ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Наклеп, возврат и рекристаллизация из "Металловедение и технология металлов " После снятия нагрузки, большей предела текучести, в образце останется остаточная деформация. При повторном нагружении возрастает предел текучести металла и уменьшается его способность к пластической деформации, т. е. происходит упрочнение металла. Упрочнение металла под действием пластической деформации называется наклепом. [c.79] При деформации зерна меняют свою форму и ориентировку, образуя волокнистую структуру с преимущественной ориентировкой кристаллов. Происходит разворот беспорядочно ориентированных зерен осями наибольшей прочности вдоль направления деформации. Зерна деформируются и сплющиваются, вытягиваясь в направлении деформации. [c.79] Преимущественная кристаллографическая ориентировка зерен вдоль направления деформации называется текстурой металла. Образование текстуры способствует появлению анизотропии свойств вдоль и поперек направления волокон. [c.79] С ростом степени деформации механические свойства (ав, 0т, Яб), характеризующие сопротивление деформации повышаются, происходит деформационное упрочнение, а способность к пластической деформации (б, г з) — падает (рис. 43). Предел текучести растет более интенсивно, чем временное сопротивление и по мере увеличения степени пластической деформации значения обоих характеристик сближаются. В результате наклепа механические свойства меняются весьма существенно. Например, при степени деформации е = 70 % среднеуглеродистой стали ее временное сопротивление сГв увеличивается примерно в два раза, а относительное удлинение 6 уменьшается с 30 до 2 %. Стальная проволока полученная холодным волочением при степени деформации 80— 90 %, приобретает значение Од — 4000 МПа, что не может быть достигнуто легированием и термической обработкой. [c.79] Одновременно в результате пластической деформации существенно изменяются физико-химические свойства металла. Наклепанный металл имеет меньшую плотность, более высокое электросопротивление, меньшую теплопроводность у него падает устойчивость против коррозии. [c.80] Рост числа дефектов кристаллического строения и возникновение внутренних напряжений в результате наклепа приводят к тому, что свободная энергия металла растет и он приходит в неравновесное, неустойчивое состояние. Длительная выдержка при комнатной температуре, а тем более нагрев должны способствовать переходу металла в более устойчивое структурное состояние. [c.80] При последующем нагреве происходит изменение микроструктуры наклепанного металла (рис. 44). С ростом температуры подвижность атомов растет и образуются новые зерна вместо ориентированной волокнистой структуры. Образование новых равноосных зерен называется рекристаллизацией. [c.81] Процесс рекристаллизации протекает в две стадии. Различают первичную, или рекристаллизацию обработки, и собирательную рекристаллизацию. [c.81] Рекристаллизацией обработки, или первичной рекристаллизацией, называют процесс образования новых равноосных зерен. Новые зерна возникают на границах блоков и старых зерен, т. е. там, где решетка наиболее искажена при наклепе. Процесс первичной рекристаллизации термодинамически выгоден, так как при переходе деформированного металла в более устойчивое равновесное состояние сопровождается уменьшением свободной энергии. В результате первичной рекристаллизации наклеп металла снимается и свойства приближаются к исходным значениям. Плотность дислокаций также уменьшается до первоначального уровня. [c.81] Температуру начала рекристаллизации называют температурным порогом рекристаллизации. Температура начала рекристаллизации зависит от температуры плавления (правило акад. А. А. Бочвара) Грекр = аТ я, где а — коэффициент, зависящий от состава и структуры металла. [c.81] Для технически чистых металлов а = 0,3—0,4, для сплавов а = 0,5—0,6. Причина связи температуры плавления и рекристаллизации обусловлена тем, что оба процесса связаны с изменением взаимного расположения атомов и для их развития необходима определенная диффузионная подвижность атомов. Соотношение уровней диффузионной подвижности при плавлении и рекристаллизации примерно постоянно, вследствие чего примерно постоянно соотношение температур обеих процессов. В сплавах примеси взаимодействуют с дислокациями и ограничивают их подвижность, что затрудняет образование зародышей новых зерен и тормозит рекристаллизацию. Поэтому температура рекристаллизации сплавов выше, чем у чистых металлов. [c.81] Последующий рост температуры приводит ко второй стадии процесса — собирательной рекристаллизации, состоящей в росте вновь образовавшихся новых зерен. Большое количество мелких зерен имеют большой запас поверхностной энергии. При укрупнении зерен общая поверхность их границ становится меньше, что способствует переходу металла в более равновесное состояние. Движущей силой собирательной рекристаллизации является снижение поверхностной энергии. [c.81] Размер зерен, получившихся при рекристаллизации, оказывает большое влияние на свойства металла. Образование крупных зерен при нагреве снижает механические свойства. [c.81] Наглядное представление о влиянии температуры и степени деформации на размер зерна дают диаграммы рекристаллизации (рис. 45). С помощью этих диаграмм можно в первом приближении выбрать степень деформации и температуру рекристаллизационного отжига, при которых исключается вероятность сильного роста зерен металла. Для уточнения температуры отжига необходимо учитывать содержание примесей в металле, величину зерна до деформации, скорость нагрева, длительность выдержки и другие факторы. [c.82] Если необходимо снять наклеп, то с целью достижения достаточной скорости процесса отжиг наклепанного металла ведут при более высокой температуре, чем температура рекристаллизации (табл. 3). [c.82] Есть металлы, которые при комнатной температуре не подвергаются наклепу и испытывают горячую деформацию. Примером является свинец, имеющий температуру рекристаллизации ниже комнатной температуры. Для молибдена, имеющего температуру рекристаллизации около 900 С, деформация при нагреве до 800 °С еще является холодной деформацией. [c.83] Вернуться к основной статье