ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Изменение свойств металла при дорекристаллизационном и рек- I риетадлизационном отжиге из "Теория термической обработки металлов " Размер рекристаллизованного зерна — одна из важнейших характеристик отожженного металла. Время отжига, как правило, древышает продолжительность рекристаллизации обработки. Поэтому на размер зерна отожженного металла влияют все те факторы, которые сказываются и на первичной, н на собирательной рекристаллизации. Анализируя факторы, влияющие на размер зерна при первичной рекристаллизации, удобно оперировать теми же параметрами, которые широко используются в теории фазовых превращений, а именно величинами с. з. ц. и л. с. р. Скорость зарождения центров рекристаллизации (с. з. ц.) измеряется числом новых кристаллов, возникающих в единицу времени в единице объема. Линейная скорость роста новых кристаллов (л. с. р.) является скоростью перемещения границы зерна. [c.82] Размер зерна к моменту окончашя рекристаллизации обработки зависит от соотношения с. з. ц. и л. с. р. Чем больше с. з. ц. и меньше л. с. р., тем мельче получается зерно к моменту окончания первичной рекристаллизации, и наоборот. После окончания первичной рекристаллизации зерна укрупняются вследствие собирательной рекристаллизации. Поэтому на конечный размер зерна влияет также линейная скорость роста кристаллитов при собирательной рекристаллизации (вторичная рекристаллизация пока не рассматривается). [c.82] Многочисленные опыты показывают, что к основным факторами, влияющим на конечный размер зерна отожженного металла относятся следующие темпс ратура и время отжига, степень деформации, размер исходного (до деформации) зерна, скорость нагрева и, конечно, химический состав. [c.82] С увеличением продолжительности отжига размер зерна возрастает с затуханием, так как при собирательной рекристаллизации скорость роста постепенно уменьшается и размер зерна приближается к предельному для данной температуры значению (рис. 39). [c.83] Если при отжиге получен предельный для данной температуры размер зерна, то его можно увеличить, проводя новый отжиг при более высокой температуре. С повышением температуры облегчается переход атомов с одного зерна на другое. Кроме того, при повышении температуры отжига могут размываться сегрегации примесных атомов на границах зерен и частично растворяться избыточные фазы, тормозящие миграцию границ во время собирательной рекристаллизации. [c.83] С повышением степени деформации возрастает плотность дислокаций и избыток дислокаций одного знака и естественно, что с. 3. ц. и л. с. р. увеличиваются. Если бы обе эти скорости возрастали в одинаковой мере при увеличении степени деформации, то она не влияла бы на размер рекристаллизованного зерна. Так как в действительности размер рекристаллизованного зерна уменьшается с увеличением степени деформации, то можно сделать вывод, что при этом с. з. ц. повышается быстрее, чем л. с. р. Это подтверждается прямыми измерениями этих скоростей. [c.84] Структурные изменения лри отжиге деформированного металла после критической деформации и близких к ней до- и закрити-ческих деформаций наиболее подробно экспериментально изучены и проанализированы С. С. Гореликом. Эти изменения состоят в следующем. [c.85] При отжиге после докритических деформаций происходит полигонизация, а также перемещение высокоугловых границ деформированных зерен на небольшие расстояния, составляющие всего лищь сотые — десятые доли размера зерен. [c.85] С увеличением степени деформации в докритической области. возрастает неоднородность наклепа разных зерен. Критическая степень деформации соответствует состоянию, когда эта неоднородность становится столь больщой, что из-за разности в накопленной объемной энергии соседних зерен при нагреве идет быстрая миграция отдельных границ на расстояния, соизмеримые с размером зерен, т. е. отдельные исходные зерна растут за счет соседних зерен. [c.85] Общая плотность дислокаций и избыток дислокаций одного знака при критической деформации еще недостаточны, чтобы вызвать при нагреве образование новых высокоугловых границ, образование центров первичной рекристаллизации. Следовательно, при отжиге после критической деформации протекает не первичная рекристаллизация, а одни слабо деформированные зерна укрупняются за счет других деформированных зерен, причем движущей силой такой рекристаллизации является разность в объемной энергии неодинаково деформированных соседних зерен. [c.85] В области далеко закритических деформаций общая плотность дислокаций и избыток дислокаций одного знака настолько велики, что при отжиге быстро образуется большое число центров первичной рекристаллизации, которая охватывает весь объем металла. [c.85] С этим процессом не может конкурировать более медленный рост деформированных зерен за счет соседей вследствие миграции исходных границ, так как разница в накопленной энергии соседних деформированных зерен несравненно меньше, чем разница в объемной энергии деформированных и новых рекристаллизованных зерен. [c.85] При отжиге после деформаций, не намного превышающих критическую, когда число центров первичной рекристаллизации еще очень мало, конкурируют два процесса укрупнение зерен вследствие миграции исходных границ и рост новых зерен из центров пер-В1ИЧНОЙ рекристаллизации. Второй процесс приводит к тому, что средний размер зерен получается меньше, чем при отжиге после критической деформации. [c.85] Величина критической деформации зависит от температуры отжига, температуры деформирования, состава сплава (чистоты металла) и исходной структуры. [c.85] Чем выше температура отжига, тем меньше критическая деформация (рис. 41.)- Это вполне понятно, так как чем выше те мпера-гура отжига, тем при меньшей разности в накопленной энергии соседних зерен может начаться процесс роста зерен благодаря повышенной подвижности атомов. [c.86] С павышением температуры деформирования критическая деформация, выявляемая при последующем отжиге, возрастает (рис. 42). При более высоких температурах деформирования требуется большее обжатие, чтобы достичь необходимой неоднородности наклепа соседних зерен, так как уже во время самого деформирования происходит возврат, частично устраняющий наклеп. [c.86] У ряда промышленных сплавов на никелевой и железной основах, например ХН77ТЮР и Х12Н20ТЗР, второй максимум размера зерна появляется в области средних и небольших степеней деформации (от 5 до 60%). В этом случае крупное зерно вырастает при вторичной рекристаллизации в условиях, когда частично растворяются дисперсные фазы, тормозящие миграцию границ при собирательной рекристаллизации. [c.87] Размер рекристаллизованного зерна после собирательной рекристаллизации обычно тем больше, чем крупнее исходное зерно. Это легко объяснить тем, что центры первичной рекристаллизации возникают предпочтительно у границ зерен. Разница в размере рекристаллизованных зерен значительно 1меньше, чем исходных, причем с повышением степени деформации влияние исходного зерна ослабевает. [c.87] По данным табл. 4 видно, что когда размеры исходных зерен различаются почти в 20 раз, размеры рекристаллизованных зерен при малых степенях деформации различаются, примерно в 4 раза, а при большой степени деформации— всего лишь на 20%. [c.88] С ускорением нагрева до температуры отжига размер получающегося рекристаллизованного зерна в общем случае уменьшается. Это можно объяснить тем, что во время медленного нагрева происходит возврат, частично снимающий наклеп и тем самым уменьшающий число центров рекристаллизации. Кроме того, при медленном нагреве первичная рекристаллизация, идущая из небольшого числа центров, может обусловить появление крупного зерна. [c.88] Вернуться к основной статье