動態回復是指金屬在熱塑性變形過程中通過熱激活，空位擴散、位錯運動（滑移、攀移）相消和位錯重排的過程。金屬在動態回復過程中往往形成胞狀組織，其大小和胞壁的清晰程度與金屬的層錯能和變形熱力學條件密切相關。金屬高溫下的應力一應變曲線硬化率減少的區域為發生動態回復過程的區間，在這一區域，熱激活和應力的作用促使發生交滑移，並且由於溫度高，動態回復所需的激活能可促使點陣的擴散，胞壁雖仍存在但很薄。
基本介紹
- 中文名：動態回復
- 外文名：dynamic recovery
- 材質：金屬
- 條件：熱塑性變形過程中通過熱激活
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
簡介,間隙原子,動態多邊化,動態再結晶,
簡介
動態回復是指動態休復、動態多邊化和改變取向差的動態回復。動態休復包括塑性形變時異號位錯和點缺陷的移動和消失。用實驗手段研究動態休復過程是困難的，這使這個領域的進展緩慢。套用示蹤原子技術可以定量地判斷高溫塑性形變過程中點缺陷的移動和消失。鋁和鐵熱變形時經過動態回復過程後，因發生交滑移與攀移而形成了形態良好的亞結構。將高溫變形後的材料迅速冷卻以抑止靜態回復與靜態再結晶，然後在室溫下進行觀察，在組織上若能看到亞結構，則證明確實發生了動態回復。具有這種組織的材料，其強度與韌性均比一般再結晶材料的高。
間隙原子
晶體內部的彈性顯微應力使體積擴散加速的假說很早就有人提出。實際金屬中，彈性形變很容易在可以研究體積擴散的溫度下轉變為塑性形變。這時，在位錯的周圍保留下來顯微應力。最近成功地獲得了在金屬單晶體中沿位錯加速擴散的直接證明。這說明，晶體中多餘的點缺陷消失在滑移位錯通道的窄區域裡。預先經光照射的金屬晶體在不大的塑性形變時，能觀察到這種動態休復。在螺型位錯運動時，大量的間隙原子以小台階的方式產生。這些原子不可能與位錯一起作保守運動。因此，在小的形變速率下，這些原子只能順著位錯做保守運動。在脈動載荷下，位錯的運動速度本質上超過了沿小台階的蠕動速度。精確的計算得出，在螺型位錯以小台階運動時，不僅產生內結點原子，而且也產生空位。然而，在形變的早期階段，主要產生間隙原子。除此之外，在脈動載荷下，壓力增加很小，空位難以形成和移動。
在脈動載荷下金屬的間隙原子遷移機制已展開討論，然而已清楚的是，既不是離子運動機制，也不是置換機制，因為這兩種機制都不能保障放射性同位素遷移得很深。應該認為，間隙原子與運動位錯的互動作用，促進了間隙原子的存在時間和滲入深度的增加。甚至在脫離運動位錯之後，間隙原子還保留一些動力學能量。只有在加熱之後，這些原子才以隨機跳躍機制擴散到基體中。在功態休復過程中，體積遷移的總速度不僅依賴於點缺陷的可動性，而且還依賴於濃度。間隙原子的濃度本質上，不僅與形變速率，而且與影響松馳時間的溫度有關。因此，動態休復過程的速度與溫度的關係不可能由簡單的指數關係確定。在含有不平衡空位的金屬中，施加脈動載荷時，證明了體積遷移速度的降低對體積擴散的間隙原子機制有利。在較高的溫度下，發生在塑性形變過程中異號位錯消失應屬於動態休復。這個過程造成了機械性能的某些回復。然而，由於產生大約同等數量的異號位錯時，提高了的位錯熱動性使小滑移的條件難以松馳，以此這個過程很難單一進行。
動態多邊化
動態多邊化也造成金屬在熱形變過程中機械性能的回覆。動態多邊化發生在動態休復之後，業使過剩的同號位錯重新排列。在高溫下位錯螺型部分的易動性加強。
動態多邊化的研究是以蠕變的物理理論為基礎進行的。這種理論認為，在蠕變的開始階級形成了多邊化的亞晶組織（形成規整的亞晶介）。因此，可以把這個過程看成是第一類動態多邊化，然而，需要指出的是，第一類動態多邊化時，亞晶介的整齊程度比靜態的要低。在隨後的穩定蠕變發展過程中，逐漸形成了亞晶粒（第二類動態多邊化）。在較高的試驗溫度下亞晶粒長大（第三類動態多邊化）。
強化過程與動態回復的結合通常看作穩態蠕變階段。當前，這個階段蠕變的位錯機制還不統一。一般認為，在這階段亞組織的尺寸和取一向保持不變。這時，亞晶介的規整程度也加強了。
動態再結晶
動態再結晶過程，是在高溫塑性形變過程中新晶粒的形成和長大（一次動態再結晶），或者是由原晶粒長大（動態集聚再結晶）。由於施加應力值的改變，動態再結晶呈現出周期性和不連續性。一次動態再結晶時，新晶粒成組在高的形變梯度區域形成，業且通常尺寸不大。
長期以來認為，高程度的熱形變之後存在的等軸晶，是動態再結晶的特徵。實際上，這種組織可以在隨後不夠快的冷卻過程中產生，特別是當形變速率特別大時（脈動載荷）。由於熱形變過程中再結晶產生的等軸晶內部的退火畸變孿晶是動態再結晶的特徵。
