Границы зерен и рекристаллизация

Границы зерен и рекристаллизация [c.79]

Горячая деформация при 7 > (0,6Ч-0,7) Гпл сопровождается не только интенсивной перестройкой дислокационной структуры и сохранением устойчивых при высоких температурах дислокационных структур, но и миграцией границ зерен и субзерен, связанных с развитием разупрочняющих процессов (рекристаллизации). [c.256]

Основной движущей силой собирательной рекристаллизации является уменьшение зернограничной энергии за счет сокращения протяженности границ зерен и стремление к уравновешиванию зернограничного-натяжения стыкующихся границ Ргр- [c.325]

При испытаниях в условиях ползучести в таком металле протекают интенсивные процессы миграции границ зерен и образования зародышей рекристаллизации. Интенсивно идет выделение вторичных фаз, в том числе <т-фазы. Упрочненная стабилизированной субструктурой матрица зерен и разупрочняющие процессы в приграничных зонах (миграция границ, образование и рост вторичных фаз) вызывают повышение жаропрочности при высоких нагрузках и малых долговечностях и существенное снижение жаропрочности при низких нагрузках и больших долговечностях. [c.33]

Таким образом, во всех исследованных металлах, подвергнутых интенсивной деформации, при нагреве наблюдали близкую по характеру эволюцию наноструктур. Типичным является развитие процессов возврата, связанное с перераспределением и аннигиляцией дислокаций на границах и в теле зерен. Имеют место также рекристаллизационные процессы, приводящие к росту зерен, однако последовательность этих процессов определяется химическим составом и природой металла (энергией дефектов упаковки, типом кристаллической решетки), а также условиями интенсивной пластической деформации, которые определяют характер исходных наноструктур. Здесь в каждом случае требуются конкретные исследования. Важным также является установление процесса, контролирующего эволюцию структуры при нагреве. В работах [12, 140] предполагается, что этим процессом могут быть структурные перестройки на неравновесных границах зерен и скорость этого процесса контролирует возврат структуры и начало рекристаллизации. Однако выяснение этого вопроса требует дальнейших исследований. [c.136]

Сущность процесса рекристаллизации состоит в формировании и росте в деформированной матрице центров рекристаллизации — новых зерен с неискаженной решеткой, отделенных от матрицы границами с большими углами разориентировки (первичная рекристаллизация). Элементарные процессы образования и роста зародышей рекристаллизации имеют диффузионный характер, совершаемые беспорядочными диффузионными перемещениями отдельных атомов и вакансий. Центры рекристаллизации возникают в местах скопления искажений кристаллической решетки --у границ зерен и их стыков, на границах двойников, пачек сколь- [c.133]

ВТРО обусловлено не только скоплением гелия на границах зерен и соответственно разупрочнением границ, но и упрочнением в присутствии гелия тела зерна. Это упрочнение происходит в результате подавления в теле зерна в присутствии гелия диффузионных процессов — полигонизации и рекристаллизации [28, 90]. Такое объяснение подтверждается результатами работы [100], [c.111]

Авторы [46] рассмотрели роль нитрида алюминия в формировании свойств вязкости А1- и А1—Ti сплавов. Оба сплава проявляют минимум вязкости в температурном интервале 850—1050 °С, для А1 вязкость ниже, чем для А1—Ti. Низкая вязкость, по мнению авторов [46], связана с присутствием в системе частиц AIN и TiN, препятствующих миграции границ зерен и, следовательно, запрещающих динамическую рекристаллизацию. [c.9]

Следует отметить, что скопления несовершенств в границах зерен и субграницах и повышенная диффузионная подвижность в этих участках весьма устойчивы и могут сохраняться после термической обработки, при которой меняется микроструктура, например после рекристаллизации или после фазовых превращений. Такая наследственная дефектность поверхностей раздела кристаллов обнаруживается именно вследствие значительной диффузионной проницаемости этих мест (см. гл. V). [c.121]

