Деформация и рекристаллизация стали

Фомин Г. М., Изменение текстуры при деформациях и рекристаллизациях стали, Сб. трудов по металловедению и термообработке, Московский ин-тут стали им. Сталина, Оборонгиз, 1938. [c.460]

ДЕФОРМАЦИЯ И РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ СТАЛИ [c.30]

Впервые искусственные радиоактивные изотопы ( меченые атомы) были применены во второй половине. ЯО-х годов при проведении экспериментальных физических и химических исследований. Метод меченых атомов теперь широко используется для изучения структуры молекул, прослеживания некоторых физических превращений (явлений самодиффузии при плавлении и застывании кристаллических веществ, деформации и рекристаллизации металлов, разупрочнения сплавов при высоких температурах), выявления внутреннего механизма химических реакций и т. д. Этот же метод успешно применяется в практике биологических и физиологических исследований, внося существенные коррективы во многие ранее сформировавшиеся представления о динамике процессов, протекающих в живых организмах. Несколько позднее он все более широко стал использоваться в прикладных научно-технических исследованиях при изучении процессов доменного и сталеплавильного производств, износа деталей машин, качества красителей в текстильном производстве и пр. Столь же широко проводятся различные агрохимические исследования с применением меченых атомов (определение усвоения растениями долей азота, фосфора и других питательных веществ из почвы и из вносимых в нее удобрений, выяснение действия ядохимикатов). Наконец, по величинам радиоактивного распада элементов горных пород — природных изотопных индикаторов — осуществляются геологические исследования. [c.189]

В первой части учебника рассматриваются кристаллическое строение металлов, действие на их строение и свойства процессов кристаллизации, пластической деформации и рекристаллизации, фазы, образующиеся в сплавах, и диаграммы состояния двойных и тройных систем. Подробно освещены вопросы технологии термической и химико-термической обработки стали. Описаны конструкционные, инструментальные, нержавеющие и жаропрочные стали и сплавы на основе титана, меди, алюминия, магния и других металлов. [c.2]

Цель лабораторных работ показать влияние пластической деформации и рекристаллизации на структуру, главным образом на величину зерна, и на механические свойства (твердость). Для большей наглядности лучше выбрать для испытаний пластичные металлы (медь, латунь, низкоуглеродистая сталь). [c.250]

В сталях процессы деформации и рекристаллизации и соответствующие изменения структуры происходят совершенно аналогично чистым металлам с тем лишь отличием, какое вносит присутствие углерода (перлита) и других элементов-примесей. Это присутствие сказывается главным образом в уменьшении пластичности (способности деформироваться без разрушения) и соответствующем изменении данных в отношении температуры и других факторов при осуществлении процессов. [c.181]

Степень предшествующей холодной деформации и марка стали определяют температуру термообработки. Размер зерен, образующихся в процессе рекристаллизации стали, зависит от степени предшествующей деформации, температуры и продолжительности выдержки. [c.48]

Характерной особенностью микроструктуры аустенита в хромоникелевых сталях для штампов горячей штамповки является наличие двойников (ф. 437/3), которые в литом состоянии обычно не обнаруживаются (ф. 437/1). Двойники появляются после деформации и рекристаллизации, а иногда и при охлаждении отливки в результате возникновения термических напряжений. [c.44]

Рис. 7.10. Зависимость температуры рекристаллизации стали (1,15% С и 12% Мп) от степени пластической деформации

При нагреве до Гтах ниже неравновесной Ас фазовые и структурные превращения происходят в том случае, если сталь перед сваркой находилась в метастабильном состоянии для этого диапазона температур. Метастабильны исходные состояния стали после холодной пластической деформации, закалки и низкого отпуска, закалки и старения. В холоднодеформированной стали развиваются процессы возврата и рекристаллизации обработки. Последний процесс приводит к разупрочнению соответствующей зоны сварного соединения. В низкоуглеродистой стали при нагреве свыше 470 К возможно деформационное старение, приводящее к снижению пластичности стали. В закаленных и низко-отпущенных сталях происходят процессы высокого отпуска, в результате чего сталь в этой зоне разупрочняется. В мартенсит-но-стареющих сталях при T zk выше их температур старения протекает процесс перестаривания, заключающийся в коагуляции интерметаллидов и приводящий к разупрочнению соответствующей зоны соединения. [c.517]

