山西永鑫生：锻造车轮锻件时金属热加工状态的塑性变形
在热塑性变形过程中，回复、再结晶与加工硬化同时产生，加工硬化不断被回复或再结晶所抵消，而使金属处于高塑性、低变形抗力的软化状态。
热塑性变形时的软化过程
热塑性变形时的软化过程与变形温度、应变速率、变形程度以及金属本身的性质等因素有关。主要的软化过程有：动态回复、动态再结晶、静态问复、静态再结晶、亚动态再结晶等。
1.动态回复与动态再结晶
动态回复是在锻件热变形过程中发生的冋复。动态回复主要通过位错的攀移、交滑移来实现。对于铝及其合金、铁素体基体的钢以及密排六方金域锌、镁、锡等，它们的层错能较高，变形时扩展位错宽度窄、位错的交滑移和攀移容易进行，位错容场在附移面间转移，而使异号位错抵消，结果使位错密度降低，畸变能降低，不足以达到动态再结晶所需的能量。因此在热塑性变形中，即使变形量很大、变形温度远高于静态再结晶的温度，也只发生动态回复，不发生动态再结晶。动态回复是高层位错金厲热变形过程唯一的软化机制。
当高温变形金属只发生动态回复时，其组织仍为亚晶组织，金属中位错密度相当高，若立即进行热处埋，则能获得变形强化和热处理强化的双重效果，使工件与变形和热处理分开单独进行时相比，具有更好的综合力学性能。这种把热变形和热处理结合起来的方法称为高温形变热处理。
动态再结晶是在热变形过程中发生的再结晶，与静态再结晶一样。动态再结晶也是通过形核和生长来完成的。动态再结晶容易发生在层错能较低且有较大热变形程度的金属中，如铜及其合金、镍及其合金、金和银及其合金、γ铁、奥氏体不锈钢等金属。这是因为这类金属的层错能低，其扩展位错宽度大，不易进行位错的交滑移和攀移，动态回复的速率和程度都很低，材料中的一些局部区域会积累足够高的畸变能差，且由于动态回复不充分，所形成的胞状业组织尺寸较小、边界不规粮，胞壁还有较多的位错缠结，这种不完整的亚组织正好有利于再结晶形核、有利于动态再结品的发生。
金属动态再结晶的能力除了与金属的层错能高低有关外，还与晶界迁移的难易程度有关。金属越纯，发生动态再结晶的能力越强。当溶质原了固溶于金属基体时，会阻碍晶界的迁移，减慢动态再结晶的速率。弥散分布的第二相粒子能够阻碍晶界的移动，会遏制动态再结晶的发生。
在动态再结晶中，由于伴随着塑性变形，生长中的再结晶晶粒随即发生变形，动态再结晶不可能是无位变的晶粒，若能将这种组织保持下来，则材料具有更高的强度和硬度。
动态再结晶后的晶粒度与变形温度、应变速率和变形程度等有关。降低变形温度、提高应变速率和变形程度，会使动态再结晶晶粒变小，而细小的晶粒组织具有更高的变形抗力。因此锻造车轮锻件时热加工通过控制变形时的温度、速度和变形，就可以调整变形件的晶粒度和力学性能。
2.静态回复与静态再结晶
在热变形的间歇时间或者热变形完成之后，由于金属仍处于高温状态，一般会发生以下三种软化过程：静态回复、静态再结晶和亚动态再结晶。
金属热变形时除少数发生动态再结晶情况外，会形成亚晶组织，提高内能，处于热力学不稳定状态。因此在变形停止后，若热变形程度不大，将会发生静态回复，若热变形程度较大，且热变形后金属仍保持在再结晶温度以上时，则将发生静态再结晶。静态再结晶进行得比较级慢，需要有一定的孕育期才能完成。在孕育期内发生静态回复。静态再结晶完成后，重新形成无畸变的等轴晶粒。在热变形的间歇时间或者热变形完成的静态回复、静态再结晶，与金属冷变形后加热时所发生的回复和再结晶的机理是一样的。
对于层错能较低，在热变形时发生动态再结晶的金属，热变形后则迅即发生亚动态再结晶。所谓亚动态再结晶，是指热变形过程中已经形成的、但尚未长大的动态再结晶晶核，以及长大到中途的再结晶品粒被遗留下来，当变形停止后而温度又足够高时，这些晶核和晶粒会继续长大，此软化过程即称为亚动态再结晶。由于这类再结晶不需要形核时间，没有孕育期，所以热变形后进行得很迅速。由此可见，在工业生产条件下要把动态再结晶组织保留下来是很闲难的。
上述三种软化过程均与热变形时的变形温度、应变速率和变形程度以及材料的成分和层错能的高低、变形后的冷却速度等因素有关。利用这些因素可以控制变形体热加工后的组织和性能。
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