Рекристаллизация

Рекристаллизация

• Первичная перекристаллизация. При повышении температуры подвижность атомов возрастает, а при достижении определенной температуры образуются новые изотропные зерна. Как видно из рисунка 75, деформированное зерно хранится при температуре георадара(рис. 75, п. 1).при температуре rp деформированного металла формируются и растут новые ядра зерен (рис. 75, п. 2), где решетка без искажений и плотность дефектов значительно выше lower. It отделяется от остальной матрицы большими границами Азимута (высокими угловыми границами).

Новые зерновые зародыши могут возникать в областях с высокой плотностью дислокаций, где сосредоточено максимальное искажение решетки, то есть на границе деформированных зерен (блоков) или на срезе сдвига внутри зерна. Затем, в результате перехода атома из деформированного участка в атом, ядро растет. — При нагреве клепаного металла старое зерно не восстанавливается, а выводится совершенно новое, размеры которого могут существенно отличаться от оригинала. Формирование нового равноосного зерна (фиг.75, позиция 3) на месте ориентированной волокнистой структуры деформированного металла (фиг. d, позиция D)

называется обработкой рекристаллизацией, или первичной рекристаллизацией. Людмила Фирмаль

Процесс первичной рекристаллизации является термодинамически выгодным, поскольку он включает в себя уменьшение свободного объема energy. As в результате перекристаллизации отверждение практически полностью удаляется, а свойства приближаются к исходным values. As как видно из рисунка 75, рекристаллизация приводит к резкому снижению прочности на растяжение, особенно предела текучести, и увеличению пластичности (5, f).Размягчение объясняется удалением искажений решетки и резким снижением плотности дислокаций. Плотность дислокаций после перекристаллизации уменьшается от 1010-1012 см-2 до 10В-108 см-1.

Самая низкая температура георадара (см. рис.75), при которой начинается процесс перекристаллизации и происходит размягчение металла, называется температурным порогом для перекристаллизации. 1 после того, как выращенные рекристаллизованные ядра вступают в контакт друг с другом, начинается рекристаллизация популяции. * Эта температура не является постоянной физической величиной, например, температурой плавления.

• Для некоторых металлов (сплавов) это зависит от времени нагрева, степени предварительной деформации, размера частиц перед деформацией и др. Температурный порог рекристаллизации низок, и чем выше степень деформации, тем больше время нагрева или меньше размер частиц перед деформацией. Температура начала рекристаллизации tn. Р металла, подвергнутого значительной деформации, около 0,4 ТМ в случае технически чистого металла (закон А. А. Бочвара), в случае чистого металла уменьшается до (0,1-0,2) ТМ, а в случае твердого раствора сплава увеличивается(0,5-0,6) ТПЛ. Для того чтобы полностью снять закаливание, металл нагревают до более высокой температуры, чтобы обеспечить высокую скорость рекристаллизации и целостность его течения.

Такая термическая обработка называется рекристаллизационным отжигом. Перекристаллизация населения. После завершения первичной рекристаллизации в ходе последующего процесса нагрева некоторые перекристаллизованные зерна растут за счет других зерен (рис.75, п. 4).Это происходит за счет движения высоких угловых границ таким образом, что частицы с вогнутыми границами»съедают»частицы с выпуклыми границами. Новый процесс роста зерна рекристаллизации называется популяционной рекристаллизацией. Основной причиной рекристаллизации популяции является стремление системы уменьшить граничную (поверхностную) энергию зерна за счет уменьшения длины границы, связанной с ростом зерна.

При коллективной перекристаллизации предел текучести может снижаться в зависимости от соотношения холестерина и Петча. Людмила Фирмаль

При повышенных температурах (t ’и выше) пластичность также снижается(см. Рисунок 75).Это объясняется сильным ростом зерна (перегрев при перекристаллизации). 117 вторичная перекристаллизация. Некоторые новые злаки имеют благоприятные условия для выращивания. Процесс роста называют вторичной перекристаллизацией, так как быстрорастущие зерна можно условно считать эмбриональными центрами. При вторичной перекристаллизации образуется много мелких зерен и небольшое количество очень крупных зерен. Вторичная рекристаллизация, вероятно, вызвана ориентацией кристаллов отдельных зерен. Это выгодно для роста и имеет меньшую плотность дефектов (кроме сыпучих зерен), чем у других зерен, а более высокая подвижность границы в результате неравномерного выделения примесей ’варигация снижает пластичность.

