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1、zs /-xz% s c o C f Z* /*f c z*/*N z* ff渤脅态我回贾复费和旳炎态*再贷绷阖 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights ri(trnc 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights ri(trnc近年来，许多学者看手硏究动态回复和动态再 结晶的物理过程（见表1。动态回复是指动态休 复、动态多边化和改变取向差的动态回复。动态休 复包括塑性形变时异号位错和点缺陷
2、的移动和消 失。用实验手段研掘动恣休复过程艰困难的，这使 这个领域的进展缓慢。应用示踪原子技术可以定员 地判断高温塑性形变过程中点缺陷的移动和消失。晶休内部的弹性显徹应力使体积扩散加速的假 说很早就有人提出。实限金属中，弹性形变很容易 在可以研究体积扩散的温度下转变为塑性形变。这 肘，在位错的周国保留下来显微应力。最近成功地 获得了在金属单晶体中沿位错加速扩散的直接证 明2。这说明，晶体中多余的点缺陷消失在滑移位 错通道的窄区域里。预先经光照射的金属晶体在不 大的塑性形变时，能观察到这种动态休复51。人们感兴趣的姐在拔性形变过程中，产生和消 失点缺陷的动态休复。有的研究者用放射性同位素的方法发
3、现，在 o-ios-1的形变速率范围内，塑性形变有效体 积扩散系数的增就，与形变速率有大致的比例关 系、D - D 疋*乍7kDo为非形变试样的体积扩散系数，K是随温 度的増加而减小的系数。/由运动位错形成过剰的空位，並同时远离位错 流，可专解释这些结果。过剩空位的稳态浓度，由 依赖于；的空位形成速度和依赖于温度的空位消失 速度确定。解释观察到的效应是以滑移束示踪瓯子 的机械迁移为基础的。有人认为，机械扩散能够保 障原子渗入深度大约为1“加6。一些研究者注恋到，扩散系数的増加不仅取决 于形变温廈，而JBL取决于储存在晶体中的总形变 7、8。作者在研究经塑性形变的单晶Ni时拒出， 为确立过剩点缺
4、陷的稳杰通盘，必须考虑到形变的机械工程师1988.1.时间。仅此之后才能认为，r徴系数与形交速率贰 比例关系。体心立方和面心方金屍在适当的温度下发生了 扩散速度的増加，並且面心丈方金属的有釣扩散系 数比体心立方的要低。形变速率的増大（；彳10_ S）造成了非稳态周期的缩短，並且D（；）关系 得以明确。研究工作得出9,在到达某极限形 变速率时观察到D的降低。显微组织研究表明，这 种降低臭与使位错密度、点缺陷减少的动态再结晶 有关。进一步増大須性形变速宓可以发现一种新的物 理现象，在脉动载荷下产生了反常体积迁移10 12 o这种现彖的本质在于，在确定的形变速率范 围内，示淙原子的迁移速度越过液体金
5、属中的扩散 易动性的1000I&O这种现鮫对各种金属在很宽的温 度范围内都能观察到e有鈍的昱,这种效应在密排品 格上反映得更强烈。体积迁移的这种异常加速不仅 在自扩散，而且在一般的扩故方面也观察到121。 空位机制的加速扩散与过剩空位浓度成比例4。 因为难以推测晶体形成的空位浓度比液休的大几个 数员级，所以必须另外寻找异常体积迁移的机制。简易的定蜃分析表明，休积迁移的数址仅通过 位错通道是不可能保证的。放射性同位素渗入的深 度（0.001S可达lOOgm）,不可能在20%短时 形变的金属里依靠机械扩散保证。.、由此可以认为，左螺型位错运动时，夫量的间 陳原子以小台阶的方式产生13。这些原子不可
