Поведение деформированного металла при нагреве
В термодинамическом отношении холоднодеформированные (ХД) металлы и сплавы являются системой неустойчивой.
При воздействии температуры (в течение определенного времени) в холоднодеформированном металле будут возникать процессы, ведущие к понижению свободной энергии, изменению структуры, а следовательно, и свойств. Процессы, происходящие в холоднодеформированном металле при нагреве, направленные на уменьшение запаса свободной энергии системы, подразделяют на явления отдыха (возврат 1-ого рода), полигонизации (возврат 2-ого рода) и рекристаллизации.
1) отдых (возврат 1-ого рода).При нагреве ХД металла на температуру Тн = 0,2Тпл. чистого металла в нем возникают процессы, называемые отдыхом (возврат 1-ого рода), в результате которых снимаются упругие напряжения путем перемещения атомов внутри кристаллической решетки одного зерна, практически не изменяется микроструктура, наблюдаемая в оптический микроскоп, сохраняется неизменным уровень механических свойств холоднодеформированного металла. Уменьшается электросопротивление, которое чувствительно к уменьшению количества точечных дефектов металлов - вакансий.
2) Полигонизация (возврат 2-ого рода)При нагреве ХД металла на температуру Тн = 0,3Тпл. чистого металла в нем возникают процессы, называемые полигонизацией (возврат 2-го рода) (рис. 3).
| 
| ||
| а) | б) | ||
| Рис. 9. Схема, иллюстрирующая распределение дислокаций в кристалле после полигонизации
а) хаотичное распределение дислокаций в изогнутом кристалле (изгиб при низкой температуре) б) стенки из дислокаций после полигонизации (нагрева); | |||
При полигонизации происходит перемещение дислокаций. Дислокации разного знака, встречаясь, аннигилируют (взаимоуничтожаются). оставшиеся избыточные дислокации одного знака выстраиваются в дислокационные стенки (субграницы), что приводит к образованию в зернах поликристалла субзерен (полигонов). При этом кристалл разбивается на субзёрна (полигоны) свободных от дислокаций и отделенных друг от друга малоугловыми (дислокационными) границами. Полигонизация приводит к некоторому (~30%) восстановлению свойств деформированного металла: прочностные характеристики - падают, пластичность и вязкость - растут.
Температура начала полигонизации тем ниже, чем чище металл, примеси блокируют перемещение дислокаций.
3) Рекристаллизация. При нагреве холоднодеформированного металла на Т=0,4Тпл. и вышев нем возникают процессы рекристаллизации. Процессы рекристаллизации разделяют на первичную (ПР), собирательную (СР) и вторичную рекристаллизацию (ВР)
|
|
|
| 
| 
| 
|
| а) Пластическая деформация | б) Первичная рекристаллизация | в) Собирательная рекристаллизация | г) Вторичная рекристаллизация |
|
Рис. 10. Микроструктура металла после пластической деформации и нагрева | |||
Первичная рекристаллизация – это процесс образования и роста новых, недеформированных зерен, отделенных от волокнистой матрицы (рис. 10а) высокоугловыми границами.
Новые рекристаллизованные зерна в первую очередь возникают в волокнистой структуре холоднодеформированного металла в местах с максимальной плотностью дислокаций - на межзеренных и на межфазных границах. В результате протекания процесса первичной рекристаллизации волокнистая структура деформированного металла заменяется на мелкозернистую равноосную рекристаллизованную структуру (рис. 10б).
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 653; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!