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金属学及热处理

金属塑性变形后的回复

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金属塑性变形后的回复

金属在塑性变形时消耗大量能量，其中大部分转变成热而散失，一小部分

以增加晶体缺陷所引起的畸变能和变形不均匀所引起的弹性应变能的形式储存

于金属内部，称为储存能

由于储存能的存在，使塑性变形后的金属自由能升高，使其在热力学上处

于亚稳状态，如果温度升高，金属原子具有足够的活动能力，冷变形金属就会

由亚稳状态向稳定状态转变，从而引起一系列组织和性能的变化，储存能就是

这一系列变化的驱动力

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金属塑性变形后的回复

回复、再结晶、晶粒长大过程示意图

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金属塑性变形后的回复

(a)回复的定义

回复，是指经冷塑性变形的金属在加热时，在光学显微组织发生改变以

前（即再结晶晶粒形成以前）所产生的某些亚结构和性能的变化过程

此时，变形金属的显微组织无显著变化（晶粒仍保持纤维状或扁平状的

变形组织），金属的机械性能（强度、硬度、塑性）变化不大，但某些物理、

化学性能发生明显变化（电阻显著减小，抗应力腐蚀能力提高，第一类内应

力基本消除）

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金属塑性变形后的回复

(b)回复动力学

回复的程度是温度

和时间的函数，温

度越高，回复的程

度越大；当温度一

定时，回复的程度

随时间的延长而逐

渐增加

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金属塑性变形后的回复

(b)回复的微观机制

回复是点缺陷和位错在加热时发生运动，从而改变它们的组态分布和

数量的过程

①点缺陷及点缺陷群的消除

②位错的相消和重新排列

③多边化或亚晶的形成和长大

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金属塑性变形后的回复

(c)回复过程中亚结构的变化

胞状亚结构发生明显变化，位错由胞内向胞壁滑移，异号位错相消，位错

密度大大降低②

胞壁位错形成低能态位错网络而变得比较清晰，称为亚晶界③

亚晶粒通过亚晶界迁移而长大，亚晶粒内位错密度进一步下降④

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(c)回复过程中亚结构的变化

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(d)回复在工程中的应用

去应力退火