Оглавление:
Возврат, первичная и собирательная рекристаллизация. Рекристаллизационный отжиг
- Возвращение, первичная и коллективная рекристаллизация. Рекристаллизационный отжиг Около 10-15%всей энергии, затрачиваемой на пластическую деформацию, поглощается металлом, а потенциальная энергия смещенного атома, деформированного в нем металла в виде повышенных напряжений, находится в неравновесном, неустойчивом состоянии. Переход в более сбалансированное состояние связан с уменьшением деформации в кристаллической решетке, релаксацией напряжений, что определяется возможностью движения атомов. При низких температурах подвижность атома мала, и в состоянии затвердевания его можно поддерживать бесконечно долго.
С повышением температуры увеличивается диффузия атомов, в металле начинают развиваться процессы, приводящие к более сбалансированному состоянию. Это феномен возвращения. Первый этап возврата-отдых, наблюдаемый при слабом нагреве. Во время паузы происходит уменьшение количества вакансий, уменьшение плотности дислокаций, частичная релаксация напряжений. Второй этап возврата-полигонизация, деление на части частиц-полигонов (подзерен).
Полигонизация происходит в результате скольжения и ползучести дислокаций, при которых дислокация одного знака, разделяющая частицы на многоугольники, образует»стенку». Людмила Фирмаль
В полигональном состоянии кристалл имеет меньше энергии, чем деформированный, образование многоугольника является энергетически выгодным процессом. Начальная температура полигонизации не является постоянной. Скорость полигонизации зависит от природы металла, степени его предшествующей деформации, содержания примесей. Если существенных изменений в микроструктуре не наблюдается, металл сохраняет волокнистую структуру. В этом случае твердость и прочность несколько снижаются, а пластичность повышается.
Перекристаллизация. При нагревании до достаточно высокой температуры подвижность атомов увеличивается, и происходит процесс перекристаллизации. Рекристаллизация — это процесс образования и роста новых зерен путем нагрева заклепанного металла до определенной температуры. Этот процесс проходит в два этапа. Существуют агрегаты с первичной рекристаллизацией (обработкой).Первичная рекристаллизация (обработка)-это образование зародышей и рост новых равновесных частиц с бесстрессовой кристаллической решеткой. Новые частицы чаще всего возникают на границах блоков и частиц, где металлическая решетка наиболее сильно искажена пластической деформацией.
- Количество новых частиц будет постепенно увеличиваться, и в конечном итоге в структуре не останется старых деформированных частиц. Деформированный металл в неустойчивом состоянии стремится перейти в стабильное состояние с минимальным запасом свободной энергии. Это состояние соответствует процессу образования новых зерен с кристаллической решеткой без искажений. В том месте, где решетка наиболее искажена, следовательно, в самом неустойчивом месте атомы движутся при нагревании, и решетка восстанавливается, и появляется ядро новой равновесной частицы, а ядром новой частицы может быть объем (блок) с наиболее искаженной решеткой, через который проходят атомы из соседних объемов с искаженной решеткой.
Второй этап коллективной рекристаллизации и процесса перекристаллизации-это рост новых формируемых культур. Движущей силой коллективной рекристаллизации является поверхностная энергия частиц. Рост частиц обусловлен тем, что при наличии большого количества мелких частиц их общая поверхность очень велика, поэтому при расширении частиц за счет того, что металл имеет большой запас поверхностной энергии, общая длина их границ становится меньше, что соответствует переходу металла в более сбалансированное состояние. С началом рекристаллизации происходит существенное изменение свойств металла, которое противоположно изменению свойств упрочнения.
Прочность металла снижается. Людмила Фирмаль
Повышение пластичности, вязкости, теплопроводности и других свойств, которые снижаются при упрочнении свойств металла, в значительной степени зависит от размера зерен, полученных при рекристаллизации, причем размер зерен увеличивается со временем старения. Самые крупные частицы образуются после небольшой предварительной деформации. Эта степень деформации называется критической. Рекристаллизационный отжиг. Отжиг этого типа осуществляется для исключения холодной деформации упрочнения металлов. Металл заклепки очень твердый и хрупкий, его кристаллическая решетка находится в неравновесном состоянии и обладает большим запасом избыточной свободной энергии.
В сильно заклепанных металлах вследствие слияния дислокаций в местах их накопления наблюдаются опасные дефекты-ядра трещин. В некоторых случаях необходимо устранить накрепь. Необходимо стимулировать процессы нагрева и диффузии. Однако предпочтительно, чтобы период его реализации, имеющий значительно более низкую температуру за счет рекристаллизационного отжига и практически идентичных результатов, был значительно короче.
Смотрите также:
Методические указания по материаловедению