6、能 与位错一起作保守运动。因此，在小的形变速率 下，这些原子只能顺着位错做保守运动。在脉动载 荷下，位错的运动連度木质上超过了沿小台阶的蠕 动速度。精确的计算得出，在螺型位错以小台阶运 动吋,不仅产生内结点原子，而且也产生空位151。 然而，在形变的早期阶段，主要产生间隙原子。除 此之外，在脉动载荷下，压力増加很小，空做难以 形成和移动。 29 在脉动载荷下金尿的间隙原子迁務机制现在已 展开讨论，然而目前2清楚的是，既不是离子运动 机制，也不是饪换机制，因为这两种机制都不能保 障放射性同位索迁移得很深。应该认为，间隙原子 与运动位错的交互作用，促进了间隙原子的存在时 间和窿入深度的增加，甚至在
7、脱离运动位错之后， 间隙原子还保留一些动力学能数。只有在加热之 時，这些原子才以随机班跃机制扩散到基体中。在 功态休复过程中，体积迁抄的总連度不仅依赖于点 缺陷的可动性，而且还依檢于浓厦。间隙僚子的浓 度本质上，不仅与形变速率，而且与彩响松驰时间 的温度有关。因此，动态休复过程的速度与温廈的 关系不可能由简单的指数关系确定。在含有不平衡 空位的金屈中，施加床动载荷时，证明了体积迁移 速度的降低对体积扩散的间隙原子机制有利23。 在较离的温度下，发生在塑性形变过程中异号位错 消失应属于动态休复。这个过程造成了机械性能的 某些回复。然而，由于产生大约同等数址的异号位 诗时，提高了的位错热动性使小滑
8、移的条件难以松 驰，以此这个过程很难单一进行.动态多边化也逍成金属在热形变过程中机械性 能的回复。动态多边化发生在动态休短之后，並使 过剩的同号位钳重新排列。在高温下位错螺型部分 的易动性加盗.动态多边化的研究是以播变的物理理论为基础 进行的。这种理论认为,在端变的开始阶级形成了 多边化的亚晶组织（形成规整的亚晶介）因此， 可以把这个过程看成是第一类动态多边化，然而，需要指出的是，第一类动态多边化时， 亚晶介的整齐程度比静态的要低。在随后的稳定蠕 变发展过程中，逐渐孝成了亚晶粒（第二类动态多 边化。在较高的试验温度下亚晶粒长大（第三类 动态多边化）。强化过程与动态回复的结合通常看作稳态蠕变 阶
9、段。当前，这个阶段蠕变的位错机制还不统一。 一般认为，在这阶段亚组织的尺寸和取向保持不 变。这时，亚晶介的规整程度也加强了。动态多边化动力学本质上不仅取决于形变温 度，而且还取决于所施加的应力值。因此，在不太 宽的形变速率下研究动态多边化所获得的数据时， 可利用参数Z加以分析。Z - A eexp（）30宾屮Q d号热形变的表现激涵能16。室温轧限；020%的 110 钳晶体在高 温加热时观察到取向差的熾大U7,若把晶休形变 到/25%时，那么在室温（01仍形变过程中 能观窕到取向差改变的动态回复18随着形变的 增大，这个过程伴随着硬度的降低和衍射斑点的破 断。应注意到，鹤单晶形变程度与显微硬
10、度有类似 的关系C19L在该俏况下，取向差改变的动态回缸，是通过 位错螺型部分易动性的升高，和由于轧制时造成高 的内应力而实现的。动态再结晶过程，是在岛温塑性形变过程中新 晶粒的形成和长大（一次动态再结品），或者是由 原晶粒长大（动态集聚再结晶）。由于施加应力值 的改变，动态再结晶呈现出周期性和不连续性20 一次动态再结晶时，新晶粒成组在高的形变梯度区 域形成，並且逋常尺寸不大。长期以来认为，高程寞的热形变之后存在的综 轴品，是动态再结晶的轉征。实际上，这种组织可 以在随后不够快的冷却过程中产生，特别是当形变 速率特别大时（脉动载荷）。目前认为，由于热形 变过程中再结晶产生的等轴晶内部的退火畸
11、变李晶 是动态再结晶的特征。在嚅变时，观察到铅、铜、 金、傑和Y铁，即体心立方品休的动态再结晶!1了 征20。长吋间认为，在丙心立方金属及合重中， 例如，a-Fe,以aFe为基的钢及铝，在娴变过 程中仅发生动态回复20.最近发现21,动态再 结晶能在这些材料中发生，但必须在赳过某一极限 形变負之后，在低Z参数下发生。如果确认晶搭类 型、层错能影响多边化和动态再结昌对金屈软化的 贡献，那么这种区别就很易解释22。.杂质相起着重要的作用。实验发现，经区域净 化的纯铁，比真空熔炼的犯铁更容易在更高的Z参 数发生动态再结昌211。这是由于少址杂质对多边 化动力学产生了强烈的影响【22。弥散形式存在的杂