Процесс рекристаллизации, как указывалось, связан с перемещением границ зерен. Введение примесей, особенно в небольших количествах, существенно влияет на рекристаллизацию, обычно затрудняя ее (задерживая миграцию границ). В работе [59] изучалось положение атомов матрицы и примеси (замещения и внедрения) на границах зерен в процессе рекристаллизации. Для этой цели была разработана методика [178], позволившая с помощью авторадиографии и металлографического анализа наблюдать за одним и тем л<е зерном. Было исследовано положение границ зерен при рекристаллизации чистых железа, никеля, молибдена, а также при наличии на границах зерен железа различных примесей олова, никеля, вольфрама, углерода. Для проведения опыта образцы активировались с поверхности радиоактивным изотопом, а затем при относительно низких температурах производились диффузионное насыщение границ, деформация и нагрев до разных температур, при которых происходила рекристаллизация. [c.202]

Нагрев при 450—650° С вызывает сильное изменение прочности за счет возврата и частичного перехода мартенсита в аусте-нит, что подтверждается значительным уменьшением В—Я. При 700° С отмечается небольшое упрочнение вследствие выделения карбидов по границам зерен и по плоскостям пластической деформации. При нагреве выше 900° С снимается полностью наклеп вследствие рекристаллизации и повышается пластичность за счет растворения карбидов хрома. [c.314]

Собирательная рекристаллизация представляет самопроизвольный процесс укрупнения зерен, образовавшихся на стадии первичной рекристаллизации. Чем крупнее зерна, тем меньше суммарная поверхность границ зерен и тем меньше запас избыточной поверхностной энергии (по сравнению с объемом зерен). [c.137]

Алюминию 99,92%, деформированному в интервале температур 400—600 К, отвечает несколько иная структура. Так же как и при более низких температурах, деформация здесь неоднородна. На стадии деформационного упрочения внутри зерен происходит скольжение в полосах деформации. Разворот решетки в пих, определенный по фигурам травления, достигает нескольких десятков градусов. Кроме того, здесь увеличивается плотность дислокаций и формируются субструктуры. Наблюдается и динамическая рекристаллизация 115]. Зародыши рекристаллизации возникают вблизи границ зерен и вдоль полос деформации, т. е. в местах, где создаются локальные напряжения. Вновь образовавшиеся зерна практически свободны от дислокаций, их границы выгнуты в сторону объемов с повышенной плотностью дислокаций (порядка 3 10 см ). Выгнутость границ наблюдалась часто и среди участков, практически свободных от ди- [c.39]

Кроме приложенного напряжения имеются и другие силы, вызывающие миграцию границ зерен, и именно они являются основной причиной важного явления — рекристаллизации ( 2.4.7). [c.84]

В большинстве случаев, когда происходит миграция границ, оказывается, что механизм миграции включает движение дислокаций границ зерен и связанных с ними ступенек [24, 306]. Поверхностная движущая сила приводит к минимизации полной площади границы зерен. Она ответственна за вторичную рекристаллизацию, во время которой происходит более существенный рост зерен. Эта стадия следует за первичной рекристаллизацией, и на ней новые, не содержащие дислокаций зерна достигают равновесной структуры, а малые-зерна поглощаются более крупными. [c.86]

Для повышения устойчивости свинца в условиях, в которых возможна межкристаллитная коррозия, в него вводят различные легирующие добавки, располагающиеся по границам зерен и препятствующие рекристаллизации. [c.83]

Холодная пластическая деформация резко ускоряет процессы сфероидизации и коалесценции цементитных пластин,при отпуске. Указанные процессы должны снижать прочность и повышать пластичность. Однако развитие этих процессов сопровождается значительным переносом атомов углерода. Даже в феррите низкоуглеродистой стали после небольшой выдержки при температуре несколько выше температуры рекристаллизации происходит интенсивная сегрегация атомов углерода на вновь образованных границах рекристаллизованных зерен [398]. Естественно, на образованных границах зерен и субзерен в пластинах феррита, входящего в состав перлита, сегрегация углерода будет значительно больше и проходить быстрее. Микроструктурные исследования показывают, что после отпуска, при котором наблюдается минимум относительного сужения, травление границ зерен и фрагментов значительно повышается [248] (см. рис. 82, г) . [c.206]