Размер частиц после перекристаллизации. Размер перекристаллизованных зерен оказывает существенное влияние на свойства metals. As показанные выше металлы и сплавы с мелкими зернами обладают повышенной прочностью и особенно пластичностью. Однако в некоторых случаях необходимо, чтобы металл был грубым particles. So например, трансформаторная сталь или технологически Железо обладает лучшими магнитными свойствами с крупными частицами. Размер зерна после холодной пластической деформации и перекристаллизации может быть больше или меньше исходного size. It зависит от температуры рекристаллизационного отжига (фиг.76, I), продолжительности (фиг. 76.6), степени предварительной деформации (фиг. 76, c), химического состава сплава, размера исходных зерен, наличия нерастворимых примесей и др. e.

As повышается температура и увеличивается период отжига, увеличивается размер зерна при заданной степени деформации. Размер перекристаллизованных зерен невелик. Степень деформации возрастает(рис. 76, В). при низких температурах (выше ДП) tj, t2 (рис. 76.6) образование перекристаллизованных зерен происходит не сразу, а через определенный промежуток времени (так называемый инкубационный период). Если степень деформации очень низкая (рис. 76, f), то нагрев не приведет к перекристаллизации. При деформации 3-15% размер зерна после отжига быстро увеличивается и может многократно превышать размер исходного зерна.

Такая степень деформации называется критической. При нагревании после значительной степени деформации процесс перекристаллизации с образованием новых частиц и механизма их роста также не происходит. Нагрев после значительной степени деформации вызывает лишь резкое увеличение Рисунок 76.Влияние температуры, продолжительности и степени деформации на размер перекристаллизованных зерен(t1 <t < T < T3; On и on ’- длительность инкубационного периода; f и/ ’ — критическая деформация). Степень деформации с） 118 рисунок 77.Диаграмма рекристаллизации ： а-для меди; Б-для железа Из исходных нерекристаллизованных частиц путем поглощения соседних частиц.

Этот механизм перекристаллизации, аналогичный вторичной перекристаллизации, объясняется неоднородностью деформации различных частиц с малой степенью deformation. In это соединение, нагревая, дает возможность расти менее деформированным частицам, то есть более деформированным частицам с большой свободной энергией дает возможность иметь меньшее значение свободной энергии. Если степень деформации выше критической, то процесс первичной перекристаллизации будет продолжаться. 。 Таким образом, критичностью называют такую минимальную степень деформации, за пределами которой возможно протекание первичной рекристаллизации при нагреве.

Это объясняется тем, что с развитием деформации увеличивается плотность дислокаций, увеличивается количество участков, а значит, и возможность образования центров перекристаллизации increases. In предварительная деформация, скорость нуклеации перекристаллизации превышает скорость нуклеации, которая предопределяет образование мелких частиц. Температурная зависимость размера зерна и степени деформации часто представлена в виде диаграмм перекристаллизации (рис. 77).Эти диаграммы позволяют в качестве первого приближения выбрать режим рекристаллизационного отжига. Однако следует отметить, что результат отжига зависит и от других факторов.

В диаграмме перекристаллизации NS учитываются влияние примесей, скорости нагрева и размера зерна перед деформацией. Чем быстрее нагрев, тем тоньше grain. As размер исходных зерен уменьшается, критическая степень деформации увеличивается и перекристаллизованные зерна (при заданной степени деформации) становятся меньше. Текстура рекристаллизации. После предыдущей деформации высоты возникает текстура. Это часто является причиной того, что при последующем нагревании происходит перекристаллизация текстур formed. In в этом случае преобладает кристаллическая ориентация новых перекристаллизованных зерен. Характер рекристаллизованной структуры определяется условиями отжига, типом предшествующей обработки давлением (прокатка, волочение и др.), а также количество и характер примесей.

При низкой температуре, С. город, из которого выпекается металл. Окей.- решетчатая (К12) рекристаллизационная текстура такая же, как и деформированная текстура. Высокий. При температуре отжига рекристаллизованная структура часто отличается от деформированной структуры или вообще не существует. Текстуру перекристаллизации можно наблюдать в меди, алюминии, железе и других металлах. При образовании рекристаллизованной структуры отожженный поликристаллический металл характеризуется характерной анизотропией. В некоторых случаях анизотропия нежелательна.

Например, при глубокой штамповке лист должен равномерно деформироваться во всех направлениях, чтобы избежать различных дефектов(складок, волнистых кромок и др.).Однако в некоторых случаях желательно приобрести текстуру. В трансформаторной стали анизотропия проницаемости используется таким образом, что максимум вдоль [100]параллелен направлению магнитного потока.

Смотрите также:

Решения задач по материаловедению

Холодная и горячая деформации	Пути повышения прочности металлов
Компоненты и фазы в системе железо — углерод	Возврат