ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Изменение структуры металла при холодной обработке давлением из "Теория термической обработки металлов " С повышением степени холодной деформации, например степени обжатия при, прокатке, зерна все более вытягиваются и структура приобретает волокнистый характер. [c.37] Изменение фО рмы и размеров кристаллитов хо1рошо выявляется при травлении поверхности изделия, на макрошлифе или же под микроскопом. [c.37] При пластической деформации кристаллические решетки зерен приобретают преимущественную пространственную ориентировку— в металле, обработанном давлением, возникает текстура деформации. Возникновение текстуры является одним из важнейших следствий кристаллографической направлелности скольже- ия в каждом зерне по определенным плоскостям и направлениям пространственной решетки, так как эти направления закономерно поворачиваются по отношению к осям деформации изделия. На-приме1р, при растяжении монокристалла направление скольжения приближается к оси растяжения. [c.37] Характер текстуры деформации зависит ог вида и усло вий обработки давлением (в основном от схемы глаюных деформа1ЦИЙ) и от природы металла (типа кристаллической решетки и энергии дефектов упаковки). В табл. 2 приведены текстуры холодного волочения и холодной прокатки, наиболее характерные ДЛ)Я каждого типа кристаллической решетки. [c.37] В металлах с гранецентрированной кубической решеткой (А1, Си, N1, Ли, Ag, РЬ) параллельно оси проволоки устанавливается нацравление пространственной диагонали -куба 111 или же в одних зернах устанавливается нацр,авление 111 , а в других — направление ребра куба 100 в последнем случае волокнистая текстура называется двойной. [c.37] Текстура прессования через матрицу обычно близка к текстуре волочения. Если текстура волочения характеризуется пространственной ориентировкой определенного кристаллографического направления, вокруг которого кристалл может быть как угодно повернут, то текстура прокатки характеризуется преимущественной ориентировкой и кристаллографического направления, и кристаллографической плоскости. [c.38] В меди при прокатке с большими обжатиями наблюдается другая ориентировка кристаллов 112 111 , называемая текстурой типа меди. Эта текстура возникает в условиях,когда развито поперечное скольжение дислокаций. У меди энергия дефектов упаковки выше, чем у латуни, и поэтому поперечное скольжение дислокаций в ней происходит легче, чем в латуни. В алюминии, имеющем значительно более высокую энергию дефектов упаковки, дислокации легко совершают поперечное скольжение, и поэтому в нем наблюдается текстура I 112[ 111 . При легировании элементом, уменьшающим энергию дефектов упаковки (например, при добавлении к меди цинка или алюминия), поперечное скольжение зат- удняется и текстура типа меди сменяется текстурой типа латуни 110 112 . С повышением температуры прокатки тепловые флуктуации способствуют перетяжке дефектов упаковки, поперечное скольжение дислокаций облегчается и текстура типа латуни имеет тенденцию сменяться текстурой типа меди. [c.38] В холоднокатаных металлах с объемноцентрированной кубической решеткой параллельно плоскости прокатки устанавливается плоскость куба 100 , а вдоль направления прокатки — направление диагонали грани куба 110 . В холоднокатаных железе, малоуглеродистой стали и трансформаторной стали (3% Si) обнаружено наложение трех типов ориентировок j 100 [ 110 , j 112 [ И0 и 111 112 . Ориентировка 100 [ 110 —основная, характерная для большей части кристаллитов. [c.38] В заключение отметим, что в деформированном металле не все кристаллы имеют идеальную преимущественную ориентировку. Совершенство текстуры возрастает с ростом степени деформации. [c.38] Наиболее важное изменение тонкой структуры при деформации металла — увеличение плотности дислокаций (отношения суммарной длины дислокаций к объему металла). У хорошо отожженного поликристаллического металла плотность дислокаций равна 10 — — 10 см , при деформации на несколько процентав она возрастает до 10 — 10 см , а при сильной деформации—до 10 — 10 см . Следовательно, плотность дислокаций при холодной обработке давлением может возрасти на пять-шесть порядков. [c.39] Просвечивание тонких фольг в электронном микроскопе выявило следующие общие тенденции в изменении характера распределения дислокаций с увеличением степени деформации. [c.39] Начиная уже с малых деформаций проявляются неравномерность в распределении дислокаций по объему кристаллитов, образование скоплений дислокаций. У подавляющего большинства металлов и сплавов из-за легкости поперечного скольжения нерасщеп-ленных или слабо расщепленных винтовых дислокаций возникают объемные дислокационные скопления. Характерно, что при этом образуются дислокационные сплетения (клубки), внутри которых дислокации спутаны нерегулярным образом. С увеличением степени деформации возрастают плотность дислокаций в сплетениях и число сплетений. [c.39] При степенях деформации примерно 5—10% у многих металлов и сплавов начинает формироваться ячеистая структура сплетения дислокаций связываются между собой, образуя размытые объемные границы областей, внутри которых плотность дислокаций сравнительно невелика (рис. [c.39] Средняя плотность дислокаций при увеличении степени дефор- мации возрастает в результате роста их плотности в сплетениях на границах, а не внутри ячеек. [c.40] Размер ячеек с увеличением степени деформации уменьшается слабо, особенно в области средних и больших деформаций. Обычно он находится в пределах 0,3—3 мкм. Из-за избытка в границах дислокаций одного знака соседние ячейки и субзерна разориентиро-ваны на углы, находящиеся в интервале от нескольких секунд до нескольких градусов. [c.40] В образовании ячеистой структуры большую роль играют процессы поперечного скольжения и переползания дислокаций. Поэтому при высоких температурах деформирования образуется более совершенная ячеистая структура с ячейками большего размера. [c.40] При пониженной энергии дефектов упаковки затруднено поперечное скольжение растянутых дислокаций, что препятствует образованию ячеистой структуры. Поэтому в разных металлах и сплавах, отличающихся по величине энергии дефектов упаковки, имеется разная склонность к образованию при пластической деформации ячеистой структуры. Ячеистая структура отмечена после холодной деформации в А1, N1, Си, Ag, Ли, Ре, Мо и многих сплавах. В нержавеющей аустенитной стали, а-латуни, однофазных алюминиевых и кремнистых бронзах, для которых характерны очень низкая энергия дефектов упаковки и стремление сильно растянутых дислокаций оставаться в своих плоскостях скольжения, ячеистая структура или совсем не наблюдалась, или же выявлялась только три больших степенях деформации. [c.40] При пластической деформации возрастает концентрация точечных дефектов — вакансий и межузельных атомоз. Точечные дефекты генерируются порогами скользящих винтовых дислокаций, при аннигиляции краевых дислокаций противоположного знака в соседних параллельных плоскостях скольжения и возникают по другим причинам. С повышением температуры деформирования неравновесный избыток точечных дефектов уменьшается из-за ускорения стока их к дислокациям и границам зерен, происходящего в процессе деформирования. [c.40] С увеличением степени пластической деформации одновременно с повышением плотности растянутых дислокаций растет и число дефектов упаковки. [c.40] Вернуться к основной статье