material 版 (精华区)

发信人: sucky (这念/'suki/,不要念错哦), 信区: material
标  题: 材科讲义（4）
发信站: 听涛站 (2001年06月06日18:20:36 星期三), 站内信件

Chapter 4 Recovery & Recrystallization
?1. Introduction
1. Changes after cold-working
l   Microstructure
(1) grain shape, crystallographic orientation (texture)
(2) density of defects (dislocations and vacancies)
l   Internal stress (deviation of lattice constants from the equilibrium value
s)
long-range:     >>grain size            ? type I
                            ~ grain size                ? type II
short-range: localized distortion   ? type III
(vacancy, dislocation, >80% rEs)
l   Properties
mechanical  physical    chemical
strain hardening(s, d)  electric, magnetic  corrosion resistance
2. Other causes to internal stress
l   phase transformation
l   machining ( grinding 机加工，磨)
l   un-uniform cooling (casting, welding)
3 Change to more equilibrium states
(1) conditions
a.  Thermodynamics
l   Stored internal energy: Du=DQ+W
l   Driving force: DG " Du
(DV " 0,  DH " Du,  TDS <<DH)
l   Measurement: power difference DP
 (required to heat the worked, annealed specimens)
b.  Kinetics
l   Q = thermal activation energy
required to enhance atomic diffusion so that atoms can arrange themselves to
 a more equilibrium state.
l   The process obeys Arrhenius- type law
   rate = A'e-Q/RT
or   1/t = A e-Q/RT        Eq.(10-26)
consistent with many reactions
(2) Process (annealing)
a. Recovery
no grain shape change
type I & II stress relief   应力松弛
release of part of DEs (=Du) 能量释放
some changes of properties
b. Recrystallization
l   new grains growth at expense of deformed structure
l   complete release of DEs
l   reversion of properties 性能复原
c. Grain growth
l   grain growth at expense of other new grains
In-depth understanding is a step to tailor the microstructure for optimizing
 the desired properties by process design.
Only for steels (四把火), for other materials are different
l   annealing 退火 (A炉冷), to soften   
l   normalizing 正火 (A空冷), to refine
l   quenching 淬火 (A速冷), to gain martensite马氏体
l   tempering 回火 (M'空冷或速冷), to toughen
?2 Recovery
1 Mechanism
a. low T   0.1~0.3Tm (K)
disappearance and migration of vacancies
to dislocations, grain boundaries, or to surface
b. medium T   0.3~0.5Tm
reaction, rearrangement and elimination of dislocations to from a cell struc
ture  胞状结构
l   tangled dislocations at cell walls 位错缠结
l   depending on energy of stacking faults
c. high T  >0.5Tm
Formation and coalescence(粗化) of subgrains （亚晶）
Two process:
l       polygonization 多边形化
        merging of subgrains                q+q=2q
l    sharpness of cell structure
rotation of subgrains
2. Kinetics
l   feature: thermal activated process
        Follow Arrhenius-type law
l   for a given recovered property 1-x
    x = fraction of un-recovered property
                            
    
For a first-order rate process:  d(1-x)/dt = kx
                    lnx - c = -A0exp(-Q/RT)t
t vs T :  or  lnt = Q/RT + B
   p519
If x = b - lnt   then Q = Q0- cx        \X  Q   
l   main application
                stress relief
reduce tendency of stress corrosion cracking

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昔我往矣 杨柳依依 今我来思 雨雪霏霏
行道迟迟 载渴载饥 我心伤悲 莫我知哀
※ 来源:·听涛站 tingtao.dhs.org·[FROM: 匿名天使的家]