Механические свойства. Наклеп и рекристаллизация

Методы измерения твердости материалов прочно вошли в практику контроля качества и проведения научных исследований. Научная и практическая ценность этих измерений заключается в том, что по величине твердости можно судить о многих важных характеристиках свойств материалов, а часто и определять их. Из результатов многочисленных исследований следует, что твердость материала зависит от его кристаллической структуры и связана со многими механическими и физическими характеристиками, с пределами текучести, прочности, усталости, с ползучестью и длительной прочностью, сжимаемостью, коррелируется также с некоторыми магнитными и электрическими свойствами. Измерение твердости является простым, но высокочувствительным методом исследования механизма пластической деформации, старения, наклепа, возврата, рекристаллизации и других фазовых и структурных превращений. [c.22]

Поверхностный наклеп, возникающий при механической обработке, приводит к неоднородному структурно неустойчивому состоянию металла, самопроизвольно стремящемуся к возвращению металла в первоначальное состояние с минимумом свободной энергии (отдых). При обычных температурах отдых в поверхностных слоях жаропрочных сплавов протекает очень медленно, и только лишь при повышении температуры. до 700—900 С этот процесс ускоряется. Только при температуре рекристаллизации полностью снимается наклеп и восстанавливаются первоначальные свойства металла. [c.30]

Полный возврат механических свойств до уровня исз одного состояния (см. табл. 13 и рис. 18) происходит после отжига при 700° С. Однако, несмотря на раннее начало процессов отдыха, добиться полного снятия наклепа при низких температурах за счет увеличения продолжительности отпуска практически невозможно. Отмеченное обстоятельство имеет как положительное, так и отрицательное значение. В тех случаях, когда необходимо полное устранение наклепа (например, для стабилизации размеров деталей и т. п ), приходится нагревать изделия до температуры рекристаллизации (600—700° С), что неизбежно связано с поверхностным окислением. [c.51]

После горячей обработки (ковки, прокатки или штамповки) механические свойства стали могут быть весьма различны и зависят от условий обработки. Стали, обработанные при пониженных температурах (ниже температуры рекристаллизации), быстро твердеют. Увеличение твердости в этом случае происходит благодаря наклепу и из-за выделения карбидов. [c.304]

Если деформации подвергать металл, нагретый выше верхнего порога рекристаллизации, то в нем одновременно будут протекать два процесса процесс наклепа и процесс рекристаллизации, причем скорость процесса рекристаллизации будет превышать скорость наклепа. В результате этого металл приобретает структуру и механические свойства такие же, как если бы он был после холодной деформации подвергнут рекристаллизационному отжигу. [c.166]

Такое искажение строения решетки (наклеп) приводит, как известно, к изменению механических свойств металла (увеличению твердости и прочности). Влияние наклепа может быть ослаблено при отжиге металла, т. е. при нагреве его до достаточно высокой температуры (температуры рекристаллизации) с последующим охлаждением. [c.271]

При дальнейшем повышении температуры происходит рекристаллизация. Наступление и течение процесса рекристаллизации может быть иллюстрировано как диаграммой роста зерна (фиг. 11), так и изменением его свойств (фиг. 10). На фиг. 10 показано, как изменяются механические свойства наклепанного железа (мягкой стали) при рекристаллизации (температура около 500°). Из фигуры видно, что полная утрата наклепа и возвращение к нормаль-ньш свойствам происходит не мгновенно, а в некотором интервале температур. При нагреве до температуры возврата предел прочности несколько снижается, а относительное удлинение и ударная вязкость повышаются. После перехода за порог [c.43]

Наступление и течение процесса рекристаллизации может быть иллюстрировано как диаграммой роста зерна и структурой металла, так и изменением его свойств. Например, на фиг. 130 показано, как ясно проявляется изменение механических и физико-химических свойств наклепанного железа (мягкой стали) при наступлении рекристаллизации (около 500°). Из фигуры видно, что полная утрата наклепа и возвращение к нормальным свойствам не происходит мгновенно при одной температуре, а растягивается на некоторый интервал. [c.185]

Для увеличения пластичности металла и устранения возможности наклепа при горячей обработке металла давлением температура нагрева должна быть значительно больше, чем минимальная температура рекристаллизации. Кроме того, при высоких температурах нагрева требуются меньшие усилия на деформацию и уменьшается опасность появления трещин при деформации. Наклеп, как отмечалось, изменяет механические свойства детали, уменьшая пластичность. [c.208]

Рекристаллизация. Технологические операции, применяемые нри изготовлении деталей котельных агрегатов и их монтаже, сообщают металлу значительные пластические деформации (наклеп), ухудшая его механические свойства и вызывая значительные внутренние напряжения. Наклеп металла возникает в деталях котельных агрегатов при различных операциях холодной обработки — гибке, вальцовке, штамповке, отбортовке, а также прп обработке изделий при недостаточно высоких температурах. Наклепанный металл обладает повышенной прочностью и твердостью и пониженной пластичностью и вязкостью. [c.421]

