Теория термической 
обработки
Изменение свойств при отжиге первого рода
1
Разупрочнение при отжиге
Три типовых случая
1)когда происходит только возврат, наклеп может практически совсем не уменьшаться,
2)частично уменьшаться
3)полностью сниматься.
Сохранение наклепа при возврате свойственно меди, никелю и серебру.
Частичное снятие наклепа до начала первичной рекристаллизации происходит при отжиге алюминия, железа и титана.
Полностью наклеп снимается в период возврата у деформированных монокристаллов тугоплавких металлов с о.ц.к. решеткой (вольфрама, молибдена), а также у поликристаллических сплавов алюминия с магнием.
2
До температуры начала рекристаллизации наклеп может полностью сохраняться (кривая 1), частично сниматься (кривая 2) и полностью устраняться (кривая 3).
Прочностные свойства зависят от дислокационной структуры и размера зерен. Если во время дорекристаллизационного отжига протекает только отдых, то упрочнение от деформации в основном сохраняется.
Если же при дорекристаллизационном отжиге развивается полигонизация, то прочностные свойства могут существенно снизиться.
Предел текучести σт связан с диаметром субзерен d соотношением Холла–Петча:
σт = σ0 + kd1/2
Поэтому, рост рост субзерен при полигонизации приводит к снижению3 σт
Первичная рекристаллизация, резко снижая плотность дислокаций (с 1011–1012 до 106–108 см-2) и «выметая» стенки субзерен, вызывает сильное разупрочнение. Определенный вклад в разупрочнение вносит и продолжающийся возврат в тех деформированных зернах, которые еще не поглощены рекристаллизованными.
После первичной рекристаллизации собирательная рекристаллизация может лишь немного понизить прочностные свойства из-за укрупнения зерна.
Разная способность к разупрочнению при дорекристаллизационном отжиге связана с разной склонностью к полигонизации. Важное значение имеет энергия дефектов упаковки.
Разупрочнение при дорекристаллизационном отжиге можно ускорить и увеличить, приложив к изделию во время отжига небольшие напряжения. Эти напряжения ускоряют переползание дислокаций, необходимое для развития возврата.
Влияние температуры отжига на твердость предварительно
деформированного вольфрама |
4 |
|
Показатели пластичности при отжиге после холодной деформации изменяются обратно прочностным свойствам: в области возврата слабо возрастают, сильно повышаются при первичной рекристаллизации, когда снимается большая часть наклепа, и мало изменяются при собирательной рекристаллизации.
Влияние температуры отжига на механические свойства Влияние температуры отжига на механические
свойства и электросопротивление меди М1
После собирательной рекристаллизации начиная с определенной температуры пластичность плавно снижается, так как далеко зашедшая собирательная
рекристаллизация приводит к образованию чрезмерно крупного зерна. Это явление называется перегревом при рекристаллизационном отжиге.
При очень высоких температурах отжига резко падают и пластичность, и прочность, что вызвано пережогом – сильным межкристаллитным окислением, а
иногда и частичным оплавлением примесей по границам зерен5 .
Вторичная рекристаллизация, дающая очень крупное зерно, а также разнозернистость снижают показатели пластичности.
В области околокритических деформаций относительное удлинение с увеличением степени предварительной деформации снижается, достигает минимума при критической деформации и затем возрастает .
Зависимость относительного удлинения алюминия от степени предварительной деформации
Рост пластичности в закритической области связан с получением более мелкого зерна при рекристаллизационном отжиге
6
Упрочнение при дорекристаллизационном отжиге
При низкотемпературном отжиге некоторых металлов и сплавов до начала рекристаллизации значительно повышаются твердость, предел прочности и особенно пределы текучести и упругости .
(∆σ/σ) - прирост предела упругости
7
Упрочнение при дорекристаллизационном отжиге свойственно большинству медных и никелевых сплавов. Величина упрочнения зависит от состава твердого раствора. У многих сплавов эффект упрочнения при отжиге возрастает с увеличением степени легирования твердого раствора.
Природа упрочнения при дорекристаллизационном отжиге в разных сплавах различна. Наиболее общей причиной упрочнения является закрепление подвижных дислокаций в исходном холоднодеформированном материале и в дислокационных стенках, возникших при полигонизации во время отжига.
Дислокации при отжиге закрепляются атомами примесей или легирующих элементов
Влияние температуры отжига на твердость холоднокатаных алюминиевых бронз
8
Анизотропия свойств отожженного металла
При наличии текстуры рекристаллизации отожженный металл анизотропен.
Схема, вырезки образцов в отожженном медном листе и анизотропия относительного удлинения.
Наибольший вред текстура рекристаллизации приносит в том случае, когда листы или ленты предназначаются для глубокой вытяжки.
Особенно резко выраженная анизотропия механических свойств наблюдается у отожженных металлов и сплавов с г.ц.к. решеткой, обладающих текстурой куба {001} <001>. Пример: Медь
9
При штамповке стакана из анизотропного листа возникает фестонистость – волнистая кромка .
Штампованный алюминиевый стакан с четырьмя фестонами
10