З

Розмір зерна—Розмір зерна —- Розмір зерна

Температура

Я

Гис. 55. Залежність величини зерна після збиральної рекристалізації: а) від температури нагріву; б) від часу витримки; в) від величини попередньої деформації.

алежність величини зерна від ступеня попередньої деформації має екстремальний характер (рис. 55 в). Тобто, після невеликого ступеня пластичної деформації, який зветься критичним (від 3 до 8%), під час нагріву виростає дуже велике зерно. Це підвищує крихкість металу, тому закінчувати всі види обробки тиском при малих ступенях деформації не рекомендується. В області закритич- них деформацій рекристалізоване зерно тим дрібніше, чим більший ступінь деформації. Щоб уникнути небажаного зростання зерна (після обробки тиском і нагрівання), користуються діаграмами рекристалізації (рис. 56). На практиці після холодної пластичної деформації з метою відновлення механічних властивостей (насамперед пластичності) проводять так званий рекристалізаційний відпал з температурою нагрівання на 100-200°С вище температури початку рекристалізації (див. главу 2 частини II).

Під час значного підвищення температур нагріву після збиральної рекристалізації може початися вибірний ріст окремих зерен. Це так звана вторинна рекристалізація, яка може виникати внаслідок неоднорідного розчинення твердих домішок. Така аномальність росту зерна призводить до різнозернистості, що є негативним явищем в черепній будові металу.

Величина зерна значно впливає на механічні властивості сплавів. В деяких випадках збільшення розмірів зерен має позитивний вплив на властивості (наприклад, можуть підвищуватися жароміцність, магнітні характеристики). Однак, для конструкційних матеріалів, працюючих в умовах звичайних і низьких температур, збільшення розмірів зерна являється неприпустимим, бо в результаті цього знижується границя текучості (с_т), ударна в'язкість (КСВІ), підвищується температура, при якій матеріал стає крихким (Ткр).

П ервинна рекристалізація, якщо зерно дуже дрібне (14-15 балів), може забезпечити високий комплекс механічних характеристик, тобто поєднання високої міцності з високою пластичністю, що забезпечує надійність виробів під час експлуатації.

3. Гаряча й тепла деформації

Деформацію називають гарячою, якщо її проводять при температурі, набагато вищій температури рекристалізації, коли йдуть інтенсивно процеси знеміцнення, і деформування значно полегшується.

Якщо метал після деформації має частково рекристалізовану структуру, то таку обробку правильно називати неповною гарячою або теплою деформацією.

В обох випадках рекристалізація йде одразу після деформації і, навіть, одночасно з деформацією (рис.57). Отже, при гарячій обробці тиском зміцнення (в результаті підвищення щільності дислокацій)

безперервно чергується з процесами зне- міцнення (зменшенням щільності дислокацій). Однак, "гарячий наклеп", знімається неповністю. В результаті гарячої (або теплої) деформації одразу утворюються вельми стійкі конфігурації дислокацій. Після теплої деформації виникає по- лігонізована субструктура з стійкими суб- межами. Після гарячої деформації також утворюються субмежі, але їх буде менше і розміри полігонів більші. Такі межі будуть дуже стійкі, і, якщо відбудеться міграція висококутових меж, то усередині рекрис- талізованих ділянок зостанеться значна частина дислокацій, які зв'язані в стійкі субмежі. Під час гарячої пластичної деформації в сплавах з ГЦК-решіткою (сталі) процес рекристалізації буде йти повільніше, ніж в сплавах з ОЦК-решіткою після холодної пластичної деформації і відпалу. Рекристалізовані зерна виникають, головним чином, на межах деформованих зерен, тобто в місцях з найбільш сильним викривленням деформованої матриці (рис. 57 б, в).

Н

Рис. 57. Зеренна структура сталі після гарячої пластичної деформації (Тдеф=1020°С, Удеф.=0,08 сек'¹). Ступінь деформації: а) 10%; б) 25-30%; в) 35- 40% х270.

а відміну від статичної поліго- нізації і рекристалізації, розглянутих раніше, процеси полігонізації й рекристалізації, які відбуваються під час гарячої деформації, називаються динамічними (динамічна полігонізація і динамічна рекристалізація).