12、质在进行二次动态再结晶时 远君重要的作用。反常晶拉总是在原先发生弥散相 的溶解或分解的区域形成，达到原始晶粒的数倍之 后，反常聶粒就吞食了这些晶粒23。含有弥散筑 化物的工业铜在热形变时，一次动态再结晶的温度 高于10ZC ,低于在该形变速率下一次再结晶所必 须的温度。这是由于在塑性形变时杂质相彼击碎， 从而增大了反常晶界迢移的掰J。（下转28页）机械.工程师1988,1.中心架、使机床主轴系统提窩刚性具有相同 的效果，也提高了加工精度。三、超声振动切削的优点1减少切削力和切削功率消耗由于超声振动切削为脉冲切削，其切削 力应正比于工件的位移，比普通切削的切削 力卞降9/102/3。如日本进行的
13、振动钻削 试验，其扭矩仅为普通钻削的1/4,轴向力 减少了 4/5。2 提高了表面加工质量超声波振动切削刀尖振动极快，积屑瘤 来不及附着上去，便鳞剌无法产生，因此大 大提髙了表面加工质量。如苏联的依萨耶夫 试验用超声波振动车削魚5钢，表面粗糙度 从普通切削的Ps提高到口本的隈部淳 一郎用超声振动刨削有色金属，表面粗糙度 达到“，车削难加工材料一钛合金时，表 面粗糙度达到】。3减小切削变形系数，降低切削温度由于脉冲切削的作用效果，超声波振动 切屑薄而长，切屑变形小。依萨耶夫振动车 削45。钢得到切屑变形系数只为普通车削的 2/5 o由于切屑变形小，加之切削热也呈脉 冲状，其平均切削温度与室温接近
14、。4 .提商加工精度（上接30页恳后应捋出，动态再结晶很少单独发生，通常 伴随着动态回复。结论-1金屈晶体在离度强比时，产生在强化过程中 的缺陷可以动态去除。在实际材料中，既可以消除 新形成的，也可消除原有的晶体缺陷。2动态回复包括点缺陷的动态休复、异号位错 的消失三类动态多边化印取向改变动态回复。3次动态再结晶、集聚动态再结晶和二次动 态再结晶的发生取决于材料和形变条件。4动态再结晶很少单独发生，通常伴随着动态 回复。参考文献（賂）王可均译自METAJIJIbl，血2. 1982王兆伟校（堀轉赵淑芝28由于超声振动车削的脉冲切削力使系统 刚性化，因此，尺寸精度和形状精度都很 高。日本的隈部淳
15、一郎在转速为2000r/min 的精密车床上，把外径lnim的不锈钢棒一刀 车成：0O5ni m的工件时，偏差仅为 00.51；. J；：,而普通车削是0.5+0 ,0 0 8o用 硬质合金刀具对淬硬至HR6465的高速钢 进行了六次端面车削试验，误差约在05“ 范围内，平均3 “。根据实验统计，平面度. 直线度以及圆度均在1/10005/1000,仅为 普通切削的1/4l/30o5 延长刀具使用寿命由于切削温度低,切削力小，粘接磨损 大幅度下降，从而提高了刀具的便用寿命。 超声振动钻削可使刀具寿命延长17倍；车削 不锈钢，可提高刀具寿命4060倍。6 节约能源普通切削时，由于刀具相对工件做无
16、规 律的振动，产生大量的无用热，而高精度加 工叉必须经过多道工序，电力浪费很大。超 声振动切削不产生切削热，加工梢度高，并 可省去一系列后续工序，从而节约了能量。7.可加工一些用常规加工方法无法加工 的工程材料，扩大了切削加工范围。:（编辑赵淑芝）动恋回复和动玄再结晶的过程1动动态休宜点缺陷的移动和清失异号位错的消失 第一炎形成亚品态笫二类亚晶釣生长回i萨智笫三类一 一亚屈为转动-向的変 取变回 品改态 -亚差动动态再结晶严拝 态态 动品动 始结聚结次结亠 圮再集再二再;新晶粒的形成和长大机械工程师1988.1. 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights ri(trnc