8 Высокотемпературная деформация кристаллов 8 1 Высокотемпературная ВТД

8. Высокотемпературная деформация кристаллов 8. 1. Высокотемпературная (ВТД) и низкотемпературная деформации (НТД). 8. 2. Возврат. 8. 3. Полигонизация. 8. 4. Рекристаллизация. 8. 5. Динамическая рекристаллизация. 1

2

8. 1. Высокотемпературная (ВТД) и низкотемпературная деформации (НТД) 3

Неравновесное состояние материала при деформации 4

8. 2. Возврат 5

8. 3. Полигонизация. 6

8. 4. Рекристаллизация. 7

8

Схема изменение структуры и свойств деформационно-упрочненного металла при нагреве 9

10

Собирательная рекристаллизация 11

12

Вторичная рекристаллизация 13

14

15

16

17

8. 5. Динамическая рекристаллизация. • Динамическая рекристаллизация в металле при горячей деформации возникает при достижении критической плотности дислокаций, которой соответствует так называемая критическая степень деформации ед. • Для различных материалов эта величина составляет ед=0, 85 - 0, 9 етах, где ета*— деформация, соответствующая максимуму на кривых 0—е. Следовательно, динамическая рекристаллизация начинается еще до достижения максимума значений сопротивления деформации на кривых текучести. • Динамическая рекристаллизация обычно наблюдается при высоких скоростях (101— 102 с-1), тогда как динамический возврат и полигонизация — при более низких значениях е. • Начало динамической рекристаллизации определяется совместным действием нескольких факторов, прежде всего степенью деформации и температурой, которые соответственно задают критическую плотность дислокаций и диффузионную активность материала. • Поэтому, например, при активном нагружении (в отличие от ползучести) динамическая рекристаллизация наблюдается даже при температурах 0, 3 — 0, 35 Тпл. 18

• При динамической рекристаллизации более отчетливо, чем при рекристаллизации после холодной деформации, проявляется роль ориентированного зародышеобразования в формировании текстуры рекристаллизации. Как правило, текстура, возникающая в результате динамической рекристаллизации или рекристаллизации при нагреве, после горячей деформации повторяет текстуру деформации. • При динамической рекристаллизации образуется структура, отличающаяся от структуры статической рекристаллизации; дислокационная структура металла неоднородна - на различных участках рекристаллизация проходит в большей степени, на других в меньшей. • Структура, образовавшаяся механизмом динамической рекристаллизации, менее благоприятна из-за своей значительной неоднородности и большей термической нестабильности. Но средний уровень механических свойств при этом достаточно велик и потому во многих случаях ( строительные стали и др. ) структура динамической рекристаллизации вполне допустима. 19

20

• При постоянных температуре и скорости деформации динамическая рекристаллизация начинается по достижении критической величины напряжения течения. Начало динамической рекристаллизации определяется не критической величиной движущей силы, а развитием критической дислокационной структуры. • Существует два механизмы динамической рекристаллизации: выгибание существующих высокоугловых границ и оформление зародышей рекристаллизации из ячейки путем стока дефектов на границу и перестройки границы в большеугловую. • Характерным структурным признаком динамической рекристаллизации является: неоднородность субструктуры по объему, зубчатость границ, появление новых мелких зерен около границ исходных кристаллов, равноосность зерен (в отличие от вытянутых зерен на стадии динамического возврата). • Когда горячая деформация прекращается, в ходе динамической рекристаллизации в материале уже оказывается определенное число оформившихся зародышей динамической рекристаллизации и, играющих ту же роль, границ исходных зерен, которые уже начали мигрировать в сторону зерен с повышенной плотностью дислокаций. При последующей изотермической выдержке эти зародыши могут продолжать расти, а границы могут мигрировать без инкубационного периода, необходимого в случае статической рекристаллизации. 21

22

• Размер зерен при динамической рекристаллизации зависит также от наличия избыточных фаз. В этом случае существенно, как высока температура деформации и насколько она превышает температуру границы растворимости. В присутствии избыточных фаз количество потенциально возможных мест зарождения центров динамической рекристаллизации увеличивается, а рост рекристаллизованных зерен сдерживается этими выделениями, которые играют роль барьеров. Эта ситуация аналогична влиянию включений на размер рекристаллизованных зерен после холодной деформации и нагрева. 23

Итак! • Деформированное состояние материалов является неравновесным. • При нагреве деформированных материалов происходят процессы перестройки структуры в более равновесное состояние • Процессы перестройки структуры имеют термоактивированный или механоактивированный характер 24