Если при отжиге получен предельный для данной температуры размер зерна, то его можно увеличить, проводя новый отжиг при более высокой температуре. С повышением температуры облегчается переход атомов с одного зерна на другое. Кроме того, при повышении температуры отжига могут размываться сегрегации примесных атомов на границах зерен и частично растворяться избыточные фазы, тормозящие миграцию границ во время собирательной рекристаллизации. [c.83]

Структурно-размерная классификация КМ может найти широкое применение при исследованиях в различных отраслях промышленности, Так, 3 работах Я. М. Колотыркина и его учеников [15, 48, 49] подчеркивается, что для оценки коррозионного поведения сталей и других сплавов необходимо учитывать их состав, структуру и гетерогенность поверхности, например сегрегацию примесей (II фаза) при электрохимической коррозии и термической обработке. В работе [50] на примере меди разной чистоты показано, что скорость рекристаллизации, а также электрохимические и физические свойства КМ, которые зависят от наличия примесей, концентрирующихся на границе зерен, и протяженности межзерновой границы, различны. [c.17]

При дальнейшем повышении температуры, когда достигается равенство энергетических уровней на границах зерен и внутри зерна, интенсивно начинается процесс перестройки вытянутых вдоль направления деформации зерен наклепанной стали в равновесные, более крупные зерна, т. е. рекристаллизация, сопровождающаяся значительным падением прочности и повышение.м пластичности металла. [c.111]

В холоднодеформированном металле при нагреве миграция границ зерен и изменение их размера и формы имеет свои специфические особенности. В этом случае получает развитие процесс рекристаллизации обработки или первичной рекристаллизации. Движущей силой процесса служит накопленная при пластической деформации энергия, связанная в основном с образованием дислокаций, имеющих высокую плотность (до 10"...10 см ). Рекристаллизация обработки приводит к образованию новых равноносных 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 числа (по сравнению с деформированным металлом). [c.507]

Чем крупнее размер зерна матрицы, полученной к концу перви ной рекристаллизации, тем меньше суммарная поверхность грани тем больше плотность дисперсных фаз по границам зерен и, слеД вательно, тем сильнее торможение миграции границ этими фазам С началом растворения дисперсных фаз эффект торможенр ослабевает и тем сильнее, чем выше температура отжига. Создаю ся условия для роста зерен. [c.402]

Одновременное уменьшение дальнодействующих полей напряжений и упругих искажений кристаллической решетки в результате структурного возврата неравновесных границ зерен. При этом формируется поликристаллическая структура, однако с очень маленьким размером зерен. Стадия зародышеобразования отсутствует. Обычно на этой стадии не наблюдается миграция границ зерен, и механизм соответствует рекристаллизации in situ. В случае же, если некоторые границы зерен претерпевают возврат быстрее, чем другие, и способны мигрировать за счет соседних зерен, механизм соответствует обычной рекристаллизации. [c.146]

При высоких рабочих температурах ЭГК ТЭП вследствие термически активируемых и диффузионных процессов устраняется структурная метастабильность деформированных монокристаллов и осуществляется переход их к стабильному состоянию. Устранение следов пластической деформации при отжиге, (разупрочнение) происходит вследствие процессов возврата, полигонизации и рекристаллизации [31]. Однако ориентационная зависимость деформационного упрочнения, условия пластической обработки, а также примеси, энергия дефектов упаковки и т. д. существенно влияют на характер процессов разупрочнения, на взаимосвязь полигонизации и рекристаллизации [10, 24, 37, 38, 41, 42, 48, 70, 71, 74—76, 101, 121, 126, 135, 1361. При этом устранение упрочненного состояния монокристаллов вследствие рекристаллизации (т. е. образования высокоугловых границ)—крайне нежелательное явление, так как означает превращение монокристалла -в поликристаллический материал с присущими ему недостатками (см. предыдущий раздел) уменьшение работы выхода электронов, появление эффектов пропотевания жидкого металла через границы зерен и т. д. [10, 71, 126]. [c.96]

