Изменение свойств наклепанного металла при отжиге

Металл после холодной деформации является наклепанным. Он находится в неравновесном состоянии и стремится перейти в равновесное состояние с меньшей свободной энергией. Неравновесное состояние – результат неоднородного напряженного состояния и неравномерного распределения энергии.

Всё это может быть устранено образованием новых, менее искаженных зерен и соединением многих зерен в одно зерно, обладающее меньшей поверхностью на единицу объема. Эти процессы происходят при нагреве. При нагреве происходит переход к более стабильной структуре. Металл разупрочняется.

При нагреве до сравнительно низких температур – примерно 0,3 в металле происходит процесс возврата (отдыха), при котором наклепанный металл частично разупрочняется (здесь - температура плавления металла по Кельвину). Прочность при возврате снижается на 10…30%. Пластичность повышается. Структура сохраняется, то есть зерна остаются вытянутыми.

При повышении температуры металла происходит рекристаллизация. В основном температура рекристаллизации зависит от температуры плавления и для металла обычной чистоты.

При рекристаллизации металл полностью разупрочняется. Пластичность повышается, а прочность снижается до уровня, соответствующего ненаклепаному состоянию (рис. 3.16).

Рис. 3.16. Изменение свойств холоднодеформированного металла после отжига (проволока стальная; наклеп волочением; продолжительность отжига мин)

При рекристаллизации изменяется структура: происходит зарождение новых зерен равноосной формы; волокнистое строение и связанная с ними механическая анизотропия исчезают. Новые равноосные зерна отличаются от старых вытянутых зерен более совершенным, менее искаженным внутренним строением. Вместе с зарождением зерен происходит их рост.

График зависимости размера зерен S_к к моменту окончания рекристаллизации от температуры отжига t˚ и степени холодной деформации называют диаграммой рекристаллизации первого рода (рис. 3.17) [11].

Чем выше степень деформации, тем сильнее измельчены зерна при деформации и в результате рекристаллизации размер зерен увеличивается, но незначительно (при больших). Однако при очень малых малы искажения

Рис. 3.17. Диаграмма рекристаллизации первого рода

решетки; границы между зернами не нарушены; рекристаллизация не происходит. Площадь зерен S_к мала и после отжига.

Степени деформации, при которых зерна получаются особенно крупными (пики на графиках), называются критическими - = 5…7%. Так как крупнозернистый металл имеет пониженную пластичность, необходимо избегать критических степеней деформации.

Дата добавления: 2014-01-05