ВУЗ:
Составители:
Одновременно с изменением формы зерен в процессе сдвига внутри них происходит поворот в пространстве кристал-
лической решетки. Это приводит к формированию текстуры деформации – общая кристаллографическая направленность
всех зерен в прокате. Это может быть общая плоскость кристаллической решетки (при листовой прокатке) или одинаковое
направление (при волочении проволоки). Следует отметить, что все остальные направления и плоскости внутри разных зе-
рен будут произвольно ориентированы – металл остается поликристаллом.
Процессы при нагревании холоднодеформированного металла
Чтобы понять, где находится граница между холодной и горячей деформацией, рассмотрим, что происходит при нагре-
вании наклепанного металла.
После холодной деформации в материале накоплена большая избыточная энергия: атомы смещены из своих положений
равновесия (есть остаточные внутренние напряжения), высокая плотность дислокаций, образующих сложную пространст-
венную сетку, вытянутые деформированные зерна (рис. 2, а). Таким образом, металл находится в неравновесном состоянии,
выйти из него он не может, так как при низких температурах диффузионная подвижность атомов мала.
С ростом температуры скорость диффузии увеличивается, что позволяет проходить процессам залечивания дефектов и
разупрочнения наклепанного металла:
1. При температуре Т = (0,1…0,2)Т
пл
скорость диффузии атомов достаточна, чтобы они вернулись в равновесные поло-
жения, соответствующие узлам кристаллической решетки (уменьшается количество точечных дефектов). При этом начина-
ют сниматься остаточные внутренние напряжения в кристаллитах. Этот процесс получил название отдых металла. Здесь –
Т
пл
– температура плавления металла, К.
2. При нагреве до (0,2…0,3)Т
пл
начинается переползание (диффузионное движение) дислокаций внутри деформирован-
ных зерен, количество их уменьшается, остальные выстраиваются в стенки, разбивая кристаллит на многоугольные области
(полигоны). Этот процесс назвали полигонизацией. При этом начинает уменьшаться прочность и расти пластичность накле-
панного металла, почти полностью восстанавливаются магнитные и электрические свойства.
Процессы отдых и полигонизация объединяют одним термином – возврат металла.
3. При нагреве до Т
рекр
= (0,3…0,4) Т
пл
скорость диффузии атомов возрастает настолько, что они могут оторваться от
кристаллической решетки деформированного зерна (где они имеют очень высокую энергию) и на его границах образовать
зародыши новых неискаженных кристаллитов (рис. 2, б). Новые зерна растут, а старые (результат механической обработки)
исчезают (рис. 2, в). Поэтому такой процесс называют первичная рекристаллизация или рекристаллизация обработки. Его
движущей силой, направляющей диффузию атомов от старых зерен к новым, является уменьшение объемной энергии кри-
сталлической решетки.
Нагрев до температуры рекристаллизации Т
рекр
позволяет полностью восстановить механические и физические свойства
металла.
4. Если продолжить увеличение температуры до Т
= (0,5…0,6)Т
пл
, в металле начинается вторичная или собирательная
рекристаллизация, при которой увеличивается размер зерен. Движущей силой этого процесса является сокращение площади
границ зерен, а значит и поверхностной энергии материала.
Рост зерна охрупчивает металлы, снижая их прочность, но благоприятно сказывается на магнитных свойствах железных
сплавов. Такой нагрев используют для отжига трансформаторных сталей.
Горячая пластическая деформация металла
Границей между холодной и горячей пластической деформацией является температура начала первичной рекристалли-
зации, которая определяется по формуле А.А. Бочвара
Т
рекр
= aТ
пл
, (1)
Рис. 2. Изменение структуры при нагревании наклепанного металла:
а – деформированный материал; б – начало; в – конец первичной
рекристаллизации; г – после собирательной рекристаллизации
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- …
- следующая ›
- последняя »
