Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Вторичная рекристаллизация




Собирательная рекристаллизация.

Эта стадия обусловлена нестабильностью развитой поверхности новых зерен и неуравновешенностью поверхностного натяжения на этих границах, поэтому система будет стремиться к выпрямлению искривленных гарниц и созданию равновесной конфигурации границ в тройных стыках. Препятствуют движению границ зерен высокодисперсные включения с большой объемной их долей в матрице. Текстура также замедляет процесс рекристаллизации. При рекристаллизации металла в тонких сечениях рост зерен достигает толщины и такие зерна также являются стопорами. При собирательной рекристаллизации структуру металла можно характеризовать средним размером зерна (нормальным).

Вторичная рекристаллизация протекает в металле (как и собирательная), в котором уже прошла первичная рекристаллизация при нагреве до более высоких температур. Отличительным признаком вторичной рекристаллизации является наличие двух типов зерен, существенно отличающихся по своим размерам. При развитии процесса вторичной рекристаллизации разница в размерах зерен и площади, которую они занимают в металле, непрерывно увеличивается. Размер интенсивно растущих зерен непрерывно увеличивается (как и площадь, занимаемая ими), а площадь исходных зерен (после первичной рекристаллизации) непрерывно уменьшается при практически неизменном их размере. Поэтому на стадии протекания вторичной рекристаллизации характерным является разнозернистость структуры, которая исчезает только при завершении этой стадии рекристаллизации. Обычно вторичная рекристаллизация возможна в двух случаях:

-в случае, когда на стадии первичной или собирательной рекристаллизации рост основной массы зерен заторможен по определенным причинам ниже температуры вторичной рекристаллизации (явление стабилизации матрицы);

-в случае, когда по определенным причинам отдельные зерна могут расти с большей скоростью, чем остальные.

При рассмотрении процессов рекристаллизации поликристаллических металлов используется термин «критическая степень» деформации (рис.75), под которым понимается минимальная степень деформации металла, которая при последующем нагреве металла вызывает появление разнозернистости в его структуре (аналогично начальным стадиям вторичной рекристаллизации).

Для поликристаллических металлов обычно величина критической степени деформации находится в интервале до 10% (чаще в пределах 4-6%). Исследования показывают, что собирательный характер рекристаллизации (рост некоторых исходных зерен) является превалирующим (а не механизм зарождения и роста) после деформации металлов с критической степенью.

На рис. 75 наглядно видно, что критической степенью холодной деформации для железа является степень деформации ~6-7%, после которой при нагреве до 7500С в металле происходит резкий (аномальный) рост зерен феррита.

 

 

Рис.75 - Диаграмма рекристаллизации для железа (а) и изотермический разрез диаграммы для температуры отжига 7500С (б)

Ххххххххххххххххххххххххххххххх

 

Отжиг для снятия остаточных напряжений - вид термической обработки, заключающийся в нагреве и выдержке металла или сплава при температурах полного или частичного уравновешивания (релаксации) зональных остаточных напряжений, возникающих при литье, обработке давлением, сварке, термической обработке и др. технологических операциях.

Реализация такого отжига предусматривает нагрев металла в интервале температур от»1000С до АС1 - 20..300С (выбор температуры отжига определяется конкретной поставленной задачей и материалом), но наиболее часто осуществляется в интервале~ 400…6500С (т.к. при температурах ниже 400 0С предел текучести остается еще достаточно высоким), выдержку и охлаждение.

Под термином «релаксация напряжений» применительно к излагаемому материалу надо понимать процесс достижения термодинамического равновесия макроскопических фаз твердого тела. Напряжения, сохраняющиеся в металле или сплаве после обработок, называют остаточными. Различают остаточные напряжения трех родов:

-1-го рода- зональные, уравновешивающиеся отдельными зонами сечения и между разными частями деталей;

-2-го рода- уравновешиваются в обьемах, соизмеримых с размерами зерен металла;

-3-го рода- уравновешиваются внутри объема металла, порядка нескольких элементарных ячеек кристаллической решетки.

Остаточные напряжения возникают при многих технологических переделах (литье, деформации, механической обработке и т.д.), в т.ч. и при термообработке из-за термических (неоднородность температурного поля по сечению детали из-за неравномерного охлаждения или нагрева) и фазовых напряжений (при фазовых превращениях в твердом состоянии из-за различий в удельных объемах фаз). Часто суммарные напряжения (термические и фазовые) называют закалочными.

