Материаловедение. Барышев Г.А - 15 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

пространственную сетку, вытянутые деформированные зёрна (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.
Рис. 2. Изменение структуры при нагревании наклёпанного металла:
а
– деформированный материал;
б
– начало;
в
– конец первичной
рекристаллизации;
г
– после собирательной рекристаллизации
С ростом температуры скорость диффузии увеличивается, что позволяет проходить процессам залечивания дефектов и
разупрочнения наклёпанного металла.
1. При температуре
Т
= (0,1…0,2)
Т
пл
скорость диффузии атомов достаточна, чтобы они вернулись в равновесные
положения, соответствующие узлам кристаллической решётки (уменьшается количество точечных дефектов). При этом
начинают 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
деформированных зёрен, 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 наклёпанного 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 решётки деформированного зерна (где они имеют очень высокую энергию) и на его границах образовать
зародыши новых неискажённых кристаллитов (рис. 2,
б
). Новые зёрна растут, а старые (результат механической обработки)
исчезают (рис. 2,
в
). Поэтому такой процесс называют
первичной рекристаллизацией
или
рекристаллизацией обработки
. Его
движущей силой, направляющей диффузию атомов от старых зёрен к новым, является уменьшение объёмной энергии
кристаллической решётки.
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 зёрен. Движущей силой этого процесса является сокращение площади
границ зёрен, 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
рекристаллизации, которая определяется по
формуле А.А. Бочвара
Т
рекр
=
aТ
пл
, (1)
где коэффициент
a
= 0,1…0,2 – для металлов высокой чистоты; 0,3…0,4 – для технически чистых металлов и 0,5…0,7 – для
твёрдых растворов.
Горячая пластическая деформация
металла идёт при температурах выше его
Т
рекр
рекристаллизации. При этом
одновременно с деформационным искажением его кристаллической решётки идёт диффузионное залечивание всех
вносимых дефектов. Поэтому материал не теряет при таких температурах пластичности и других свойств, характерных для
отожжённого состояния.

Страницы