В литературе опубликовано большое количество диаграмм рекристаллизации для наиболее широко используемых металлов и сплавов. Для некоторых важных сплавов и сталей, в основном конструкционного назначения, построено по несколько диаграмм для разных условий деформации и нагрева, разного исходного, структурного и фазового состояния и т. д. Связано это с тем, что указанные факторы существенно влияют на характер структуры после рекристаллизации и потому при построении диаграмм рекристаллизации все факторы (кроме степени деформации и температуры отжига), влияющие на величину зерна, должны во всех образцах, по которым строится диаграмма, сохраняться постоянными и сведения о них должны быть приложены к диаграмме. К этим сведениям относятся химический состав и фазовое состояние сплава, для высоко чистых металлов — степень чистоты и содержание примесей, исходная величина зерна и текстура, схема и скорость деформации скорость нагрева и охлаждения, продолжительность изотермической выдержки и т. д. [c.357]

Во многих практически применяемых сталях и сплавах горячая деформация и последующее охлаждение сопровождаются выделениями из твердого раствора, которые дополнительно усложняют протекание рекристаллизации и ее изучение. [c.362]

Анализ кривых распределения зерен по размерам в зависимости от степени деформации и условий подстуживания, приведенных на рис. 203, позволил заключить, что при подстуживании после деформации рекристаллизация успевает реализоваться в значительных объемах материала, а также, что с увеличением степени деформации этот процесс заметно интенсифицируется, причем в аустенитной стали сильнее, чем в ферритной. Так, после деформации 50—70% первичная рекристаллизация в аустенитной стали заканчивается уже при подстуживании в течение 15 с. В ферритной стали для этого требуется время, в несколько раз большее. Последнее [c.373]

Из соображений получения оптимальной структуры и свойств в наиболее общем случае целесообразны средние степени деформации, примерно в пределах 20—40%. Малые степени деформации не дадут оптимального эффекта упрочнения, большие деформации опасны тем, что могут вызвать сильное упрочнение (наклеп) и способствовать понижению термостабильности структуры и развитию динамической рекристаллизации. Эта опасность особенно велика при работе с углеродистыми и низколегированными сталями, в которых динамическая рекристаллизация протекает более интенсивно. [c.542]

Сложнейшие физико-химические явления, происходящие в стали при деформировании, позволяют классифицировать технологические процессы обработки давлением по характеру деформации на два основных вида, краткая характеристика которых представлена в табл. 1. Из деформаций, указанных в этой таблице, следует избегать неполной горячей деформации, резко ухудшающей качество изделий. При решении вопроса о возможном характере структуры стали после горячего деформирования необходимо учитывать соотношение скоростей протекания процессов рекристаллизации и деформации и предусмотреть возможное влияние теплового эффекта. [c.25]

Стали ферритного класса по сравнению с аустенитными при обычных комнатных 1ем-пературах имеют меньшую пластичность при холодной пластической деформации их механическая прочность увеличивается в меньшей степени (при этом значительно падает удлинение) они обладают большей способностью к рекристаллизации, причем процесс рекристаллизации протекает при относительно более низких температурах и сопровождается значительным падением ударной вязкости В области высоких температур феррит обладает более высокими пластическими свойствами и низкой сопротивляемостью деформации и т. п. [c.10]

Оптимальные температуры ковки вновь разрабатываемых и осваиваемых сталей и сплавов могут быть определены по результатам следующего комплекса испытаний (табл. 13) [10] 1) на осадку, 2) на удар изгибом, 3) на определение сопротивления деформации, 4) на рекристаллизацию обработки, 5) на склонность к перегреву (собирательная рекристаллизация). [c.289]