Первичная рекристаллизация. Рекристаллизация — это процесс возникновения и движения или только движения большеугловых границ зерен. Первичная рекристаллизация после холодной деформации реализуется при нагреве до температур, несколько превышающих порог рекристаллизации, который для чистых металлов 7 рекр = 0,4Га (где Ts — температура плавления). [c.86]

В области температур, отвечающих сверхнластичности, т. е. вблизи 720 К, преобладающим фактором разупрочнения становитсн динамический возврат (динамическая рекристаллизация на месте ), а такн е динамическая рекристаллизация, обусловленная значительной подвижностью границ зерен. Перечисленные обстоятельства мешают накоплению дефектов, ответственных за упрочнение, не обеспечивают кинетических условий для возникновения неренапряже- ний и зарождения очагов разрушения. Кроме того, диффузионный массоперенос, необходимый для возникновения пор, еще недостаточно выражен, поэтому диффузия не может повреждать металл с необходимой скоростью. Образование и развитие нор на дефектах структуры в данной области температур чрезвычайно затруднены из-за достаточно большой скорости перемещения границ. Таким образом, наблюдающаяся при 720 К очень высокая пластичность — результат подавления процессов разрушения за счет интенсификации аккомодационных каналов различной природы и преобладания динамической активности структурных элементов (границ зерен и субзерен особенно) над конкурирующими процессами диффузионного порообразования. Согласно данной точке зрения, увеличение скорости перемещения элементов структуры (при сохранении диффузии на прежнем уровне) должно тормозить разрушение, а ослабление — способствовать ему за счет облегчения диффузионного порообразования, роста и слияния пор на элементах дефектной структуры. [c.73]

В работе [133] высказано предположение, что формирование микродуплексной структуры обусловлено наложением распада твердого раствора и процесса рекристаллизации при некотором отставании последней. Возможность выделения 7 -фазы связана с локальным саморазогревом и охлаждением после деформации. Выделившиеся частицы сдерживают миграцию границ зерен и стабилизируют микроструктуру. К сожалению, в цитируемой работе не обсуждаются причины наблюдаемого в процессе деформации укрупнения 7 -выделений. В этой связи представляют интерес представления [365, 366], в соответствии с которыми при рекристаллизации жаропрочных никелевых сплавов в высокотемпературной 7 +7-области происходит растворение частиц 7 -фазы на мигрирующих границах зерен с последующим выделением -образую-щих элементов в новых зернах. Эти представления о взаимодействии мигрирующей границы с когерентными частицами развиты в работе [367], где исследовали рекристаллизацию холоднодеформи-рованных никельхромовых сплавов. Было установлено, что характер взаимодействия границы с частицами в значительной мере зависит от размера и количества у -фазы. Если ее дисперсность высока ( 0,02 мкм), а количество мало, то рекристаллизация протекает с высокой скоростью. В этом случае вследствие растворения у -выделений в результате миграции границ происходит обогащение легирующими элементами приграничных областей и последующее выделение 7 -частиц вслед за границей по непрерывному механизму, что приводит к образованию структуры матричного типа. Однако при повышении объемной доли и увеличении размера частиц 7 -фазы скорость движения фронта рекристаллизации резко замедляется, увеличивается время растворения крупных частиц и избыточные 7 -образующие элементы успевают стекать по гра- нице к наиболее крупным частицам, встречающимся на фронте [c.244]

Влияние примесей на рост кристаллов в свинце. Влияние примесей на перемещение границы зерен при рекристаллизации хорошо изучено для свинца. Ост и Раттер [10] предприняли экспериментальное наблюдение роста совершенных кристаллов в матрице, представляюш,ей собой монокристаллы свинца, имеющие линейчатую субструктуру после кристаллизации. При добавке в свинец малых количеств олова скорость роста резко падала, за исключением тех случаев, когда новые кристаллы имели особую кристаллографическую ориентацию по отношению к кристаллу, за счет которого они росли. Было изучено также влияние добавок золота и серебра [82] (см. также ФМ-3, гл. VII, разд. 3.5.1). [c.459]

