第六章回复与再结晶

第六章回复与再结晶(一)填空题1.金属再结晶概念的前提是，它与重结晶的主要区别是。2.金属的最低再结晶温度是指，它与熔点的大致关系是。3钢在常温下的变形加工称，铅在常温下的变形加工称。4．回复是，再结晶是。5．临界变形量的定义是，通常临界变形量约在范围内。6金属板材深冲压时形成制耳是由于造成的。7．根据经验公式得知，纯铁的最低再结晶温度为。(二)判断题1．金属的预先变形越大，其开始再结晶的温度越高。（×）2．变形金属的再结晶退火温度越高，退火后得到的晶粒越粗大。（√）3．金属的热加工是指在室温以上的塑性变形过程。（×）4．金属铸件不能通过再结晶退火来细化晶粒。（√）金属铸件不能通过再结晶退火达到细化晶粒的目的，因为铸件，没有经受冷变形加工，所以当加热至再结晶退火温度时，其组织不会发生根本变化，因而达不到细化晶粒的目的。再结晶退火必须用于经冷塑性变形加工的材料，其目的是改善冷变形后材料的组织和性能。再结晶退火的温度较低，一般都在临界点以下。若对铸件采用再结晶退火，其组织不会发生相变，也没有形成新晶核的驱动力(如冷变形储存能等)，所以不会形成新晶粒，也就不能细化晶粒。5．再结晶过程是形核和核长大过程，所以再结晶过程也是相变过程。（×）；6从金属学的观点看，凡是加热以后的变形为热加工，反之不加热的变形为冷加工。（×）7在一定范围内增加冷变形金属的变形量，会使再结晶温度下降。(√)8．凡是重要的结构零件一般都应进行锻造加工。（√）9．在冷拔钢丝时，如果总变形量很大，中间需安排几次退火工序。(√)10．从本质上讲，热加工变形不产生加工硬化现象，而冷加工变形会产生加工硬化现象。这是两者的主要区别。(×)(三)选择题1．变形金属在加热时发生的再结晶过程是一个新晶粒代替旧晶粒的过程，这种新晶粒的晶型()。A．与变形前的金属相同B与变形后的金属相同C与再结晶前的金属相同D．形成新的晶型2．金属的再结晶温度是()A．一个确定的温度值B．一个温度范围C一个临界点D．一个最高的温度值3．为了提高大跨距铜导线的强度，可以采取适当的(A)。A．冷塑变形加去应力退火B冷塑变形加再结晶退火C热处理强化D．热加工强化4下面制造齿轮的方法中，较为理想的方法是(C)。A．用厚钢板切出圆饼再加工成齿轮B用粗钢棒切下圆饼再加工成齿轮C由圆钢棒热锻成圆饼再加工成齿轮D．由钢液浇注成圆饼再加工成齿轮5．下面说法正确的是(C)。A．冷加工钨在1000℃发生再结晶B钢的再结晶退火温度为450℃C冷加工铅在0℃也会发生再结晶D．冷加工铝的T再≈0.4Tm＝0.4X660℃＝264℃6下列工艺操作正确的是(D)。A．用冷拉强化的弹簧丝绳吊装大型零件淬火加热时入炉和出炉B用冷拉强化的弹簧钢丝作沙发弹簧C室温可以将保险丝拉成细丝而不采取中间退火D．铅的铸锭在室温多次轧制成为薄板，中间应进行再结晶退火7冷加工金属回复时，位错(C)。A．增加B．大量消失C．重排D不变8在相同变形量情况下，高纯金属比工业纯度的金属(A)。A．更易发生再结晶B．更难发生再结晶C更易发生回复D．更难发生回复9在室温下经轧制变形50％的高纯铅的显微组织是(C)。A．沿轧制方向伸长的晶粒B．纤维状晶粒C等轴晶粒D．带状晶粒(四)改错题1．钢的再结晶退火温度一般为1100℃。3．低碳钢试样的临界变形度一般都大于30％4．锡在室温下加工是冷加工，钨在1000℃变形是热加工。5．再结晶退火温度就是最低再结晶温度。6．再结晶就是重结晶。(五)问答题1．钨(Tm＝3410C)在l100℃、锡(Tm＝232℃)在室温时进行的冷变形加工分别属于冷加工或热加工?经计算，钨的再结晶温度为1200℃，在１１００℃加工，仍小于其再结晶温度，故为冷变形加工；经计算，锡的再结晶温度为－71℃，锡虽在室温下变形，仍大于其再结晶温度，故为热变形加工。2．用一根冷拉钢丝绳吊装一大型工件入炉，并随工件一起加热至1000℃，当出炉后再次吊装工件时，钢丝绳发生断裂，试分析其原因。冷拉钢丝绳在吊装某大型工件进行热处理时，加热严重，其温度大于钢的再结晶温度甚至更高，故在吊装工件出炉时，钢丝绳由于发生了再结晶退火甚至重结晶，组织由原索氏体变为F+P而且晶粒粗大甚至过热组织，导致冷拉钢丝绳强度下降，所以会突然发生断裂。3．当把铅铸锭在室温下经多次轧制成薄铅板时，需不需要进行中间退火?为什么?4．用冷拔钢丝缠绕的螺旋弹簧，经低温加热后，其弹力要比未加热的好，这是为什么?5．在室温下对铅板进行弯折，你会感到越弯越硬，但稍隔一会儿再行弯折，你会发现铅板又像初时一样柔软，这是什么原因?6．用低碳钢板冲压成型的零件，冲压后发现各部位的硬度不同?为什么?如何解决?–硬度高的地方变形较大，产生了加工硬发，可用再结晶退火的方法解决。7．