Идея использования прокатного и ковочного нагрева для проведения закалки стальных заготовок и изделий привлекала внимание многих инженеров и исследователей. Однако проводимые опыты давали неустойчивые результаты, так как они строились без достаточного научного анализа процессов, происходящих при пластической деформации и последующем охлаждении. Нередко опыты проводили на нелегированных углеродистых сортах стали с малой устойчивостью переохлажденного аустенита, на крупных изделиях. В силу малой устойчивости деформированного аустенита уже в процессе деформации и тем более после ее окончания интенсивно развивалась рекристаллизация стали, устранявшая дислокационную структуру, полученную при деформации. Сталь приобретала обычную структуру, близкую к стабильной, получающейся при отжиге. Этому благоприятствовала также относительно малая скорость охлаждения непосредственно по окончании деформации. [c.41]

Прокатка полос и прутков заканчивается в области температур порядка 900° С следовательно, при последних пропусках через валки они проходят в условиях малой скорости развития процессов рекристаллизации стали. Это способствует образованию устойчивой дислокационной структуры в аустените, равномерно распределенной в металле, благодаря осуществлению дробной деформации за несколько проходов через валки. [c.49]

При НТМО сталь нагревают до температур выше точки Лсз, охлаждают до температур более низких, чем температура рекристаллизации стали (450—550 °С), и подвергают детали пластической деформации при этой температуре (степень деформации 75—95 %). В закалочную среду детали помещают при температуре деформирования. [c.258]

Размер зерна после рекристаллизации. Размер рекристалл изо-ванного зерна оказывает большое влияние на свойства металла. Металлы и сплавы, имеющие мелкое зерно, обладают повышенной прочностью и вязкостью. Однако в некоторых случаях необходимо, чтобы металл имел крупное зерно. Так, трансформаторная сталь или техническое железо наиболее высокие магнитике свойства имеют при крупном зерне. Величина зерна после холодной пластической деформации и рекристаллизации может быть больше или меньше исходного зерна. Величина зерна зависит от температуры рекристал-лизационного отжига (рис. 38, а), его продолжительности (рис. 38, б), [c.57]

Величина зерна после рекристаллизация. Величина рекристал-лизованного зерна оказывает большое влияние на свойства металла. Металлы и сплавы, имеющие мелкое зерно, обладают повышенной прочностью и вязкостью. Однако в некоторых случаях необходимо, чтобы металл имел крупное зерно. Так, трансформаторная сталь или техническое железо наиболее высокие магнитные свойства имеют при крупном зерне. Величина зерна после холодной пластической деформации и рекристаллизации может быть больше или меньше величины исходного зерна. Величина зерна зависит от температуры рекристаллизационного отжига (рис. 60, а), его продолжительности (рис. 60, б), степени предварительной деформации (рис. 60, в), химического состава сплава, величины исходного зерна, наличия нерастворимых примесей и т. д. При данной степени деформации с повышением температуры и при увеличении продолжительности отжига величина зерна возрастает. Величина рекристаллизованного зерна тем меньше, чем больше степень деформации (см. рис. 60, в). При температурах и (выше /ц. р) образование рекристаллизованного зерна происходит не сразу (см. рис. 60, б), а через некоторый отрезок времени (Оп, Оп ) — инкубационный период. [c.84]

Изучение кристаллического состояния является всего лишь первым шагом в исследовании поведения твердых тел. Обычно встречающиеся металлы и сплавы не являются совершенными кристаллами даже монокристаллы могут обладать пороками, сильно влияющими на их свойства, а спектроскопические чистые металлы представляют собой очень сложные структуры. Вследствие чрезмерной близости многих соседей атом или молекула металла в конденсированном состоянии подвергаются действию силового поля нескольких электронных оболочек, в результате чего ок не находится в термодинамическом равновесии со средой. При совершенно определенных условиях температуры и давления чистые металлы могут обладать различными свойствами, существенно зависящими от их предварительной обработки. Это особенно относится к механическим свойствам, в высшей степени зависящим от структуры. Так, например, в зависимости от структуры, полученной при обработке, определенные сорта марганцовистой стали могут быть вязкими, дуктильными и немагнитными или же твердыми, хрупкими и магнитными. Такие термины, как закалка старением, дисперсионная закалка. Механическое упрочнение, упругая деформация и рекристаллизация, легко напоминают многие явления, с которыми металлист встречается при различной обработке металлов. [c.164]

