应用电子显微镜观察冷加工金属晶体中的位错结构

应用电子显微镜观察冷加工金属晶体中的位错结构

 借助于透射电子显微术，能够直接观察金属晶体中的位错及其
行为，因而对于形变和退火过程的基本了解，取得了很大进展。

金属的性质取决于它的显微组织。形变和退火，是用来改变金属与
合金的组织结构，使材料的最终性能发生变化的最重要的工艺方法
。由于这些工艺的重要性，并且在这些领域中研究工作已经有了很
长的历史，因而在文献中积累了大量关于这方面的科学知识。本文
的范围是综述冷加工金属退火时所发生的各种现象(主要是合金组
织和性能的变化)，并讨论这些过程的机制。形变金属的退火，包
括一系列使形变状态不断转变为低能状态的过程。整个退火过程习
惯上划分为三个阶段：回复、再结晶和晶粒长大。正如大家所知道
的，这种划分是近似的，阶段与阶段之间常有重迭现象。不同作者
在使用这些术语时也有分歧。本文所用的这几个术语的含义是大家
普遍接受的，它按下述现象来加以分类。

(1)回复冷加工金属退火时最早发生的变化，就是回复阶段的开始
。回复阶段发生的各种组织结构变化，以及与之相应的各种性能变
化，都不涉及大角晶界的迁移。因此，从退火消除点缺陷及点缺陷
群、位错的相消和重新排列、多边化或亚晶形成及长大，一直到形
成再结晶晶核，都属于回复阶段。在这个退火阶段中，因不涉及大
角晶界迁移，所以形变金属的织构并没有发生根本变化。

(2)再结晶这个术语，如无附加说明，通常视为初次再结晶的同义
语。可以把开始形成稳定的再结晶晶核，作为再结晶阶段的开始。
这些晶核基本上是无应变的，并且可以通过大角晶界迁移，消除多
边化的基体而长大。当整个试样都为新的再结晶晶粒所占有时，再
结晶阶段便结束了。再结晶主要通过大角晶界迁移来完成，结果引
起大的局部再取向点织物变化．

(3)晶粒长大这个术语，通常用来指再结晶完成以后，进一步退火
时，平均再结晶晶粒尺寸的增加。晶粒长大是通过新晶粒集合体内
晶界的迁移而实现的。由于晶粒总体积一定，所以平均晶粒尺增加
，晶粒数目就减少。因而晶粒长大使试样中总的晶界面积减少。晶
粒长大又可进一步分为两类：正常(连续的或逐渐的)晶粒长大，其
特点是长大速度比较均匀，而且在长大过程中，尺寸和形状的分布
几乎不变；反常(不连续的或异常的)晶粒长大，经常又称为二次再
结晶，其明显的特征是只有少数晶粒吞噬基体中的小晶粒，不成比
例地长大到很大尺寸。这些基体晶粒长大可能伴随发生织构的缓慢
变化，而反常晶粒长大或二次再结晶，则经常引起织构显著变化。
形变状态和冷加工储能普遍认为，要清晰地了解退火过程特别是回
复和再结晶过程，必须以充分了解形变状态为基础。而要做到这一
点，无论从理论上或实验上，都不易办到；因为范性形变，特别是
高应变下的范性形变问题，是很复杂的。

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