7. Какие изменения происходят в металле при пластической деформации?

В результате пластической деформации в поликристаллических металлах происходят следующие изменения:

1. Деформация отдельных объёмов металла приводит к возникновению остаточных внутренних напряжений в наклёпанном металле.

2. Измельчается зерно; может нарушиться целостность структуры наклёпанного металла (микротрещины, поры, расслоения).

3. Создаётся предпочтительная ориентация структуры в направлении действия внешних сил, с определённой кристаллографической ориентацией зёрен - текстура деформации.

8. Как изменяются свойства (характеристики) металла от степени пластической деформации?

Таким образом, пластическая деформация создаёт в металле структурно неустойчивое состояние. Свойства металлов меняются. Характеристики прочности (твёрдость, предел прочности, предел упругости, предел текучести) с увеличением степени пластической деформации растут; характеристики пластичности и вязкости (относительное удлинение, относительное сужение, ударная вязкость) падают (рис.6).

Рис. 6. Влияние пластической деформации на механические свойства металла.

9. Перечислить способы упрочнения металла.

Упрочнение металлов и сплавов, полученное в процессе пластической деформации, называется нагартовкой или наклёпом.

Неравновесное, термодинамически неустойчивое состояние пластически деформированного металла всегда стремится к устойчивому состоянию. Даже при комнатной температуре в наклёпанном металле проходят самопроизвольные процессы, приводящие деформированный материал в более устойчивое состояние (например, естественное старение). При повышении температуры эти процессы протекают быстрее. Снятие искажений кристаллической решетки без заметного изменения структуры (т.е. величина и форма зёрен не изменяются) в процессе нагрева деформированного материала называется возвратом или отдыхом (для сталей это температура 200° - 300°С. В результате этого прочностные свойства несколько снижаются, а пластические возрастают (рис. 7).

Рис. 7. Влияние температуры на механические свойства деформированного металла.

10. Что называется рекристаллизацией?

Нагрев до более высоких температур, кроме возврата, приводит к повышению подвижности атомов, начинается процесс образования новых зёрен взамен вытянутых.(Рис. 8). При этом происходит полное разупрочнение: прочностные свойства (твёрдость, σ_в σ_т σ_упр) падают, а пластические (δ, ψ) повышаются.

Наклёпанный Рекристаллизация

Металл Начало Конец

Рис. 8. Схема изменения структуры наклёпанного металла при рекристаллизации.

Этот процесс называется рекристаллизацией. Температура рекристаллизации имеет важное практическое значение и зависит от природы основного металла, наличия и количества легирующих элементов, степени предшествующей деформации. Ориентировочно эту температуру определяет по состоянии:

где Т_рек. * Т_пл. - температура рекристаллизации и температура плавления металла соответственно,

а - коэффициент, зависящий от чистоты металла.

а = 0,1 - 0,2 для очень чистых металлов;

а = 0,3 - 0,4 для технически чистых металлов;

а = 0,6 - 0,8 для сплавов.