В результате деформации при температуре ниже порога рекристаллизации (см. ниже) изменяются механические и физикохимические свойства металлов твердость, прочность и хрупкость увеличиваются, а пластичность, вязкость коррозионная стойкость и электропроводность уменьшаются. Это изменение свойств, связанное с деформацией в холодном состоянии, называют наклепом. Состояние наклепа термодинамически неустойчиво. [c.242]

Образованию а-фазы способствует повышение содержания хрома, легирование молибденом (Мо = 2...4 % содержится в некоторых сталях), присутствие б-феррита, предварительный наклеп стали. В сварных соединениях сталей типа 12Х18Н10Т а-фаза появляется после 10-50 ч выдержки в благоприятном для ее образования интервале температур, так как наплавленный металл содержит б-феррит, а в нем содержание хрома несколько выше его среднего содержания в стали. Охрупчивание стали под влиянием а-фазы проявляется, начиная с 10 % по объему. Для устранения охрупчивания рекомендуется стабилизирующий отжиг при 850-950 °С. Выдержка при температуре отжига сопровождается растворением а-фазы и одновременно повышает стойкость к МКК, так как устраняются неоднородности содержания хрома на границах зерен аустенита. Кроме того, в стабилизированных сталях вместо карбида хрома образуются карбиды МС, что увеличивает содержание хрома в аустените и в определенной мере повышает его коррозионную стойкость. Образование б-феррита в количестве более 15-20 % снижает технологичность сталей при горячей обработке давлением. Различия механических свойств Y- и б-фаз, температуры и скорости рекристаллизации и коэффициентов линейного расширения являются причиной появления разрьшов и горячих трещин, в особенности при высоких скоростях деформирования и больших деформациях. Количество б-феррита определяется соотношением между аустенитно- и ферритно-образующими элементами в аустените и температурой нагрева стали. Чтобы не допустить образования большого количества б-феррита, при обработке стали ограничивают температуру нагрева с учетом уже имеющегося б-феррита. [c.241]

Процесс нарушения когерентности сопровождается уменьшением напряжений температура его окончания является температурой снятия напряжений II рода (стц)- Одновременно снимаются напряжения III рода(стш). Уменьшение блоков а-фазы происходит не только из-за нарушения когерентности решеток, но и вследствие снятия упругих напряжений в результате пластических сдвигов в микрообластях под воздействием значительных упругих напряжений в условиях повышенной пластичности металла. Температуры, при которых происходит дробление блоков, и соответствующие температуры, при которых изменяются механические свойства, могут изменяться под влиянием упругих напряжений кристаллической решетки, определяемых степенью деформации, содержанием С и легирующих элементов. При третьем превращении могут протекать начальные стадии рекристаллизации твердого раствора (а-фазы), деформированного в результате внутрифазового наклепа. [c.109]

В ряде случаев для восстановлении механических свойств сталей, подвергшихся наклепу и искажению внутренней структуры, применяется рекристаллизация, заключающаяся в нагреве изделия до температуры 300-700°С, выдержке и медленном дхлаждении. [c.70]

МПа, Оо,2 > 470 МПа и КСП при —60 °С — 0,65 МДж/м Высокие механические свойства после контролируе.мой прокатки объясняются дисперсным упрочнением, получением мелкого зерна за счет торможения карбонитридами процессов возврата и рекристаллизации и получения развитой субзеренной структуры. В бей-нитных сталях (08Г2МФБ), кроме того, имеет место деформационное упрочнение (фазовый наклеп). [c.264]

Для придания стали высоких механических свойств после аустенитизации ее подвергают 80 %-ной деформации (прокатка, волочение, гидроэкструзия и т. д.) при 250—550 °С (ниже температуры рекристаллизации). В процессе деформации аустенит претерпевает наклеп и обедняется углеродом, что приводит к повышению точек Л4 и Мд. При этом точка Мд становится выше 20 °С. При охлаждении, следовательно, аустенит становится ме-тастабильным и при его дефор.мации протекает мартенситное превращение. Поэтому при испытании на растяжение участки аустенита, где локализуется деформация, претерпевают мартенситное превращение, что приводит к местному упрочнению, и деформация сосредоточивается в соседних (неупрочненных) объемах аустенита. Следовательно, превращение у - а (мартенситное) исключает возможность образования шейки , что объясняет высокую пластичность ПНП-сталей, [c.285]

Увеличение температуры и времени нагрева способствует рас-творению 7-фаэы, присутствующей на границах зерен, и устранению химической неоднородности аустенита. Такое изменение структуры сопровождается повышением пластичности и при известных условиях приводит к получению механических свойств, не отличающихся от свойств после фазового наклепа с применением обработки холодом (табл. 5.3). Само собой разумеется, что нельзя допускать повышение температуры нагрева при обратном а у превращении до температуры рекристаллизации фазонаклепанного аустенита и его полного разупрочнения. Заключительное низкотемпературное старение эффективно упрочняет фазонаклепанный аустенит и при оптимальных условиях обеспечивает высокий комплекс прочностных и пластических свойств. Вместе с тем, когда упрочнение фазовым наклепом осуществляется на базе мартенсита старения, следует остерегаться перестаривания и снижения пластичности не только в процессе предварительного старения, но и при заключительном низкотемпературном старении фазонаклепанного аустенита (см. рис. 5.24). [c.197]

