ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Рекристаллизация из "Металлография железа 3 " Специальные стали, не имеющие полиморфного превращения, например, хромистые или кремнистые ферритные, никелевые или марганцовистые аустенитные, всегда состоят из а-или у-фазы. В этих сталях также происходит последовательный рост зерен. Измельчить же зерна можно только повторной холодной деформацией. Следует отметить, что иногда бывает желательно иметь в стали крупное зерно, например, в специальных сталях с повышенной стойкостью против ползучести или в кремнистых трансформаторных сталях. [c.38] При очень низких степенях холодной пластической деформации может также происходить вынужденная миграция границ зерен [80], как например, в железе, легированном кремнием [81 ] граница перемещается от зерна с низкой плотностью дислокаций к соседнему зерну с более высокой плотностью дислокаций. [c.38] Полигонизацию можно обнаружить с помощью рентгенограмм в холоднодеформированном металле линии Дебая— Шеррера широкие из-за фрагментации и изгиба кристаллической решетки, а пятна Лауэ имеют заметный астеризм. Линии Дебая—Шеррера полигонизованного металла становятся несколько тоньше, а пятна астеризма разбиваются на более мелкие. [c.39] Оптическая микроскопия позволяет наблюдать лишь довольно развитую стадию возврата, т. е. после образования дислокационных рядов (ф. 604/6 606/6 607/3). Последующая полигонизация придает ферритным зернам вид пчелиных сот (ф. 610/7 и 611/1). Полигонизованные зерна препятствуют рекристаллизации и образуют островки внутри рекристаллизован-ных зерен (ф. 611/2). [c.39] Характерные особенности. После достаточной степени холодной деформации данное зерно металла подразделяется на небольшие области (блоки мозаики), в которых решетка более или менее искажена и которые в некоторой степени разориентированы одна относительно другой (рис. 69). [c.39] Накопленная энергия холодной пластической деформации очень высока. При нагреве такой структуры появляются центры рекристаллизации и эти центры растут, т. е. атомы в окружающих блоках образуют решетку, подобную кристаллической решетке зародыша. Энергия холодной пластической деформации уменьшается, о чем свидетельствует легкое окрашивание рекристал-лизованных ферритных зерен на микрофотографиях 605. Такие зародыши образуются вблизи наиболее сильно искаженных участков холоднодеформированного феррита, например, вдоль некоторых линий скольжения (ф. 605/1) либо около включений иди раздробленного третичного цементита (ф. 605/2 и 606/2). [c.39] При повышении температуры средний энергетический уровень этих рекристаллизованных зерен может понижаться, но более медленно. Этому случаю соответствует обычный рост зерен, который ведет к очень низкому уровню энергии (кривая 5). Эта последняя стадия наблюдается прежде всего в однофазных сталях или в аустените конструкционных сталей выше точки Л3. При этих температурах мелкие выделения замедляют миграцию границ зерен. [c.39] В месте нахождения Прим. перев.). [c.39] Миграция границ рекристаллизованных зерен направлена к центрам кривизны. Это означает, что оставшаяся наклепанная часть ограничивается вогнутыми поверхностями (ф. 606/6), наподобие эвтектических структур в чугунах (ф. 196/2/ т. 1), сульфидных (ф. 547/7) или карбидных (ф. 565/7) эвтектик или пористостей (ф. 547/3). [c.39] Для некоторых величин холодной пластической деформа ции (порядка 10% и менее), когда исходные зерна очень мелкие число зародышей рекристаллизации очень мало, а получаются зерна очень больших размеров. Ниже этой критической степени холодной деформации (критической деформации) рекристаллизация больше не протекает даже при температурах выше 700° С на микрофотографиях 608/1 и 610/2 критическая деформация расположена на границе между крупными и мелкими наклепанными и полигонизованными зернами. [c.39] С полигонизованным старым ферритом, рекристаллизованным старым ферритом и новым ферритом, содержащим участок перлита, образованного во время охлаждения из соответствующего участка аустенита. Если содержание аустенита после отжига велико (например, 70%), то островки старого феррита, еще не растворившиеся при температуре отжига, имеют вогнутую многоугольную форму (ф. 644/5), аналогичную форме областей наклепанного феррита, оставшегося во время рекристаллизации (ф. 605/6). При охлаждении ориентации решеток старого и нового феррита совпадают. [c.40] Так как это явление эпитаксии повторяется во всей смешанной структуре из а- и у-зерен, новые кристаллы принимают ту же форму, что и старые, и, в частности, крупные зерна, появившиеся в зоне критической деформации во время повторного нагрева, при охлаждении возникают снова. Поэтому для подавления образования крупных зерен, соответствующих критической деформации, необходим нормализационный отжиг (ф. 608/1), так же как для подавления выделений в полигонизованных зернах, которые ниже все же имеют следы линий