Рис. 54. Залежність іфцності технічного заліза від температури нагріву після холодної пластичної деформації і схема змінювання його зеренної будови ( Б. Г. Лівшиц): 1 - деформоване зерно; 2 - початок рекристалізації; 3 - кінець первинної

Рекристалізації.

зерна, які з часом ростуть, заповнюючи всю кристалічну матрицю. Рекристалізовані зерна мають висококутові межі і більш досконалу внутрішню будову з різко зниженою щільністю дислокацій .

Температура рекристалізації залежить від багатьох факторів (ступеня деформації, швидкості деформації, чистоти металу), але головний фактор - це температура плавлення металу. Для технічно чистих металів за А. А. Бочваром температура початку

рекристалізації Т_р"=(0,3-0,4)Тпл. Отже, чим вища температура плавлення, тим вища температура рекристалізації. Це дуже важливий фактор, який характеризує жароміцність матеріалу, тобто здатність його працювати під навантаженням в умовах високих температур. Наявність домішок підвищує температуру рекристалізації, затримує її процес у часі, тому для сплавів температура рекристалізації визначається за формулою: Тр=(0,6-0,8)Тпл. Розрізняють рекристалізацію первинну, збиральну і вторинну.

Розглянемо механізм і кінетику процесу первинної рекристалізації. Як було відмічено, рекристалізація настає при нагріванні до певної температури, але вона не ідентична фазовим перетворенням. Рекристалізація відбувається при достатній тепловій активації і при великій кількості дислокацій. Це можливо після значних деформацій, коли утворюється напружена дислокаційна структура. В місцях з найбільш високою щільністю дислокацій стає можливим їх переміщення, в результаті чого виникають об'єми, вільні від дислокацій. Самі дислокації скупчуються і утворюють висококутові межі.

Початок рекристалізації - процес зсувний. Орієнтування зародків рекристалізації зостається таким, яким було орієнтування ячейки деформованої матриці в даному місці. Розвиток рекристалізації відбувається міграцією великокутових меж, і цей процес - дифузійний. В процесі рекристалізації надлишкові дислокації гинуть у висококутових межах. Щільність дислокацій в рекристалізованих зернах стає такою, яка була в металі до деформації (р= 10⁷- 10⁸см'²). Це супроводжується різким падінням міцності (рис.54). Після закінчення процесу первинної рекристалізації метал має дрібнозернисту будову, що підвищує його пластичність і ударну в'язкість.

Якщо збільшувати час витримки металу при температурі рекристалізації або підвищувати температуру нагріву, то рекриста- лізовані зерна починають рости. Такий процес називається збиральною рекристалізацією. Ріст зерен обумовлюється прагненням системи до зниження поверхневої енергії. Відомо, що чим більша сумарна поверхня зерен, тим більша загальна поверхнева енергія. Отже, дрібнозерниста структура металу має більш високу поверхневу енергію, ніж крупнозерниста структура. При підвищенні температури збільшується рухомість атомів, і стають можливими самодовільні процеси, до яких відноситься зростання зерен шляхом переходу примежних атомів від одного зерна до іншого. При цьому одне зерно росте за рахунок інших, і з декількох дрібних зерен утворюється одне велике зерно. Ріст зерен під час збиральної рекристалізації залежить від температури нагріву, часу витримки і величини попередньої пластичної деформації. При підвищенні

температури нагріву і витримки при ній величина зерна після рекристалізації збільшується монотонно (рис.55 а,б).