三个低碳钢试样变形度为5％，15％，30％，如果将它们加热至800℃，指出哪个产生粗晶粒?为什么?5％8．口杯采用低碳钢板冷冲而成，如果钢板的晶粒大小很不均匀，那么冲压后常常发现口杯底部出现裂纹，这是为什么?9．试述影响再结晶过程的因素。如何确定纯金属的最低再结晶温度和实际再结晶退火温度?10．如何区分热加工与冷加工?为什么锻件比铸件的性能好?热加工会造成哪些缺陷?11．已知某低碳钢的抗拉强度为500MPa，若要选用这个牌号的钢来制造抗拉强度达900MPa的机器零件，问应采用除热处理以外的哪一种加工方法。12．作沙发的冷拉弹簧钢丝，冷卷簧以后一般的弹性都能符合要求。13．在冷拔钢丝生产过程中，常常要穿插几次中间退火工序才能拉到最终所需的尺寸要求。如不中间退火，一直拉拔到最终尺寸，钢丝表面往往出现裂纹(发纹)甚至有中途拉断的现象发生。这是什么原因?试述中间退火的原理及其作用。14．解释产生下列现象的原因：室温下，铝的塑性优于铁；铁的塑性优于锌。(六)作图题1．拉制半成品铜丝的过程如图5—1，试在图的下部绘出不同阶段的组织和性能的变化示意图，并加以适当解释。δHBσb金属Ag经大变形量(70％)冷加工后，试样一端浸入冰水中，一端加热至0.9Tm，过程持续1小时，然后将试样冷至室温。试画出沿试样长度的组织与硬度分布曲线，并简要说明之。Ⅰ.温度TT再，仅回复，硬度略有下降；II.随T↑，再结晶，硬度大大↓，且随T↑，再结晶的体积％↑，HB↓；Ⅲ.随温度↑，晶粒长大，晶界对位错运动阻碍↓，故HB进—步↓。(七)计算题1．铅的熔点为327℃，锡的熔点为232℃，它们分别在室温20℃下进行压力加工，此时有无加工硬化现象?为什么?2．已知W的熔点为3410℃，Fe为1538℃，Cu为1083℃，Pb为327℃。比较几种金属在室温下塑性变形的能力，并简述理由。低碳钢(0．1％C)板经大变形量冷轧后，进行了再结晶退火，对其进行拉伸实验，拉伸至延伸率为8％时卸载，若：(1)卸载后立即拉伸；(2)卸载后室温下放置10天后拉伸；(3)卸载后700℃退火1小时，空冷至室温后再拉伸；(4)卸载后在900℃退火保温10分钟，空冷至室温后再拉伸。试分别画出上述4种情况下的应力一应变曲线，并简要说明之。（1）卸载后立即拉伸，溶质原子来不及在位错附近聚集，故无钉扎作用，所以无上、下屈服点；且因加工硬化的作用，屈服强度较第一次拉伸时有所提高；（2）经过室温时效，溶质原子在位错附近聚集又形成气团，钉扎位错，需要在较高应力下才能屈服；一旦溶质原子脱钉，应力将下降，所以有上、下屈服点。同样，由于加工硬化的作用，屈服强度较第一次拉伸时有所提高；3）对低碳钢，ε＝8％接近临界变形量，因此在700℃(高于再结晶温度)退火后晶粒粗大，强度较低；（4）900℃保温时发生重结晶，冷却后晶粒细小，因此强化提高。T0℃0.9TmT再HRCⅠⅡⅢδ(八)思考题1．用以下三种方法制成齿轮，哪种方法最好?为什么?(1)由厚钢板切出圆饼再加工成齿轮(2)由粗钢棒切下圆饼再加工成齿轮(3)由圆钢棒热锻成圆饼再加工成齿轮2．在纯铁板上冲一个孔，再将此板加热至200℃、400℃、600℃后保温1h,试分析其孔边缘内部组织的变化。最低再结晶温度经验公式的适用条件有两个——一是该公式仅适用于工业纯金属，二是在运用此公式计算时要换算为绝对温度。已知铁的熔点1538℃，为铜的熔点为1083℃，试估算铁和铜的最低再结晶温度，并确定其再结晶退火温度。1.分析根据题目给出的已知条件，会自然地想到经验公式TZ=0.4Tm，此即为最低再结晶温度。而生产中广泛使用的再结晶退火温度的选定原则是：TZ+（100℃～200℃）。2.解答εσ(1)(2)(3)(4)εσ(1)(2)(3)(4)铁的最低再结晶温度为TZ=0.4×(1538+273)–273=450℃，铜的最低再结晶温度为TZ=0.4×(1083+273)–273=269.4℃；铁的再结晶退火温度为450+（100～200）=550℃～650℃，铜的再结晶退火温度为269.4+（100～200）=369.4℃～469.4℃。4－3冷塑性变形与热塑性变形后的金属能否根据其显微组织加以区别？答：可以通过显微组织来判断是冷塑性变形还是热塑性变形，冷塑性变形后的晶粒形状呈扁平形或长条形，热塑性变形后的晶粒是等轴晶粒。3－8为什么钢锭希望减少柱状晶区，而铜锭、铝锭往往希望扩大柱状晶区？答：在柱状晶区，柱状晶粒彼此间的界面比较平直，气泡缩孔很小，组织比较致密。但当沿不同方向生长的两组柱状晶相遇时，会形成柱晶间界。柱晶间界是杂质、气泡、缩孔较密集地区，是铸锭的脆弱结合面，故钢锭应减少柱状晶区，以避免在热轧时开裂。对塑性好的铜锭、铝锭不会因热轧而开裂，故往往希望扩大柱状晶区。