скольжения (ф. 608/2). [c.40] Миграция границ зерен, являющаяся основным механизмом рекристаллизации, может быть замедлена или даже остановлена либо препятствиями относительно большого размера (цементитными пластинками), либо очень мелкими выделениями (округлыми карбидами, сумбикроскопическими окислами и нитридами). Таким образом, рекристаллизация зависит от чистоты стали (см. настоящую главу, с, 40). Если препятствие велико, то рост зерен весьма ограничен. Например, в среднеуглеродистых сталях наклепанный феррит рекристаллизуется ниже точки ЛII на микрофотографии 611/4 показана миграция границ зерен, а на микрофотографии 611/6 видно, что рекристаллизация закончена, но размер зерен ограничен расстоянием между сфероидизированным перлитом и островками мартенсита (ф. 641/6 и 644/8). Препятствия миграции зерен могут быть небольшими, например, такими препятствиями являются сфероидизированные карбиды в высокоуглеродистых сталях или субмикроскопические выделения в феррите и аустените. [c.40] В результате рекристаллизации могут образоваться зерна различного размера и формы. Это может быть обусловлено различием в температурах отжига. Например, когда листы углеродистой, легированной или нержавеющей стали, упрочненные холодной прокаткой, затем сваривают друг с другом, происходит рекристаллизация основного металла в соответствии с температурой и продолжительностью процесса сварки. [c.40] Другое объяснение можно искать в неравномерности холодной деформации в масштабе обрабатываемого изделия (см. настоящую главу, с. 30). Например, в плоскости или в поперечном сечении отпечатка, полученного при измерении твердости мягкой стали, после рекристаллизационного отжига получается ряд зерен различных размеров это происходит также в образцах для испытания на растяжение (ф. 609/5, 6) или сжатие (ф. 611/3). В промышленной практике во время изгиба или глубокой вытяжки холодная пластическая деформация весьма неоднородна не только по длине и ширине листа, но и по его толщине. Например, при простом изгибе листа из мягкой стали получаются зерна, которые удлинены перпендикулярно листу во внутреннем сжатом угле и параллельно листу в наружном растянутом угле (ф. 613/1). После отжига при 700° С эти две зоны мелкозернисты, а средняя зона крупнозерниста (ф. 613/2). Если во время изгиба к полкам уголка прикладываются сжимающие напряжения, чтобы образовался более острый угол, то наружный угол претерпевает очень небольшую деформацию (ф. 612/5, после отжига). Если напряжения велики, то лист сжат по всей толщине с максимальной деформацией на внутренней стороне угла, где зерна сильно вытянуты (ф. 612/7) после отжига получаются мелкие зерна по всей толщине (ф. 612/6). Эта сильно деформированная область кроме того, в результате деформации она имеет волокнистую структуру и в ней могут образоваться трещины, когда удаляется штамп. [c.40] Еще одной причиной неоднородности размера зерен может быть наличие ликваций, особенно макроликваций (ф. 611/1) и выделений, являющихся результатом производства (ф. 613/1), или поверхностных изменений, происшедших во время отжига, например, обезуглероживания или даже окисления (ф. 621 и 622). [c.40] В листе из кипящей стали поверхностный слой чище, чем середина, и после холодной деформации и отжига крупные зерна обнаруживаются на поверхности, а мелкие в середине. Эта разница в размере зерен особенно заметна после низких и средних степеней холодной деформации. Она заметна даже в кипящих слитках, которые были раскислены в изложнице алюминием. Если эти слитки прокатывают на лист или фасонный профиль, а затем подвергают пластической деформации в холодном состоянии и отжигают при 700° С (ф. 613/3), то на поверхности металла видна та же последовательность размеров зерен, что и на микрофотографии 610/1. В центре слитка это явление менее ясно выражено, размер зерна меньше и для одного и того же времени отжига интервал критических деформаций смещается к более высоким степеням деформации. Таким образом, ликвационная зона рекристаллизуется труднее, чем чистая. Внутри ликвационной зоны участки с максимальной ликвацией соответствуют месту стыка краевой зоны с сердцевиной слитка и в них зерна полигонизованы (ф. 613/5) и имеют многочисленные включения окислов алюминия (613/7), тогда как соседний металл рек-ристаллизован. Другой пример влияния ликвации приведен на микрофотографии 608/3, где после отжига середина листа содержит более мелкие зерна (ф. 608/4) и более многочисленные выделения в нерекристаллизованной зоне (здесь имеются линии скольжения, ф. 608/5), чем поверхность. [c.40] После рекристаллизационного отжига размеры зерен могут быть различны также в пределах толщины листа из очень малоуглеродистой стали, прокатанной в горячем состоянии при температурах вблизи точки Лд. Это может быть результатом разницы в температуре или содержании углерода по толщине листа (см. гл. 16, с. 45). [c.40] Вернуться к основной статье