Мы будем вести речь о напряжениях, возникающих и уравновешивающихся (релаксирующих) в объеме всего тела или отдельных его макрочастей. Такие напряжения называются зональными или напряжениями 1 рода.

Остаточные напряжения различают по происхождению:

-усадочные (в отливках);

-тепловые;

-структурные;

-напряжения, возникающие в результате наклепа;

-возникающие в связи с химическим или электрохимическим воздействием на поверхность изделий (например, при химическом или электрохимическом образовании формы, электрополировании, антикоррозионной обработке и др.)

При термической обработке в процессе нагрева и охлаждения металла меняется плотность металла, а в случае наличия фазовых и структурных превращений изменяется плотность и объем металла.

Для стальных изделий температура отжига для уменьшения напряжений находится обычно в интервале 550-650С, после выдержки в течение 1-3 часов изделие замедленно охлаждается до температур 300-4000С и дальнейшее охлаждение производят обычно на воздухе. Остаточные напряжения при таком отжиге снимаются в результате сдвиговых деформаций (движение дислокаций). На развитие этих пластических деформаций и затрачивается энергия накопленных в металле внутренних (остаточных) напряжений. Но при назначении режима отжига необходимо помнить, что в металле изделия (литого, сварного или в металле из легированных сталей после холодной механической обработки) уже могут существовать остаточные напряжения определенного уровня. Для того, чтобы в период нагрева изделия до температуры отжига из-за высокой скорости нагрева (или неравномерности нагрева) не возникли дополнительные термические напряжения, необходимо знать предельные скорости нагрева для данной марки стали и конкретного изделия. В том случае, если суммарный уровень напряжений в металле изделия на стадии нагрева достигает критического (равного или превышающего уровень предела прочности), в металле образуются трещины. Все металлы обладают упругими свойствами до определенной температуры, выше которой металл находится в упруго-пластическом или пластическом состоянии. Если при нагреве металла возникающие напряжения не превысили предела упругости, то при достижении температуры пластического состояния металла и выравнивании температуры металла по сечению термические и остаточные напряжения исчезают. В технической литературе условно считают постоянными значения механических свойств (прочностных) металла при нагреве до»5000С и значительно понижающимися при нагреве до 6000С. Поэтому скорость нагрева в процессе отжига для снятия напряжений, высокого отпуска, нормализации или закалки необходимо назначать исходя из химического состава обрабатываемых сталей, габаритов и формы изделий. Экспериментально доказано, что полностью снять остаточные напряжения (например, в сварном соединении) можно только при полной перекристаллизации металла (иногда неоднократной).

Рекомендуемая литература:

1. И.Н. Голиков. Дендритная ликвация в стали. М.: Металлургиздат, 1958

2. Гольдштейн М.И., В.В.Попов Растворимость фаз внедрения при термической обработке стали.М:Металлургия, 1989

3. С.С. Горелик. Рекристаллизация металлов и сплавов.2-е издание, М.: Металлургия, 1978

4. В.А. Винокуров. Отпуск сварных конструкций для снижения напряжений. М.: Машиностроение, 1973

5. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов, М.Металлургия, 1978

6. ГОСТ 10243-75 Сталь. Методы испытания и оценки макроструктуры.

7. ГОСТ 5639-82 Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна.

8. ГОСТ 1778-70 Сталь. Металлографические методы определения неметаллических включений.

 

Хххххххххххххххххххххххххххххххх

 

«Отжиги П рода»

Отжиги П-го рода (отжиги с фазовой перекристаллизацией)- вид термической обработки при котором приближение металлов и сплавов к равновесному состоянию обусловлено диффузионными фазовым превращением при охлаждении. В большинстве случаев отжиги П рода являются подготовительной термической обработкой отливок, поковок, проката для последующих технологических переделов (обработки резанием, прокатке, окончательной термообработки и т.д.).

В обобщенное понятие «отжига П рода» входят следующие режимы термической обработки:

-полный отжиг;

-неполный;

-нормализационный (нормализация);

-изотермический;

-сфероидизирующий;

-графитизирующий;

-патентирование;




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-10-23; Просмотров: 2147; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.008 сек.