Применение промежуточных выдержек при температурах деформации и рекристаллизации переохлажденного аустенита в процессе ТМО дает возможнос1ь получить высокие прочностные свойства при небольших обжатиях и значительно облегчает пластическую деформацию стали при пониженных температурах. [c.120]

Рассмотрены кристаллическое строение металлов, процессы кристаллизации, пластической деформации и рекристаллизации, фазы, образующиеся в сплавах, диаграммы состояния двойных и тройных систем и технология термической обработки стали на металлургических и машиностроительных заводах. Приведены необходимые сведения о конструкционных, инструментальных, корро-вионностойких и жаропрочных сталях, а такнге сплавах на основе титана, меди, алюминия и магния. Представлены новые металлические материалы — композиционные, сплавы с эффектом памяти формьр>, металлические стекла, стали повышенной и высокой обрабатываемости, а также порошковые материалы. [c.4]

ВТ.МО не является типичным примером ТМО хотя бы потому, что наклеп аустенита не со.храняется в чистом виде до мартенситного превращения. Как явствует из определения ВТМО, последнее осуществляется выше температуры рекристаллизации и если немедленно после деформации не охладить сталь ниже ip, что практически трудно осуществить, то будут происходить рекристаллизационные процессы. [c.283]

Практически, и это оказывается не совсем 11ло о, так как имеется пауза — интервал времени от конца деформации до начала закалочного охлаждения, во время которой происходит рекристаллизация аустенита. Оптимальные результаты достигаются тогда, когда пауза достаточна, чтобы полностью протекала первая стадия ])екристаллизации, т. е. наклеп был бы снят и образовались мелкие рекристаллизован-ные зерна аустенита. Выдержка (пауза) сверх той, которая необходима для завершения пер-внчнон рекристаллизации приводит к росту зерна и ухудшению свойств. Очевидно, продолжительность паузы зависит от состава стали, температуры, степени деформации и других факторов. Поскольку при таком варианте ВТМО упрочняющего металл наклепа не создается, то и обычного упрочнения (повышения [c.283]

Между тем в металле после горячей обработки давлением (как и в холоднодеформированном металле) проявляетея анизотропия свойств. Причиной этого является текстура рекристаллизации, а также, например в стали, примеси ликвации и неметаллические включения, вытягивающиеся в направлении деформации и располагающиеся рядами между зернами феррита. Такую структуру называют строчечной. [c.88]

В качестве примера приведем результаты исследования рекристаллизации в горячедеформированных аусте-нитной (18% r+8%Ni) и ферритной (типа трансформаторной) сталях, не испытывающих фазовой перекристаллизации. Образцы предварительно отожженной стали обрабатывали по следующему режиму нагрев до 1200°С (выдержка в течение 10 мин), подстуживание на воздухе до 1100° С, деформация при этой температуре осадкой с одного удара (средняя скорость деформации 10 с ) на заданную степень, подстуживание до разных температур с последующим охлаждением в воде. Степени деформации и условия подстуживания указаны на рис. 203. Распределение зерен по размерам (по баллам) характеризовали частотными кривыми. [c.373]

На рис. 203 приведены диаграммы рекристаллизации для ауст нитной и ферритной сталей после деформации и последующего о лаждения без подстуживания и с подстуживаннем разной продо, жительности начиная с весьма малых времен. Их анализ подтвер> дает сказанное и позволяет прогнозировать возможный характс неоднородности структуры в зависимости от фактических услов деформации и охлаждения. [c.400]