При исследовании влияния большого числа циклов (до 75) на механические свойства стали О8Х18Н10Т было выявлено, что прочностные свойства с увеличением числа циклов изменяются немонотонно. Наибольшее повышение НВ, Ов и <7т наблюдали после первых восьми циклов, а затем — снижение. На 25-м цикле, например, Твердость вновь была экстремально большой, а после 32-го — снизилась на 200 МПа. Отмеченная периодичность была обнаружена и на других сплавах [127]. Такое изменение свойств объясняется в основном регулярно сменой в преобладании процесса упрочнения фазовым наклепом над разупрочнением от диффузионных процессов перестройки кристаллической решетки при рекристаллизации. Однако возрастание немонотонной зависимости механических свойств от числа циклов может быть обусловлено действием дисперсионного упрочнения. Так как в аустенитных сталях наряду с основным ау-превращением идет и ае-превращение, то имеется возможность повлиять на структуру и свойства этих сталей, используя главным образом а е-превращение. В этом случае температурный интервал термоциклирования резко сужается. Так как у стали 0Х18Н10Т а е-превращение идет при температуре ниже комнатной, то был опробован режим ТЦО с охлаждениями до —196 °С (в жидком азоте) с отогревами на воздухе до комнатных температур [218]. Установлено, что эффект упрочнения в этом случае обусловлен измельчением исходного размера зерна вследствие появления большого числа пластин е-фазы. Это улучшает основные механические свойства стали XI8Н1 ОТ [139]. [c.108]

На фиг. 211 показано, как изменяются механические свойства этой латуни при наклепе (деформации нахолоду ) и рекристаллизации. [c.341]

На участке рекристаллизации металл нагревается от 500...550 °С до температуры точки Ась и поэтому по стр)тстуре он мало отличается от основного. Если до сварки металл подвергается пластической деформации, то при нагреве в нем происходит сращивание раздробленных зерен основного металла - рекристаллизация. При значительной выдержке при этих температурах может произойти весьма заметный рост зерен. Механические свойства металла этого участка могут несколько снизиться вследствие разупрочнения из-за снятия наклепа. [c.15]

Для холодной деформации характерно явление наклепа. Упрочнение наклепом возникает вследствие поворота плоскостей скольжения и увеличения искажений кристаллической решетки. Явление наклепа может быть устранено в процессе отжига, когда протекают предрекристаллизационные процессы возврата и собственно процессы рекристаллизации. Снятие остаточных напряжений при возврате практически не изменяет механических свойств металла, но сушест-венно влияет на физико-химические характеристики, например, электросопротивление, сопротивление коррозии и др. [c.466]

Деформируемые сплавы по способности упрочняться термической обработкой делятся на неупрочняемые и упрочняемые термической обработкой. К типичным неупрочняемым сплавам относятся коррозионностойкие сплавы повышенной пластичности и свариваемости, например, АМг2 (сварные баки, трубопроводы, оконные рамы), АМгб и АМц (бензино- и маслопроводы, баки сварные, заклепки). Сплавы систем А1-Мп и А1-М применяются в отожженном состоянии (рекристаллизационный отжиг) и после наклепа. В сплавы этих систем добавляют медь (0,05-5-0,2 %) Для усиления антикоррозийных свойств. В сплавы с марганцем также допускается добавление до 0,6+0,7 % Ре и до 0,6- -0,7 % 81 с целью упрочнения без существенной потери сопротивления коррозии. В сплавы с магнием добавляют иногда Ре и 2г для повышения температуры рекристаллизации Мд и Сг - для нейтрализации коррозионного воздействия железа 2п - для упрочнения Т1 и В - для измельчения зерна РЬ - для улучшения обрабатываемости резанием 81 - для улучшения свариваемости. Сплавы с магнием и марганцем применяются для сварных и клепаных элементов конструкций, испытывающих сравнительно небольшие нагрузки и требующие высокого сопротивления коррозии. Механические свойства сплавов отражены в табл. 12.8. [c.557]

Деформационное упрочнение ПС при обработке металлов резанием происходит в результате пластических деформаций в зоне резания и последующего воздействия задней поверхности инструмента (или нароста) на формирующийся ПС. Пластические деформации приводят к повышению прочностных характеристик ПС (предела прочности, предела текучести, твердости) и к снижению его пластичности. В результате пластических деформаций и трения в зоне резания выделяется тепло и происходит повышение температуры, которая может вьпвать разупрочнение и даже рекристаллизацию деформированного металла ПС. Деформационное упрочнение ПС в основном оценивается глубиной (Л ) и степенью ([/ ) наклепа, которые существенным образом зависят от механических свойств и структуры металла. Пластичные металлы, имеющие большие значения отношения предела прочности к пределу текучести упроч- [c.129]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...