©Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Институт металлургии, машиностроения и транспорта Кафедра «Машины и технология обработки металлов давлением» Понятие возврата и рекристаллизации Выполнил: Лисицын Владислав Аркадьевич группа 53324/1 Руководитель: д. т. н. , профессор Мамутов Вячеслав Сабайдинович
Возврат и рекристаллизация При нагреве деформированных металлов можно выделить три процесса: возврат, полигонизация и рекристаллизация. 1. Возврат - это низкотемпературная стадия перераспределения точечных дефектов. Основными механизмами, идущими при возврате, являются аннигиляция точечных дефектов и образование их скоплений (кластеров) с образованием дефектов упаковки. (ТВ = (0, 1 – 0, 2) Тпл , Q ~ 0, 5 э. В). 2. Полигонизация – это процесс движения и перераспределения дислокаций, сопровождающийся их аннигиляцией и образованием дислокациями малоугловых границ. (ТП = (0, 2 – 0, 25) Тпл , Q ~ 1, 2 э. В). 3. Рекристаллизация – это процесс зарождения и рост новых свободных от деформации зерен, постепенно охватывающий весь объем. (ТР >0, 4 Тпл , Q ~ 0, 02 Дж/моль).
Полигонизацией называют стадию возврата, при которой в пределах каждого кристалла образуются новые малоугловые границы. Границы возникают путем скольжения и переползания дислокаций; в результате кристалл разделяется на субзерна - полигоны, свободные от дислокаций. Полигонизация наблюдается только после небольших степеней деформаций. Полигонизация холоднодеформированного металла приводит к уменьшению твердости и характеристик прочности. Блочная структура, возникшая благодаря полигонизации, весьма устойчива и сохраняется почти до температуры плавления. После формирования блочной структуры рекристаллизация не наступает, полигонизация и рекристаллизация оказываются конкурентами.
Пластически деформированные металлы могут рекристаллизоваться лишь после деформации, степень которой превышает определенное критическое значение, которое называется критической степенью деформации. Если степень деформации меньше критической, то зарождения новых зерен при нагреве не происходит. Критическая степень деформации невелика (2… 8%). Зависимость размера зерна D рекристаллизованного металла от деформации Наименьшая температура нагрева, обеспечивающая возможность зарождения новых зерен, называется температурой рекристаллизации. Температура рекристаллизации составляет некоторую долю от температуры плавления металла: Трекр = Тпл Значение коэффициента зависит от чистоты металла и степени пластической деформации. Для металлов технической чистоты = 0, 3… 0, 4 и понижается с увеличением степени деформации. Уменьшение количества примесей может понизить до 0, 1… 0, 2. Для твердых растворов = 0, 5… 0, 6, а при растворении тугоплавких металлов может достигать 0, 7… 0, 8. Для алюминия, меди и железа технической чистоты температурный порог рекристаллизации равен соответственно 100, 270 и 450°С.
Зарождение новых зерен при рекристаллизации происходит в участках с наибольшей плотностью дислокаций, обычно на границах деформированных зерен. Чем выше степень пластической деформации, тем больше возникает центров рекристаллизации. Между центром рекристаллизации и деформированной основой появляется высокоугловая граница. С течением времени образовавшиеся центры новых зерен растут; при этом границы новых зерен перемещаются в глубь наклепанного металла. Такая стадия рекристаллизации называется первичной рекристаллизацией. Первичная рекристаллизация заканчивается при полном замещении новыми зернами всего объема деформированного металла. По завершении первичной рекристаллизации происходит рост образовавшихся зерен при увеличении выдержки или температуры; эта стадия рекристаллизации называется собирательной рекристаллизацией. Укрупнение зерен приводит к уменьшению свободной энергии металла из-за уменьшения поверхностной энергии (чем крупнее кристаллы, тем меньше суммарная поверхность границ).
Скачать презентацию Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Институт металлургии машиностроения и
Мамутов.pptx