高强度铝合金压力加工及热处理强化的研究(3)
式中G、F和R是常数，ΔH为动态回复的激活能。Z称为Zener-Hollomon参数，其物理意义为温度补偿的应变速率因子。
动态回复机制主要包含：①刃型位错攀移；②滑动螺型位错上刃型割阶的非守衡运动；③被点缺陷钉扎的位错脱钉及三文位错网络的脱缠；④螺型位错的交滑移等。亚结构是铝合金热轧过程时发生回复的主要组织形态，且随着变形程度的增加，晶粒沿变形方向被拉长，具有低位相差的等轴亚晶粒在拉长晶粒内生成，并保持一种稳定的亚结构。在热轧情况下亚结构易于形成，其尺寸大小随着轧制道次的增加而减小，这种亚结构在后续道次的等轴性更高，且亚晶粒内存在微胞，尤其在变形温度较高的初始阶段。在轧制开始的前几道次，亚晶粒尺寸大小从轧件中心到表层有较大变化，这一方面是由于外摩擦的作用，轧件表层产生附加剪切变形；另一方面是由于沿高度方向，由于温度梯度的存在使变形不均匀，轧件中心承受相对较小的变形，随着道次的增加，这种不均匀性逐渐减小[26]。
（2） 动态再结晶
动态再结晶(DR，Dynamic Re-crystallization)分为晶粒的形核与有限长大两部分。再结晶晶核一旦形成，晶核长大马上开始进行，因此，动态再结晶过程主要受形核影响。动态再结晶过程中形成较稳定的大角度三角晶界是此过程的重要组织特征，同时在晶粒内部还出现了许多位错亚结构。应变速率一定时，升高变形温度，再结晶晶粒尺寸将增大，晶粒内的位错亚结构也随之增大，形成更等轴的再结晶晶粒。动态再结晶过程中位错亚结构可以分为三个阶段：i动态再结晶的形核；ii包含位错密度梯度的连续再结晶晶核的长大；iii形成含有均匀的亚结构稳定的动态再结晶晶粒[27]。与低层错能的金属相比，高层错能的铝合金在热变形过程中动态回复机制占据主导地位。现在为止，仅有少量文献报道过纯铝和部分铝合金会在热变形过程中发生了动态再结晶[28-30]。
一般认为，铝合金动态再结晶的微观组织变化有三种机制：
i不连续动态再结晶（DDR），即普遍意义上的动态再结晶，包括形核和晶粒长大的过程；
ii连续动态再结晶（CDR），即小角度晶界的亚晶粒由于位错在晶界处的不断堆积而直接转变为大角度晶界的晶粒；
iii几何动态再结晶，即新晶粒直接从原始晶粒中分裂出来的过程。McQueen 等人[31]在研究商业纯铝和 Al-Mg 合金化过程中发现了这种机制，他们发现晶粒随变形的增加而拉长，且拉长晶粒的晶界处呈锯齿状，变形进一步增加，锯齿状深入晶粒内部从而形成新晶粒。从严格意义上说，后两种机制应属于动态回复的范畴。一般情况下，铝和铝合金动态再结晶的机制为后两种，只有纯度很高的纯铝才会出现不连续动态再结晶。
1.4.3 热轧道次间的静态变化
铝合金的动态过程不能完全消除加工硬化，因此合金的组织还是不稳定的，在热轧道次间停留时，合金的组织将继续变化力图消除硬化组织使铝合金组织达到稳定状态。此过程的主要形式依然是回复和再结晶，但由于它们不是在变形过程中发生的，所以常被称为静态的回复和再结晶。
静态回复是从多余位错的消失和位错以胞壁形式重新排列开始的。在此阶段，少量变形就可以使亚组织恢复到加工状态。热轧停止后温度开始降低，直到温度降低到空穴不再能迁移之前的整个期间，合金都在进行静态回复。由于铝合金在热轧过程中主要发生的是动态回复，所以在静态回复过程中仅局限于发生亚晶粒内的位错相消，并且中等的冷却速度就能阻止静态再结晶的发生。