Магнитные превращения.
Ряд металлов обладает ферромагнетизмом (кобальт), при нагреве магнитные свойства изменяются при определенной температуре, которая называется температура Кюри. Феро-магнитики становятся паромагнитиками. Магнитное превращение не является полиморфным, не связано с диффузией, вызывается только изменением взаимодействия электронов, поэтому точка Кюри не зависит от скорости охлаждения или нагрева.
В.№11 Понятие о деформации металлов и сплавов: упругая и пластическая деформация, Сдвиговой и диффузионный механизмы пластической деформации. Структурные изменения при холодной пластической деформации. Понятие о наклепе.
Пластическая деформация металлов.
Деформацией называется изменение размеров и формы тела под действием приложенных сил. Деформация может быть вызвана действием внешних сил приложенных к телу, или ризничными физико-механическими процессами происходящими в самом теле.
Если размеры и формы тела после снятия внешней нагрузки полностью восстанавливаются деформация называется упругой. Упругая деформация не вызывает изменение структуры и свойств материала.
Если после снятия внешней нагрузки формы и размеры тела не восстанавливаются, деформация называется пластической. В результате пластической деформации структура и свойства материала меняются необратимо.
В.№12 Структурные изменения при нагреве холоднодеформированного металла. Понятие возврата: определение, стадии (отдых и полигонизация), структурные изменения, изменение механических свойств материала при возврате.
Структурные изменения при холодной пластической деформации.
В процессе пластической деформации происходит увеличение количества дефектов кристаллического строения, зерна разбиваются на субзерна, увеличивается плотность дислокаций, при больших деформациях образуется текстура деформации.
Такое изменение структуры сопровождается изменением свойств. Прри увеличении степени деформации возрастает твердость (НВ) и твердлость σВ, снижается пластичность (δ) и вязкость (КСИ).
Упрочнение при пластической деформации называется наклеп.
Структурные изменения при нагреве холодно-деформированного металла.
Неравновесная структура полученая при холодно-платсической деформации, у большинства металлов устойчива пр комнатной температуре. Переход металла в более стабильное состояние с меньшей энергией происходит при нагреве.
При повышении температур ускоряется перемещение точечных дефектов и создаются условия для перераспределения и уменьшения количества дислокаций.
Процессы происходящие при нагреве холодно-деформированого металла разделяются на 2 стадии:
возврат
рекристаллизация
Возврат протекает при температурах менее чем 0,3 от температуры плавления
Т≤0,3ТПЛ
Рекристаллизация протекает при более высоких температурах.
Возвратом называют все изменения тонкой структуры и свойств которые не сопровождаются изменением микроструктуры деформированного металла.
Возврат делится на 2 стадии:
отдых
полигонизация
Отдых при нагреве холодно-деформированного металла происходит всегда, а полигонизация при определенных условиях.
Отдыхом называется стадия возврата при которой происходит уменьшение количества точечных дефектов.
Отдых повышает плотность материала и снижает удельное сопротивление.
Полигонизация это стадия возврата, при которой в пределах каждого зерна образуются малоугловые субзеренные границы, которые разделяют зерно на определенные субзерна (полигоны) свободные от дислокации.
Полигонизация приводит к некоторому уменьшению прочности и твердости и росту пластичности и вязкости. Полигонизованная структура устойчива и сохраняется вплоть до температуры плавления.
В.№13 Структурные изменения при нагреве холоднодеформированного металла. Понятие рекристаллизации: определение, стадии (первичная, собирательная, вторичная рекристаллизация), структурные изменения, изменение свойств при рекристаллизации, температура рекристаллизации.
Структурные изменения при нагреве холодно-деформированного металла.
Неравновесная структура полученая при холодно-платсической деформации, у большинства металлов устойчива пр комнатной температуре. Переход металла в более стабильное состояние с меньшей энергией происходит при нагреве.
При повышении температур ускоряется перемещение точечных дефектов и создаются условия для перераспределения и уменьшения количества дислокаций.
Процессы происходящие при нагреве холодно-деформированого металла разделяются на 2 стадии:
возврат
рекристаллизация
Возврат протекает при температурах менее чем 0,3 от температуры плавления
Т≤0,3ТПЛ
Рекристаллизация протекает при более высоких температурах.