Сравнение рассмотренных выше основных типов деформационных микрорельефов, развивающихся в зоне сопряжения слоев биметалла Ст. 3 + Х18Н10Т, изготовленных различными способами, позволяет отметить, что при увеличении температуры испытания, выше 600° С в механизме деформации композиции происходят изменения, заключающиеся в появлении признаков рекристаллизации и усилении деформационных процессов по границам зерен и на межфазных границах отдельных структурных составляющих переходной зоны двухслойной стали. Таким образом, при переходе от отражающих особенности механизма деформации схем микрорельефов (рис. 2, д—е и рис. 3, д—е) к микрорельефам схем (рис. 2, ж—а и рис. 3, ж—з) должно наблюдаться изменение прочностных и пластических свойств биметаллических соединений. [c.141]

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]

Статическая рекристаллизация состоит в видоизменении структуры зерен (размера, формы, ориентации зерен), лроисходящем во время высокотемпературного отжи га, который следует за деформацией (динамическая рекристаллизация происходит в процессе деформирования она будет рассмотрена в гл. 6). Рекристаллизация включает миграцию границ зерен, и движущие силы рекристаллизации те же, чтo й миграции границ зерен ( 2.4.5). [c.87]

При ТЦО не все процессы, свойственные нагреву слабо деформированных м еталлов, протекают одновременно, а именно в силу непрерывности изменения температуры могут идти одни, тормозиться другие и развиваться третьи. Если структурные составляющие материала деформированы не сильно, как это имеет место при ТЦО, то в полуцикле нагрева возможно протекание первичной рекристаллизации, а при меньших температурах — и полигонизации. Центры рекристаллизации образуются в первую очередь в тех участках решетки, которые наиболее искажены, в том числе у границ зерен и их стыков. Это ведет к формированию мелкозернистой структуры. Процесс рекристаллизации при ТЦО можно представить как многократные чередования малых деформаций и рекристал-лизационных отжигов. Однако механизм термонаклепа выражен не у всех полиморфных материалов одинаково. Так, фазовый наклеп при а р-превращениях в титановых сплавах настолько слаб ввиду малой разницы удельных объемов а- и р-фаз, что невозможно ожидать сколько-нибудь значительного искажения кристаллической решетки при многократных перекристаллизациях. [c.8]

Процесс полигонизации может приводить к некоторому упрочнению. Так, например, в работе [82, с. 160] было показано, что после полигонизации чистого железа (деформация 16% -Ь отпуск 550°С) образцы оказались более твердыми по сравнению с образцами, только деформированными, имеющими ту же плотность дислокаций. Образование большеугловых границ на начальных стадиях рекристаллизации при незначительном уменьшении плотности дислокаций может также упрочнять металл. Влияние процесса полигонизации и начальных стадий процесса рекристаллизации на изменение свойств должно усиливаться загрязнением границ атомами углерода. Сегрегация углерода на образовавшихся границах увеличивает сопротивление пластической деформации за счет повышения сопротивления движению дислокаций при передаче деформации от зерна к зерну, а также за счет затруднения возникновения новых дислокаций на границах. Задержка в падении или некоторый рост величины а также длины площадки текучести (см, рис. 62) может в некоторой степени характеризовать затруднение возникновения дислокаций на границах зерен и субзерен. При исследовании отжига деформированного молибдена авторами работы [408. с. 710] было обнаружено, что при развитии процессов полигонизации и рекристаллизации микротвердость в сверхчистом молибдене непрерывно снижается, а при наличии небольшого количества атомов внедрения наблюдается повышение микротвердости. [c.207]

