晶体知识—晶粒长大与再结晶退火浅析

晶粒长大和再结晶退火后的组织

晶粒长大

再结晶后，再继续保温或升温，会使晶粒进一步长大。

1.正常晶粒长大：表现为大多数晶粒几乎同时逐渐均匀长大。是靠晶界迁移，相互吞食而进行的，它使界面能减小，是一个自发过程。

晶粒界面的不同曲率是造成晶界迁移的直接原因，实际上晶粒长大时，晶界总是向着曲率中心的方向移动，并不断平直化。

因此，晶粒长大过程就是“大吞并小”和凹面变平的过程。在二维坐标中，晶界平直且夹角为120℃的六边形是一维晶粒的最终稳定形状。

2.异常晶粒长大：表现为少数晶粒突发性的不均匀长大。是出现少数较大的晶粒优先快速成长，逐步吞食掉其周围的大量小晶粒，最后形成非常粗大的组织，使力学性能大大降低，称为二次再结晶。

发生异常晶粒长大的基本条件：正常晶粒长大过程被分散相微粒、织构或表面的热蚀沟等所强烈阻碍。其驱动力来自界面能的降低，而不是来自应变能。

再结晶退火后的组织

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再结晶退火后的晶粒大小

再结晶退火后的晶粒大小主要取决于预先变形度和退火温度。通常，变形度越大，退火后的晶粒越细小，而退火温度越高，则晶粒越粗大。

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再结晶织构

通常具有变形织构的金属经再结晶后的新晶粒若仍具有择优取向，称为再结晶织构。

再结晶织构形成机制：

（1）定向生长理论

（2）定向形核理论

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退火孪晶

某些面心立方金属和合金如铜及铜合金、镍及镍合金和奥氏体不锈钢等冷变形后经再结晶退火后会出现退火孪晶，原因是因为这些金属层错能低，满足孪晶生长的能量条件。

面心立方的孪晶面为{111}。形成退火孪晶需在堆垛过程中发生层错，即又正常的…ABCABC…改变为…ABBACBACABABC…，其中与两面为共格孪晶界面，其间的晶体则构成一退火孪晶带。

退火孪晶的形成机制：一般认为退火孪晶是在晶粒生长过程中形成的。形成退火孪晶必须满足能量条件，层错能低的晶体容易形成退火孪晶。

审核编辑：刘清