金屬材料扯淡時間（九）----再結晶
時間結晶哪裡爆的多
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今天扯一下再結紮！啊不，再結晶。
再結晶！不同於相變，兩個不一樣的概念，雖然有著類似感覺，結晶麼，就是晶體化，晶體非晶體都知道區別吧？一個結構有序一個結構無序。奧氏體化也是結晶，從一種結構轉換為另一種結構，也是新晶粒的形成。
區別在哪裡，二伯總要給概念，雖然不精準，但至少比教科書要通俗的多。1。 再結晶的材料結構沒有變化，相變結構有變化！2。再結晶的前提是材料存在變形應力，或大或下，要有。相變不考慮這種問題，只考慮溫度。
更通俗的例子是：一個大的奧氏體晶粒變成10個小的奧氏體晶粒（怎麼變的一會說啊）奧氏體結構本身沒有變化，每個晶粒還是奧氏體面心立方結構，但是晶粒數量變化了，也就是說在結構不變的基礎上原始晶粒消失了，重新形成新的晶粒，就是再結晶。對比相變，相變是結構改變的基礎上形成新的晶粒！讓我們回顧一下歷史的長河，分久必合合久必分，各個小國家省份甚至軍閥變化不斷，不變的是那一塊永存的土地，國家在不停的再結晶。與地球毀滅恐龍消失的相變不是一個概念的。
“一個大的奧氏體晶粒變成10個小的奧氏體晶粒”，怎麼變得呢？二伯扯淡的基本引用概念就那麼幾條，最重要的就是能量守恆概念，驅動再結晶必然要有能量引入，奧氏體化主要是溫度，而再結晶需要有溫度和變形！變形也是一種能量啊，你擀麵條不用力氣麼？
或者徹底的說吧，就因為有了變形能的介入，所以再結晶發生的溫度和所謂的相變溫度有了偏差，因此不管怎麼結晶就不能用類似相變這種方式來解釋了，於是大家弄了個再結晶來解釋這種現象。（當然，本身把再結晶和相變放在一起比就不妥，根本不是一個事，但為了區別很多人的混淆，只能如此）
舉個例子說一下變形儲存能的概念，一片竹子兩頭用一根繩子連上，放在那裡，這是沒變形的狀態；把這片竹子彎一下用一根繩子連上，就變成了弓，可以射出箭。或者反過來說，前面那個東東，你用剪刀剪斷繩子，竹子沒變化，後面那個弓，剪斷繩子，竹子會彈出去。就是這個概念。
明白了變形儲存能，也瞭解了一旦能量釋放可以帶來很大的驅動力，那就能很好的理解再結晶後面的東西了。
動態再結晶和靜態再結晶，一個是變形過程中的，一個是變形後的，就這麼區分。實際上動態再結晶也不都是在變形中進行的，有些在變形後的短時間內形成，只不過還在變形的工序中。這個不糾結了，為了區分我們就這麼定義吧，二伯分別舉個例子說明一下，一個例子說明動態的，一個說明靜態的，靜態的也就是再結晶退火！
材料在奧氏體化溫度以上變形，比如板材或者管材的軋製，10mm厚的被軋製（壓縮）到1mm厚，奧氏體晶粒必將被壓扁，同時拉長，看圖
拉長的奧氏體是不穩定的，首先它有變形的儲存能，其次它有環境溫度，於是它開始不安分了，前文說了很多次，能量最低狀態就是球形，也就是等軸，所以在長條的奧氏體晶粒中由於有了變形能和環境溫度提供的能量，而開始形核，行核在最脆弱的地方，這裡就是壓縮晶粒後在晶粒內部產生的大量畸變點，就是位錯集中的地方（位錯和碳化物一樣，貫穿材料的重要因素，以後單獨開個位錯的扯淡），由於扁長的原始結構，窄的一端限制較多，結果必然是把一個長條的奧氏體晶粒斷斷續續的變成沿長度排列的10個小奧氏體晶粒了，意會啊！意會啊！
於是動態再結晶的過程是晶粒變小或者變等軸或者變圓滑的過程，那麼變形量越大最終產品的晶粒就越細，不明白的看上面的圖，變形量越大，晶粒被壓縮或拉長的程度越高，再結晶後的晶粒越細。經過多次動態再結晶後的軋態組織可以到一個很細的程度，比如晶粒度8級以上。
靜態再結晶的極端例子比如一個冷軋的產品，從10mm厚變成3mm厚，然後和前面弓的例子一樣，積攢了大量的變形能，大量的位錯，但它只能忍，因為它不像熱變形那樣有高溫支援，冷軋的它沒有外部的支援（溫度），它沒法動，繃著很大的殘餘應力在哪裡靠著，無法結晶。然後我們給了它溫度——-再結晶退火！於是有了外部的支援，可以起義了，可以從窮山溝子裡面走出來了，五脊六獸的變成肥頭大耳（晶粒尖銳變成圓滑），哦，還有個概念，叫大角度晶界。。我經常突然發呆、感到莫名其妙就是因為總遇見這種詞彙。。大角度晶界。。你說怎麼讓人懂！讓人怎麼懂？晶界兩邊的晶粒越趨近同化，趨近一樣的時候就是獲得能量後再結晶的時候，軋製原始狀態下晶界兩邊的晶粒差異很大，所以晶界位錯密度才高！！！這不就理解了麼。
扯了這麼多再結晶，童鞋們要明白一個基本的概念：再結晶溫度是和變形程度有關的。如果變形大，變形儲存能高，那麼根據能量守恆，再結晶不需要太高的溫度，也就是說再結晶溫度會降低！
同樣第二個基本概念：再結晶是結合變形發生的現象，如果變形量小到不足以再結晶（因為單純的溫度因素叫相變），那麼就不會發生再結晶，也就沒有了再結晶這個概念了。
第三個基本概念：再結晶溫度是受一些因素影響的，比如原始的晶粒大小（決定變形後拉長的晶粒大小，從而決定形核量，從而決定形核需要的溫度）、比如利於形核的碳化物量（關聯到原始成分）、雜質因素等等。
其實理解了再結晶的前因後果可以順帶掌握很多名詞，比如“形變誘導馬氏體”，大家想想有了形變。。形成儲存能，根據能量守恆，馬氏體形成的溫度是否可以因為儲存能的存在而變化？那麼。。。形變就能夠使馬氏體產生在原來不屬於它的溫度範圍。。。那麼。。。多麼的簡單。
好了，扯淡完畢，風緊、扯呼！
端午節快樂啊！
