ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Рост зерен из "Сварка и свариваемые материалы Том 1 " Рост зерен связан со стремлением системы к более равновесному состоянию с меньшей свободной энергией. В соответствии с этим в литом металле шва после завершения кристаллизации и в металле ЗТВ при нагреве происходят изменения в положении границ зерен, приводящие к снижению их поверхностной энергии. Последнее достигается за счет уменьшения суммарной поверхности зерен. Она уменьшается в результате выравнивания волнистых участков на границах и уменьшения количества зерен, т. е. увеличения их размеров (рис. 5.9). Этот процесс называется собирательной или вторичной рекристаллизацией. Рекристаллизация реализуется в результате смещения или миграции отдельных участков или полностью границ зерен. [c.114] Подвижность границ является функцией строения границ, а также концентрации на них примесей. По современным пред ставлениям, миграция границ происходит в результате элемен тарных актов переноса единичных атомов через границу. Миг рация границ является термически активируемым процессом Для перехода от одного зерна к другому атом должен обла дать некоторым избытком энергии, т. е. энергией активации При этом частота перехода атомов, а следовательно, и ско рость миграции увеличиваются с повышением температуры. [c.115] Близость энергии активации миграции к энергии активации самодиффузионных процессов свидетельствует о том, что миграция границ контролируется направленным перемещением вакансий. Другими словами движение границы представляет процесс обмена атомов и вакансий (рис. 5.10). По мере разори-ентации границы и увеличения степени искажения решеток в приграничных зонах доля энергии активации, связанная с образованием и перемещением вакансий, будет уменьшаться. Общая энергия активации миграции будет приближаться к энергии активации самодиффузий по границам. В соответствии с этим большеугловые границы более подвижны, чем малоугловые. В условиях неравномерного распределения температуры, например при сварке, отмечают, что наиболее интенсивная миграция границ происходит в направлении тепловых потоков. Это, вероятно, обусловлено направленным потоком вакансий от более нагретого к менее нагретому участку металла. [c.115] Б холоднодеформированном металле при нагреве миграция границ зерен и изменение размера и формы зерен имеют свон специфические особенности. В этом случае получает развитие процесс рекристаллизации обработки или первичной рекристаллизации. Движущей силой процесса является накопленная при пластической деформации энергия, связанная в основном с образованием дислокаций высокой плотности (до 10 —10 см- ). Рекристаллизация обработки приводит к образованию новых равновесных зерен с обновленной кристаллической решеткой. При этом свободная энергия рекристаллизованного металла становится меньше, чем деформированного, вследствие уменьшения плотности дислокаций (до 10 —10 см ). Процесс состоит из образования зародышей новых зерен и их роста. Имеется определенная аналогия с фазовыми превращениями диффузионного типа. Накопленная в объеме зерен энергия деформации примерно в 100 раз выше поверхностной энергии их границ. Поэтому рекристаллизация на первых этапах может привести к образованию мелких зерен и увеличению их количества по сравнениню с деформированным металлом. [c.116] Рекристаллизация начинается прн нагреве свыше температуры рекристаллизации Гр, составляющей 0,4Г л К, т. е. когда становится заметной скорость самодиффузии. Процесс является термически активированным. Поэтому процесс получает развитие в металле, претерпевшем определенную критическую пластическую деформацию (около 5—10 %), т. е. после накопления в металле некоторого минимума энергии. С увеличением степени деформации снижается энергия активации рекристаллизации и несколько понижается Гр. Это приводит к увеличению скорости рекристаллизации. [c.117] Вернуться к основной статье