Было обнаружено, что при высоких температурах (выше 7 рек) максимальной пластичностью обладают однофазные сплавы со структурой а-феррита. Установлено, что выше 1000° С деформация а-фазы с низким значением Ое,а в стали (1Х21Н5Т) значительно больше, чем деформация -фазы с высоким значением а s.y, а при 1200° С разница достигает шестикратной величины. Большое различие в сопротивлении деформации фаз вызывает локальные деформации и концентрацию напряжений. Напряжения достигают критической величины и приводят при горячей деформации к образованию микротрещин. Заниженное сопротивление деформации и высокая пластичность при высоких температурах объясняются большей энергией дефектов упаковки и скоростью диффузионных процессов в -твердом растворе и, следовательно, более интенсивным протеканием процессов динамической полигонизации и рекристаллизации, диффузионного переползания дислокаций как основного механизма пластической деформации при повышенных температурах. [c.498]

При ТМО сталей наблюдается весьма сложное взаимодействие процессов пластической деформации и фазового превращения. Известно, что при пластической деформации в области стабильного аустенита (выше точки Асз) зерна аустенита дробятся на более мелкие и процесс блокообразования протекает более интенсивно. Последующая закалка, при которой температура стали быстро снижается ниже температуры рекристаллизации (чем предотвращается развитие собирательной рекристаллизации), позволяет сохранить блочную структуру деформированного аустенита до начала мартенситного превращения, которое протекает в пределах блочной структуры аустенита. Чем мельче будут получаемые при высокотемпературной деформации блоки в аустените, тем более дисперсной окажется структура мартенсита. Это и понятно, так как в тонкой структуре аустенита с нарушенным строением кристаллической решетки в областях границ блоков имеется большое число центров, энергетически выгодных для образования зародышей кристаллов мартенсита, а это предопределяет развитие тонких мартенситных пластинок. Превращение аустенита в мартенсит сопровождается дальнейшим измельчением областей когерентного рассеивания внутри кристаллов мартенсита до 10 — 10- см [19]. [c.15]

В отличие от НТМО, ВТМО не требует прессового оборудования большой мощности. Однако существенным недостатком ВТМО являются определенные технологические трудности, связанные с необходимостью во многих случаях подавлять процесс рекристаллизации [161]. Так, проведение ВТМО конструкционных легированных сталей в условиях прокатки при температуре 800—1100° возможно только на сечениях толщиной около 10 ММ] дальнейшее увеличение толшины заготовок приводит к развитию процесса рекристаллизации и к снятию эффекта упрочнения. В то же время одним из перспективных направлений в использовании ВТМО является аналогичная по технологии обработка поверхностных слоев изделий [131, 132] поверхность детали или отдельные ее участки (в особенности в местах концентрации напряжений) могут быть упрочнены в результате локального екоростного индукционного нагрева токами высокой частоты, совмещаемого с последующей местной пластической деформацией и закалкой [161]. [c.79]

Перспективным методом повышения конструктивной прочности углеродистых и легированных сталей является способ ВТМЙЗО [1], включающий горячую деформацию аустенита при высоких температурах и последующий распад в области бейнит-ного превращения. Эффект упрочнения при этом способе обработки определяется развитием трех процессов — деформационным упрочнением аустенита, динамической (протекающей в ходе деформации) и статической рекристаллизацией, которая может протекать в области температур выше А, при возможных технологических остановках, при охлаждении до температуры изотермического распада, в процессе изотермической выдержки уже переохлажденного аустенита. [c.50]

Металлографические исследования показали, что незначительная пластическая деформация (е = 0,12) при ВТМО мало влияет на средний размер и форму зерен аустенита. При увеличении степени деформации до е =1,0 и более число зерен аусте-нита на единицу площади шлифа резко возрастает вследствие появления большого количества мелких рекристаллизованных зерен. Процесс рекристаллизации интенсифицируется с увеличением температуры деформации, Кроме того, при больших степенях деформации, в закаленной стали появляются продукты немартенситного превращения в результате увеличения критической скорости закалки, т.е. интенсификации процесса изотермического превращения аустенита после пластической деформации. Таким образом, при малых степенях деформации при ВТМО мартенсит образуется только из деформированного аустенита, что вызывает повышение прочности. Снижение прочности с увеличением степени пластической деформации стали 45 при ВТМО выше оптимального диапазона, вероятно, можно объяснить различием механических свойств мартенсита, образовавшегося из деформированного аустенита, и мартенсита, полученного из рекристаллизованных зерен аустенита, а также появлением в закаленной стали продуктов немартенситного превращения. [c.57]

