ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Внутренняя структура наклепанных зерен из "Металлография железа 3 " Упругая область имеет большую протяженность, если материал не содержит дефектов в масштабе решетки (вакансий или дислокаций), в этом случае упругая деформация заканчивается разрывом межатомных связей. Большинство монокристаллов и поликристаллических материалов содержат дефекты (см. гл. 13, т. 1), и их перемещение и размножение значительно понижает предел текучести, обусловливая деформацию путем скольжения. Так как кристаллическая решетка является механически анизотропной, скольжение протекает вдоль определенных плоскостей решетки и изменяет внешнюю форму зерна. Твердые, непластичные частицы (карбиды и включения) разрушаются. [c.36] Зерна вторичной структуры главным образом феррит с увеличением степени холодной деформации все более удлиняются, так же как при горячей деформации дендриты превращаются в волокна (см. гл. 12). Удлинение всей детали является результатом удлинения зерен, так же как удлинение каждого зерна является суммой сдвигов по одной или нескольким группам плоскостей скольжения. Так как ориентация зерен относительно направления течения меняется от одного зерна к другому, деформация материала неоднородна. Кроме того, деформацию каждого зерна сдерживают соседние зерна, поэтому с увеличением протяженности границ зерен и, следовательно, с уменьшением размера зерен увеличивается сопротивление деформации. [c.36] Рельеф, обусловленный скольжением, можно видеть и внутри изделия. На микрофотографиях 596/8 и 598/7 некоторые границы зерен являются ступенчатыми. Деформация скольжением аналогична деформации колоды карт и сопровождается поворотом плоскостей скольжения относительно внешних сил (рис. 64), которое может вызвать скольжение в других плоскостях, более благоприятно ориентированных, чем первая. Зерна, которые стали достаточно длинными, покрываются сеткой пересекающихся линий скольжения (ф, 598/8). Однако из-за взаимодействия соседних зерен холодная деформация в любом данном зерне неравномерна и могут существовать части зерен, получившие небольшой наклеп даже после значительной суммарной деформации (ф. 596/8 598/5, 6). [c.36] Неоднородность холодной деформации может быть также обусловлена наличием твердых частиц (карбидов, включений), которые оставляют углубления (ф. 598/4), или более твердых скоплений, например, перлита в среднеуглеродистых сталях, которые окружаются удлиненными ферритными зернами. Такие неоднородности способствуют рекристаллизации (ф. 605/3 и 606/2). [c.36] Тот факт, что после полировки и травления все же обнаруживаются линии скольжения, указывает на то, что они искажают кристаллическую решетку феррита. Это отражает явление наклепа, т. е. увеличение сопротивления деформации с увеличением степени деформации. [c.36] Ориентация некоторых систем линий скольжения относительно фигур травления позволяет определить ориентацию самих ферритных зерен (ф. 599), Однако в феррите это сделать труднее, чем в гранецентрированных кубических металлах (например, в алюминии [77] и в меди [78]), Химическим окрашиванием ферритных зерен (ф, 614/1—3) можно получить общее представление об их ориентации (-н-зотропная нли анизотропная структура) (ф, 644/2). [c.37] Цементит является хрупким карбидом и в нем легко образуются трещины, особенно если его частицы имеют продолговатую форму. Это справедливо независимо от того, является ли цементит вторичным (образовавшимся вдоль линии Аст), эвтектоидным (пластинки в перлите) или третичным (прослойки на границах ферритных зерен). В сфероидизированном состоянии цементит имеет форму эллипсоидов или сфер (ф. 379/1, т. II) различного размера и значительно менее хрупок (см. настоящую главу, с. 44). [c.37] При уменьшении толщины цементитные частицы становятся менее хрупкими и могут изогнуться, не образуя трещин (ф. 601/1). Если пластинки в перлите ориентированы в направлении сжатия, то их изгиб напоминает двойникование. На микррфотогра-фии 600/3 показаны две такие полосы, в которых цементитные пластинки изогнуты или раздроблены, а на ферритных пластинках в местах изгиба видны следы холодной пластической деформации. [c.37] Если пластинки эвтектоидного цементита или прослойки третичного цементита раздроблены, то при отжиге ниже точки А они коагулируют быстрее. На микрофотографии 601/6 показана весьма локализованная коагуляция на участке, где цементитные пластинки раздроблены. Эта склонность к быстрой сфероидизации может быть успешно использована в среднеуглеродистых (ф. 611/6) или высокоуглеродистых сталях и даже в очень малоуглеродистых сталях для глубокой вытяжки, где прослойки третичного цементита представляют опасность. В последнем случае третичный цементит, который был раздроблен прокаткой, легко коагулирует во время отжига в колпаковой печи при температурах ниже точки Ах (ф. 617/5, 6). [c.37] В ферритных кристаллах скольжение не является единственным способом деформации. На механизм деформации влияют переме1цение и перестройка дислокаций, а эти процессы зависят от времени. При высоких скоростях или при низких температурах деформации скольжение затрудняется и в действие вступает другой процесс деформации, протекающий с большей скоростью, а именно двойникование (рис. 65). [c.37] Довольно хорошо иллюстрирует эти наблюдения микрофотография 602/7 когда двойники пересекают границу субзерна или другой двойник, они не изменяют направления, но при пересечении границы зерна их направление меняется. [c.38] Обычной плоскостью двойникования является плоскость 112), а направлением двойникования— (111) (рис. 66). На микрофотографиях 603 показаны относительные ориентации двойников и зерен, причем ориентации зерен видны благодаря ямкам травления и окрашиванию. На металлографическом шлифе двойникованные области в пределах узкой полосы могут иметь ориентацию, которая либо сильно отличается от ориентации исходного зерна, либо может быть очень близкой к ней или даже идентичной. Эти разлйчия в окрашивании можно видеть в одном и том же зерне, как например, на микрофотографии 603/3. Для данной плоскости сечения двойник и исходное зерно могут иметь одну и ту же ориентацию (см. рис. 64). При комнатной температуре в пределах одного и того же ферритного зерна получаются и двойники при динамической деформации, и линии скольжения при статической деформации. Примером может служить микрофотография 603/6, на которой, помимо двойников, видны искривленные линии скольжения вблизи границы зерна. Двойниковые полосы редко имеют достаточную толщину, чтобы внутри них появились заметные фигуры травления (ф. 603/4 и 614/6). [c.38] Сами двойники также искривляются, если последующая деформация достаточно велика (ф. 603/4) это означает, что металл после двойникования остается пластичным. Двойники возникают в пластичном феррите при тех условиях деформации, которые делают металл хрупким (высокая скорость и низкая температура деформации, а также большой размер зерна). Примером сочетания этих условий является звено цепи (ф. 614/4), где только крупные зерна содержат двойники (оказывается в крупных зернах меньше фосфора, чем в мелких). В то же время феррит может быть хрупким по природе и легко давать двойники при статической деформации, как например, феррит кремнистой стали (ф. 603/4 и 614/5). [c.38] Вернуться к основной статье