Возвратом называют все изменения тонкой структуры и свойств которые не сопровождаются изменением микроструктуры деформированного металла.
Возврат делится на 2 стадии:
отдых
полигонизация
Отдых при нагреве холодно-деформированного металла происходит всегда, а полигонизация при определенных условиях.
Отдыхом называется стадия возврата при которой происходит уменьшение количества точечных дефектов.
Отдых повышает плотность материала и снижает удельное сопротивление.
Полигонизация это стадия возврата, при которой в пределах каждого зерна образуются малоугловые субзеренные границы, которые разделяют зерно на определенные субзерна (полигоны) свободные от дислокации.
Полигонизация приводит к некоторому уменьшению прочности и твердости и росту пластичности и вязкости. Полигонизованная структура устойчива и сохраняется вплоть до температуры плавления.
Рекристаллизацией называется зарождение и рост новых зерен в деформированной матрице. Зарождение зерен происходит гетерогенно, на границах зерен.
Рекристадлизация имеет несколько стадий. Образование собственно новых зерен называется первичной рекристаллизацией. Она заканчивается в тот момент, когда вся деформированная матрица заменяется новой рекристализованной структурой.
Это процесс приводит к повышению пластичности и снижению прочности, т.е. восстановлению до деформации тех же свойств.
Если нагревать до более высоких температур или продолжать нагрев после завершения первичной рекристаллизации, то будет происходить рост рекристализованого зерна. Эта стадия называется собирательной рекристаллизацией, это процесс приводит к уменьшению протяженности границ зерен, следовательно к снижению энергии системы. В результате собирательной рекристаллизации прочность снижается, пластичность меняется слабо.
В некоторых случаях после собирательной рекристаллизации наблюдают еще и вторичную кристаллизацию. Она характеризуется собирательным аномальным ростом отдельных зерен. Это приводит к формированию редко-зернистой структуры, в результате чего резко снижается и плоскость и пластичность.
Наименьшая температура обеспечивающая возможность зарождения новых зерен, называется температурой рекристаллизации, для чистых металлов – ТРЕКР=(0,3…0,4)ТПЛАВЛ, для твердых растворов ТРЕКР=(0,4…0,6)ТПЛАВЛ , для твердых растворов тугоплавких металлов ТРЕКР=(0,6…0,8)ТПЛАВЛ .
Для полного снятия наклепа полученного в результате холодной пластической деформации металл нагревают до температуры выше температуры начала кристаллизации, такая обработка называется рекристаллизационный отжиг.
Размер зерна, получаемый в результате отжига зависит, прежде всего, от степени деформации и температуры отжига.
В.№14 Рекристаллизация: определение, влияние степени предварительной деформации, температуры и времени на размер рекристаллизованных зерен. Диаграммы рекристаллизации. Понятие критической степени деформации. Понятие холодной и горячей деформации.
При малых степенях деформации (до 15%) образуется крупное рекристаллизованное зерно, т.к. при этих степенях наклеп не однороден в материале, в этих условиях граница зерна перемещается с большой скоростью, что и приводит к формированию крупного зерна.
Степени деформации при которых формируется крупнозернистая структура называются кристаллическими степенями деформации.
Зависимость размера зерна от степени предварительной деформации и температуры обычно изображают в виде так называемой диаграммы рекристаллизации, которые помогают в первом приближении выбрать температуру рекристаллизационного отжига позволяющего избежать чрезмерного роста зерна.
По отношению температуры деформации к температуре рекристаллизации, деформирование металла подразделяют на холодное и горячее.
Холодное деформирование проходит при температурах ниже рекристаллизации, металл наклепывается и сохраняет наклеп.
Горячее деформирование проводят при температурах выше температуры рекристаллизации, при этом наклеп, получаемый в результате деформации частично или полностью снимается параллельно протекающей рекристаллизации. В этом случае она называется динамической.
В.№15 Экспериментальное определение механических свойств металлов и сплавов при испытаниях на растяжение: образцы для испытаний, типы диаграмм растяжения, определение прочностных (предел прочности, предел пропорциональности, предел упругости, условный и истинный предел текучести, истинное сопротивление разрыву) и пластических (абсолютное и относительное удлинение, относительное сужение) характеристик по результатам испытаний на растяжение.