态回复动态回复(dynamic (dynamic recovery)recovery)和和动态再结晶动态再结晶(dynamic recrystallization)(dynamic recrystallization) 动态回复动态回复：在热加工过程中，塑性变形使金属产生形变：在热加工过程中，塑性变形使金属产生形变强化的同时发生的回复的现象强化的同时发生的回复的现象 动态再结晶动态再结晶：在热加工过程中，塑性变形使金属产生形：在热加工过程中，塑性变形使金属产生形变强化的同时发生的再结晶的现象。

变强化的同时发生的再结晶的现象 这是在通常的热加工时发生的过程在发生回复和再结这是在通常的热加工时发生的过程在发生回复和再结晶时，由形变造成的加工硬化与由动态回复，动态再结晶造晶时，由形变造成的加工硬化与由动态回复，动态再结晶造成的软化同时发生成的软化同时发生  一、动态回复一、动态回复一、动态回复一、动态回复 1.  1.  1.  1.  动态回复时的真实应力－真实应变曲线动态回复时的真实应力－真实应变曲线动态回复时的真实应力－真实应变曲线动态回复时的真实应力－真实应变曲线, ,分为三段分为三段 第第ⅠⅠ阶阶段段——微微应应变变阶阶段段: :应应力力增增加加很很快快, ,但但应应变变量量不不大大( (小小于于1%),1%),加加工工硬硬化开始出现化开始出现 第第ⅡⅡ阶阶段段——均均匀匀变变形形阶阶段段: :曲曲线线的的斜斜率率逐逐渐渐下下降降，，金金属属材材料料开开始始均均匀匀塑塑性性变变形形，，即即开开始始流流变变，，并并发发生生加加工工硬硬化化，，且且随随加加工工硬硬化化作作用用的的加加强强, ,开开始始出出现现动动态态回回复复并并逐逐渐渐加加强强, ,其其造造成成的的软软化化逐逐渐渐抵抵消消加加工工硬硬化化作作用用, ,使使曲曲线线的的斜斜率率下降并趋于水平，加工硬化率为零，进入第三阶段。

下降并趋于水平，加工硬化率为零，进入第三阶段 第第ⅢⅢ阶阶段段——稳稳态态流流变变阶阶段段: :在在达达到到第第三三阶阶段段后后，，即即可可实实现现持持续续形形变变表表现现为由变形产生的加工硬化与动态回复产生的软化为由变形产生的加工硬化与动态回复产生的软化 达达到到动动态态平平衡衡, ,流流变变应应力力不不再再随随应应变变的的增增加加而而增增大大, ,曲曲线线保保持持水水平平状状态态达达到到稳稳态态流流变变时时应应力力值值与与变变形形温温度度和和应应变变速速率率有有关关, ,增增高高变变形形温温度度或或降降低低应应变变速率速率, ,都将使稳态流变应力降低都将使稳态流变应力降低•这一特性已用于钢材，如在这一特性已用于钢材，如在750℃750℃以下的热加工以下的热加工• 注意：当应变速率增大时：曲线整体移向上方，注意：当应变速率增大时：曲线整体移向上方，即稳态流变应力增大；温度升高时：曲线下移，即稳态流变应力增大；温度升高时：曲线下移，稳态流变应力减小稳态流变应力减小  第第第第 ⅠⅠⅠⅠ阶阶阶阶 段段段段 , 金金 属属 中中 的的 位位 错错 密密 度度 由由 退退 火火 态态 的的1010~1011m-2增增至至1011~1012m-2。

第第第第ⅡⅡⅡⅡ阶阶阶阶段段段段位位错错密密度度继继续续升升高高,但但因因动动态态回回复复的的出出现现,位位错错消消失失率率也也增增大大第第第第ⅢⅢⅢⅢ阶阶阶阶段段段段，，位位错错的的增增殖殖率率和和消消失失率率达达到到平平衡衡，，位位错错密密度度维维持持在在1014~1015m-2和和冷冷形形变变时时相相同同，，随随着着位位错错密密度度的的增增大大，，金金属属中中形形成成位位错错缠缠结结和和位位错错胞胞位位错错密密度度的的增增大大导导致致了了回回复复过过程程的的发发生生，，位位错错消消失失的的速速率率随随应应变变的的增增大大不不断断增增大大，，最最后后终终于于使使位位错错增增殖殖与与位位错错消消失失达达到平衡，不再发生加工硬化的稳态流变阶段到平衡，不再发生加工硬化的稳态流变阶段• • 动态回复机制动态回复机制动态回复机制动态回复机制是位错的攀移和交滑移，攀移在动是位错的攀移和交滑移，攀移在动态回复中起主要的作用层错能的高低是决定动态回态回复中起主要的作用层错能的高低是决定动态回复进行充分与否的关键因素动态回复易在层错能高复进行充分与否的关键因素动态回复易在层错能高的金属，如铝及铝合金中发生。

的金属，如铝及铝合金中发生  动动态态回回复复过过程程随随变变形形的的进进行行金金属属中中的的晶晶粒粒延延伸伸成成纤纤维维状状，，而而通通过过多多边边化化或或位位错错胞胞规规整整化化形形成成大大量量的的亚亚晶晶粒粒组组织织始始终终保保持持等等轴轴状状，，即即使使形形变变量量很很大大也也是是如如此此这这被被解解释释为为动动态态回回复复过过程程中中亚亚晶晶界界的的迁迁移移和和多多边边化化的的结结果果亚亚晶晶的的尺尺寸寸及及相相互互间间位位向向差差取取决于金属类型、形变温度和应变速率决于金属类型、形变温度和应变速率 亚晶平均直径亚晶平均直径d与与T、、ε的关系如下：的关系如下： 1/d = a + blog[εexp1/d = a + blog[εexp（（（（Q/RTQ/RT））））] ] a、、b为常数为常数 动动态态回回复复所所获获得得的的亚亚稳稳组组织织可可通通过过热热变变形形后后的的迅迅速速冷冷却却而而保保留留下下来来，，其其强强度度远远远远高高于于再再结结晶晶组组织织的的强强度度但但若若从从高高温温缓缓冷冷下来，则将发生静态再结晶。

下来，则将发生静态再结晶• 对于给定金属材料，动态回复亚晶粒的大小受形变温度和形对于给定金属材料，动态回复亚晶粒的大小受形变温度和形变速率的影响：形变温度越高或形变速率越低，亚晶粒越大变速率的影响：形变温度越高或形变速率越低，亚晶粒越大• 动态回复组织已成功地应用于提高建筑合金挤压型材的强度动态回复组织已成功地应用于提高建筑合金挤压型材的强度方面。