ПЛОТНОСТЬ дислокаций и других дефектов и их распределение в объеме. Так, предварительная деформация образцов меди заметно влияет на скорость радиационного повреждения и концентрацию точечных дефектов [381, а следовательно, и на величину предела текучести. Изменение предела текучести стали типа 304 после облучения нейтронами до дозы 6 10 н/см в отожженном состоянии достигает 400%, а после холодной деформации — лишь 70% [9]. В качестве примера на рис. 20 приведены типичные зависимости предела текучести облученных сталей 1Х18Н10Т и ОХ16Н15МЗБ от степени предварительной прокатки [40]. Видно, что величина изменений предела текучести существенно зависит от степени деформации, интегрального потока облучения и химического состава сталей. Упрочнение после облучения наблюдается для закаленного и деформированного состояний. При этом максимальный эффект радиационного упрочнения отмечается после деформации примерно до 20%. Сильно деформированная сталь после облучения имеет меньшие прочностные характеристики по сравнению с соответствующими свойствами стали до облучения. Увеличение интегрального потока облучения повышает прочностные свойства сталей. При этом изменение свойств в процессе облучения деформированных сталей при 450—500° С до 2,6 10- н/см в большей степени связано с термическим воздействием, чем с радиационным. Изменение свойств сталей после облучения потоком 1 10 н/см (1060) обусловлено для слабодеформиро-ванных сталей радиационным воздействием, для деформированных до 30% и выше — термическим воздействием под облучением (процессами возврата и рекристаллизации). [c.77]

Все три образца стали после обычной термической обработки в виде закалки и отпуска на 550° С показали низкие значения ударной вязкости, неудовлетворительные для практических целей. После ВТМО значения ударной вязкости повысились до допустимых для стали данных составов. Благоприятное влияние оказало подстуживание перегретых образцов и проведение деформации при температурах 900— 950° С, нормальных для ВТМО этих сталей. Характерны в этом отношении данные, полученные для стали 37ХНЗА. Деформация при завышенной температуре (1150°С), благоприятной для развития процессов диффузии дислокаций и рекристаллизации, хотя и заметно повышает ударную вязкость по сравнению с обычной закалкой, однако не обеспечивает оптимальных свойств. [c.47]

Систематическое изучение влияния температуры пластической деформации при ВТМО привело к заключению, что получаемая прочность стали не имеет линейной зависимости от температуры деформации (рис. 21) [35]. В районе температуры рекристаллизации Трекр на кривых прочности наблюдается резкий перегиб, обусловленный изменением механизма пластической деформации в результате резкого снижения диффузионной подвижности металла [23], в свою очередь, определяемого изменением межатомной связи. Резкое снижение диффузионной подвижности в районе Трекр меняет механизм пластической деформации и характер образуемой дислокационной структуры. Повышение плотности дислокаций, образование более дисперсной субструктуры и тонкой структуры под влиянием сдвиговых процессов имеет следствием образование более дисперсной структуры закалки, чем это получается при ТМО с деформацией выше Трекр- Заслуживает внимания тот факт, что выше и ниже Трекр повышение и снижение прочностных свойств имеют 60 [c.60]

Горячую деформацию (прокатку, штамповку, ковку) сталей Х25Т и Х28 следует проводить при относительно низких температурах (1000-700 °С), что исключает собирательную рекристаллизацию. Для осуществления холодной гибки и вальцовки толстого листа может не хватить запасов пластичности и вязкости стали, поэтому с целью предотвращения трещинообразования рекомендуется применять местный или общий подогрев металла до температур > 100 °С, при которых стали переходят в вязкое состояние. [c.21]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...