Изменение структуры и свойств деформированного металла при нагреве

Наклеп

Увеличение плотности дислокаций затрудняет дальнейшее скольжение. Для того чтобы продолжать деформировать металл, нужны б о льшие напряжения. Металл упрочняется, его сопротивление деформированию растет. Это значит, что повышаются его прочностные характеристики (HB, ,, ), а пластичность и вязкость (d, y, KCU) – снижаются. Это явление называется деформационным упрочнением или наклепом.

Чем больше степень деформации, тем заметнее изменения в микроструктуре: все больше зерен приобретают неравноосную форму. При степени деформации 70-80 % все зерна вытягиваются в направлении действующих напряжений (рис. 38).

Рис. 38. Изменение микроструктуры металла

при наклепе

(e – степень деформации, величина относительная) Рис. 39. Изменение механических

свойств металла при наклепе

Из графика зависимости механических свойств от степени деформации (рис. 39) видно, что металл сильно упрочняется в начале деформирования, затем все медленнее. растет быстрее . У сильно наклепанных металлов предел текучести и предел прочности равны, пластичность же при этом близка к нулю. Это – предельное деформированное состояние металла, предшествующее разрушению. Плотность дислокаций составляет 10¹² см^-2, бóльшую их плотность создать невозможно, так как неизбежно возникают зародыши трещин.

В результате наклепа предел прочности и твердость могут увеличиться в 1,5-3 раза, предел текучести – в 3-7 раз. Металлы с ГЦК решеткой упрочняются сильнее, чем с ОЦК.

Физические свойства при наклепе тоже изменяются, в частности, растет удельное электросопротивление, снижается магнитная проницаемость.

Явление наклепа широко используется в технике для повышения прочности деталей при холодной обработке давлением: обкатка шариками и роликами поверхности готовых деталей, дробеструйный наклеп рессорных листов. Вязкие металлы (латуни, алюминиевые сплавы) лучше обрабатываются резанием после наклепа.

Структура, созданная пластической деформацией, обладает повышенным запасом энергии, так как 5-10 % энергии, затраченной на деформирование, переходит во внутреннюю энергию кристалла. Это энергия дефектов кристаллической решетки и упругих искажений.

При комнатной температуре у большинства металлов структура наклепа устойчива. Но при нагреве создаются условия для перераспределения дислокаций и уменьшения их количества, так как атомы получают дополнительную энергию и легче смещаются, занимая равновесные положения.

При нагреве наклепанного металла изменения структуры протекают в две стадии. Первая называется возврат и происходит при температурах ниже 0,3 T _пл; вторая идет при температурах выше 0,3 T _пл и носит название рекристаллизация.

Дата добавления: 2014-01-11