Удаление поверхностного разрушенного коррозией слоя послойным шлифованием для микролита МК и А-1 позволяет достигнуть исходной прочности образцов аналогичного размера. Таким образом, в рассматриваемом случае коррозия водяным паром локализуется преимущественно по поверхности образца, сопровождаясь рекристаллизацией зерен корунда, образованием межча-стичной пористости на границах зерен и, как следствие, снижением прочности этих материалов. Прочность после [c.154]

Рекристаллизация является самопроизвольным процессом, она начинается на плоскостях скольжения и по границам зерен. После рекристаллизации микроструктура металла состоит из равноосных новых недеформированкых зерен (фиг. 76), и он приобретает свойства недеформированного металла, В отличие от возврата процесс рекристаллизации происходит при более высоких температурах и связан с перемещением атомов с одного зерна на другое. Минимальная температура рекристаллизации сильно деформированных металлов, по А, А, Бочвару, приближенно равна 0,4 абсолютной температуры плавления, т. е. [c.99]

Вольфрам — самый тугоплавкий металл. Его температура плавления 3400° С. Плотность вольфрама прн ко.мнатной температуре 19,3 г/м кристаллическая решетка кубическая объемноцентрированная. Основная. масса этого металла расходуется на легирование сталей и получение так называемых твердых сплавов. Как самостоятельный материал вольфрам применяют в электровакуумной и электротехнической промышленности. Из него изготавливают нити ламп накаливания, детали радио-ла.мп. нагреватели, различные детали вакуумных печей и т. д. Эти изделпя получают пластическим деформированием штабиков, спеченных пз порошков заготовок, и используют в иагартованном состоянии или после отжига для снятия напряжений 1000" С, 1 ч). Основной недостаток вольфрама технической чистоты — хрупкость при комнатной температуре, вызванная загрязнением примесями внедрения, в первую очередь кислородом и углеродом. Предел прочности такого металла прп комнатной температуре составляет 500—1400 МПа при практически нулевом удлинении. Вольфрам технической чистоты становится пластичным при температуре выше 300— 400° С. Эта температура называется порогом хрупкости. Рекрпсталлизованный вольфрам (температура рекристаллизации 1400—1500° С) еще более хрупок, его порог хрупкости 450—500° С. Это вызвано перемещением примесей внедрения к границам зерен и образованием хрупких прослоек. Глубокой очисткой вольфрама порог хрупкости можно снизить до минусовых температур. [c.240]

В указанной классификации акцентируется внимание на оценке химической (в том числе электрохимической) и механической стойкости материала как функции не только количества и природы составных ее частей, но также взаимного расположения, размеров кристаллитов матрицы и дисперсности частиц. Так, распределенные по границам зерен частицы катодной примеси должны способствовать усилению электрохимической коррозии матрицы, а при высокой дисперсности тугоплавких частиц любой природы, расположенных на границах зерен матрицы, рекристаллизация материала будет тормозиться. Наличие дисперсных веществ внутри зерен кристаллитов матрицы может способствовать внутренней кристаллизации или определять химическое взаимодействие с матрицей. [c.15]

Это превращение в сплавах ЮНДК и ЮНДКТ, как правило, не приводит к образованию тонкодисперсных фаз, поскольку связано со значительной перестройкой решетки исходной фазы, требующей протекания диффузии на большие расстояния, и осуществляется в широком температурном интервале. В целом механизм и кинетика (а—"Превращения соответствуют обычной схеме зарождения и роста новой фазы, отличающейся от а-матрицы как по составу (обогащена железом), так и по типу и параметрам кристаллической решетки (ГЦК). При этом у-фаза имеет определенную кристаллографическую связь с а-матрицей местами ее зарождения служат области неоднородности исходного твердого раствора (границы зерен и блоков, микротрещины и включения), далее игольчатые выделения 7 фа-зы растут по системам матрицы < 1 И > 110 < 111> [3-5]. Изменение удельного объема фаз при распаде приводит к фазовому наклепу, уменьшающему совершенство кристаллической решетки матричной а-фазы. При обратном растворении Y-фaзы релаксация напряжений способствует рекристаллизации зерен а-фазы. [c.118]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...