Деформационное старение- изменение свойств сплавов, протекающее во времени после холодной пластической деформации, называют статическим деформационным старением

Если процесс деформационного старения происходит во время деформации, то его называют динамическим деформационным старением (ДДС).

Отличие деформационного старения от обычного (или закалочного) обусловлено тем, что деформационное идет при наличии в металле значительного количества новых (свежих, образовавшихся) дислокаций, способных взаимодействовать с атомами растворенного компонента в условиях достаточной диффузионной подвижности этих атомов.

Эффекты упрочнения и охрупчивания сплавов при ДС связаны с резким уменьшением подвижности дислокаций.

Различают следующие стадии ДС (применительно к системам a-Fe- C,N):

-увеличение количества атомов углерода или азота на дислокациях, приводящее к уменьшению расчетных расстояний между точками закрепления дислокаций т.е. можно считать, что примесные атомы занимают позиции, соответствующие максимуму энергии их связи с дислокациями (на этой стадии старения нет возврата - явления, при котором в сплаве, нагретом до некоторой температуры Т₂, которая выше первоначальной Т₁, не происходит растворения продуктов выделения, т.е. промежуточной (метастабильной) фазы);

-увеличения количества атомов углерода или азота на дислокациях, сопровождающееся дальнейшим упрочнением сплава без изменения расстояния между точками закрепления дислокаций и без изменения длины площадки текучести (стадия характеризуется эффектом возврата - это свидетельствует о том, что сегрегации развиваются за счет размещения атомов примесей в позициях с меньшей энергией связи);

-образование устойчивой фазы выделения (характеризуется резким повышением коэффициента упрочнения, охрупчиванием сплава и уменьшением эффекта возврата).

Деформационное старение развивается, если концентрация C+N существенно выше 10^-4 % (по массе). При значительной концентрации примеси и небольшой степени деформации происходит совмещение ДС с закалочным старением (ДС). При этом, чем ниже температура старения, тем больше доля закалочного старения.

Деформационное старение может быть естественным, т.е. происходить после деформации при температуре окружающего воздуха 20⁰С.

Деформационное старение может быть искусственным - когда после деформации ~10% металл подвергается нагреву (чаще всего такую операцию проводят при нагреве до 250⁰С, 1 час).

Для процесса ДС характерными величинами являются параметры предела текучести и длины площадки текучести, которые отличаются высокой чувствительностью к количеству и подвижности дислокаций, размерам частиц вторичной фазы и расстоянию между ними, а кроме того эти характеристики коррелируют и с способностью стали к вытяжке при штамповке. Для оценки сталей к ДС используют еще характеристики разрушения - порог хладноломкости (Т₅₀) и ударную вязкость (KCU; KCV и др.), сравнивая их значения в исходном состоянии и после искусственного старения.

Существенное различие деформационного и закалочного старения обнаруживается в изменениях коэрцитивной силы, при ДС коэрцитивная сила меняется мало.

Эффект ДС практически не проявляется при добавлении в металл элементов, связывающих углерод и азот (например, ниобий, ванадий, титан и др.) в частицы вторичной фазы. Но выделения этих частиц упрочняет металл и затрудняет штамповку. Наиболее части используется введение в металл для глубокой штамповки алюминия, связывающего азот, что способствует повышению пластичности и образованию при холодной прокатке благоприятной текстуры.

В промышленности применяют различные способы для улучшения штампуемости листового металла, например, удаление из жидкого металла при плавке вредных примесей (азот, углерод), либо удаление из твердого металла этих элементов при нагреве в вакууме (такая операция является одной из разновидностей ХТО). В основе этой обработки лежит диффузионный процесс перемещения атомов вредных веществ из сердцевины к поверхности. Часто такие процессы проводят в вакууме или в защитной среде (например, обезуглероживание трансформаторной стали в среде водорода).

Дата добавления: 2014-10-23