3.1 Низкотемпературная пластическая деформация металлов скольжением

Основную роль в формировании свойств деформированного металла играют температура, скорость и степень деформации, влияющие на про­цессы упрочнения и разупрочнения. Многочисленные исследования под­твердили, что установление единых закономерностей изменения свойств материала в широком интервале изменения температур и скоростей де­формирования невозможно, поскольку сложно учесть различную физиче­скую природу процессов упрочнения и разупрочнения.

В зависимости от степени разупрочнения в процессе деформирования металлов и сплавов С.И. Губкин предложил разделять обработку металлов давлением на холодную пластическую и неполную горячую (теплую) де­формации.

При холодной пластической деформации степень упрочнения возрастает. Этот процесс наиболее широко применяется при деформировании высоко­пластичных металлов и с целью получения изделий с высокими прочност­ными свойствами. При холодной пластической деформации процессы во­зврата и рекристаллизации отсутствуют, при постоянной температуре ос­новное влияние на формирование конечных свойств материалов оказыва­ют степень и скорость деформирования. Охрупчиваюшее влияние низкой температуры оказывается гораздо более сильным, чем действие повышен­ной скорости деформации.

Линии скольжения - это ступеньки, образующиеся на поверхности в результате выхо­да дислокаций. Действительно, когда, например, краевая дислокация вый­дет на правую грань кристалла, то на поверхности этой грани образуется ступенька, рав­ная по высоте h вектору Бюргерса b дислокации (рис. 6, а). При этом дайна ступень­ки, т. е. линии скольжения, будет равна длине вышедшей на поверхность краевой дисло­кации (см. рис. 6, а). Легко представить, что вышедшая одним концом на поверхность винтовая дислокация при своем движении также образует ступеньку, длина которой бу­дет соответствовать дайне пробега дислокации (рис. 6, б). Конечно, увидеть ступеньку, образующуюся в результате выхода на поверхность одной дислокации, очень трудно. Но когда при скольжении в одной плоскости на поверхность выходит несколько дислокаций и высота ступеньки h достигает нескольких нанометров и более, их уже можно наблюдать при электронно-микроскопическом анализе реплик с предварительно отполированной поверхности деформированного образца. После значительной деформации высота ступенек становится настолько большой, что их можно выявлять в световом микроскопе.

Анализируя расположение линии скольжения, расстояние между ними, их вы­соту, можно составить не только качественное, но и количественное представле­ние о картине и величине пластической деформации. Узнав с помощью рентгено-структурного анализа кристаллографическую ориентировку анализируемой по­верхности образца, по направлению линий скольжения определяют плоскости и направления скольжения.

3.2 Неполная горячая деформация

При неполной горячей (теплой) деформации (0,2...0,5)Т_пл происходят процессы возврата и частично — рекристаллизации, причем степень уп- рочнения материала снижается. Поэтому при отсутствии особых требова- ний к прочностным свойствам предпочтение отдают теплой деформации. При этом одновременно осуществляются частичная рекристаллизация и упрочнение. Поскольку процесс рекристаллизации происходит не полно- стью, в структуре деформированного металла есть как рекристаллизован- ные равноосные, так и вытянутые зерна. Неполная горячая деформация может наблюдаться либо при температуре начала рекристаллизации, либо при больших скоростях деформирования и малой скорости рекристалли- зации. В металлах с высокой температурой рекристаллизации при теплой деформации процесс рекристаллизации может отсутствовать. Однако ос- новным критерием теплой деформации являются процессы отдыха и воз- врата, вследствие чего остаточные напряжения значительно снижаются. Возврат способствует также уменьшению степени упрочнения и улучше- нию пластических свойств деформированного металла. В большинстве случаев металл, деформированный теплой прокаткой, имеет полосчатую структуру без следов рекристаллизации, при значительном деформирова- нии — текстуру деформации.