什麼是回復
加熱冷加工的金屬時,在再結晶之前發生差排的消滅或重新排列,使內部應力與電阻下降的過程。硬度變化不大。
日文名稱: 回復
「回復」出現在5領域的7道練習題中(金屬材料與合金, 材料的加工與接合, 熱處理與金屬材料等)。
這個名詞所屬的領域: 金屬材料與合金
加熱冷加工的金屬時,在再結晶之前發生差排的消滅或重新排列,使內部應力與電阻下降的過程。硬度變化不大。
日文名稱: 回復
「回復」出現在5領域的7道練習題中(金屬材料與合金, 材料的加工與接合, 熱處理與金屬材料等)。
這個名詞所屬的領域: 金屬材料與合金
冷加工後的金屬中累積了大量的差排與點缺陷。加熱時,首先空位等點缺陷移動而消失,接著差排以攀移或交叉滑移移動,正負號相反的差排互相抵消,或排列成低能量的配置。差排像牆一樣排列成小角度晶界,把晶粒內部分割成小的次晶粒,稱為多邊形化。晶粒本身的形狀與方位仍維持加工時的樣子,不會生成新的晶粒,這一點是與再結晶的差異。
在回復中,累積的能量有一部分被釋放,殘留應力大幅下降,電阻也接近加工前的值。另一方面,差排的總數並沒有減少很多,因此硬度與強度的下降小,加工硬化所得到的強度大多仍保留。回復的速率在一開始最大,隨時間逐漸變慢,不會像再結晶那樣經過潛伏期後才急速進行。回復進行到什麼程度,不只取決於溫度與時間,也受材料的疊差能左右。
在鋁或α鐵這類疊差能高的金屬中,差排不易擴展分解,交叉滑移與攀移容易,因此回復進行得很充分。即使在熱加工中,回復也會與加工硬化達到平衡,形成穩定的次晶粒組織(動態回復)。另一方面,在銅、黃銅、沃斯田鐵系不鏽鋼這類疊差能比較低的金屬中,差排廣泛擴展而不易移動,回復進行得不多。因此累積的能量大量殘留,再結晶較容易發生。
回復被利用在想保持形狀與強度、只降低內部應力的時候。焊接或彎曲加工後的應力消除退火,以及為防止黃銅季裂而進行的低溫退火,都是其例。在鋁合金中,加工硬化後再部分退火、使延性稍微恢復的質別以H2x表示,藉此取得強度與成形性的平衡。退火溫度太高或時間太長時,再結晶就會開始而大幅軟化,因此溫度與時間的管理很重要。
回復中只發生差排的消滅與重新排列,晶粒維持加工時的樣子。再結晶則是生成無應變的新晶粒取代加工組織,因此硬度大幅下降。
加工時增加的空位等點缺陷與差排會散射電子而使電阻上升,在回復中它們減少,特別是點缺陷容易消失,因此散射減少、電阻下降。
是像熱加工那樣,在高溫下變形的過程中發生的回復。差排的增加與消滅互相平衡,因此持續變形時應力也不太上升,而接近大致固定的值。
回復是加工時增加的差排消滅,或重新排列成低能量配置(形成小角度晶界的多邊形化)的過程。
將冷加工的金屬以不發生再結晶程度的溫度加熱時所發生的回復,下列敘述何者正確?彎曲後的板材斷面上,塑性變形之後仍殘留約為降伏應力程度的應力,除去負荷時會回復與該應力相應的彈性應變(約為 σ/E)。
將板材彎曲加工後從模具取出時,因彈性回復而使彎曲角度回復的回彈,在下列何者中容易變大?板厚與彎曲半徑相同。加熱冷加工的金屬時,首先發生以差排重新排列降低內部應力的回復;在更高溫下,則以累積的應變能為驅動力,產生並成長應變少的新晶粒,即發生再結晶。
關於將冷加工金屬加熱時的再結晶,下列敘述何者正確?鉛的標準為 0.4 × (327 + 273) = 240 K,即約−33℃,因此在室溫(25℃)軋延屬於熱加工,加工中回復與再結晶持續進行,幾乎不殘留加工硬化。
設再結晶溫度的標準為熔點(絕對溫度)的0.4倍時,下列何者屬於熱加工?熔點為鉛327℃、鎢3422℃、鐵1538℃。熱加工時加工中會發生回復與再結晶,幾乎不會殘留加工硬化,因此認為殘留大量加工硬化的選項錯誤。
以鑄造與熱鍛造分別製作相同形狀的碳鋼零件時,一般而言鍛造件的韌性與疲勞強度較優。其原因何者正確?