Теория термической 
обработки
Отжиг первого рода
1
РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИОННЫЙ И ДОРЕКРИСТАЛЛИЗАЦИОННЫЙ ОТЖИГИ
Рекристаллизационный отжиг – это термическая обработка деформированного металла или сплава, при которой главным процессом является рекристаллизация.
Дорекристаллизационный отжиг – это термическая обработка деформированного металла или сплава, при которой главным процессом является возврат.
2
Изменение структуры и свойств металла при холодной обработке давлением
Пластическая деформация вызывает:
а) изменение формы и размеров кристаллитов; б) изменение их кристаллографической пространственной ориентировки;
в) изменение внутреннего строения каждого кристаллита.
Формирование текстуры деформации
Виды текстуры деформации:
Параллельно оси деформации диагональ куба <111> или в одних зернах <111>, а в других <100> (двойная текстура)
{110} <112> - текстура типа латуни.
{112} <111> текстура типа меди. |
3 |
У отожженного поликристаллического металла плотность дислокаций 106– 108 см-2, При малой деформации 108–109 см-2, при сильной деформации – 1011– 1012 см-2.
|
Размер ячеек – ~1 мкм, а толщина их границ – |
|
|
десятые доли мкм. |
|
|
Соседние ячейки (субзерна) разориентированы на |
|
|
углы, находящиеся в интервале от нескольких |
|
|
секунд до нескольких градусов. |
|
|
Высокая энергия ДУ – склонность к формированию |
|
|
ячеистой структуры (Al, Ni, Cu, Ag, Au, Fe, Мо и др.) |
|
|
Низкая энергия ДУ – ячеистая структура не |
|
|
формируется (нержавеющая аустенитная сталь, α- |
|
Формирование ячеистой |
латуни, однофазные алюминиевые и кремнистые |
|
бронзы) |
||
структуры. |
||
|
С увеличением степени пластической деформации растет плотность дислокаций и избыток дислокаций одного знака, может формироваться ячеистая структура, увеличивается концентрация точечных дефектов и
дефектов упаковки. |
4 |
Наклеп – это совокупность структурных изменений и связанных с ними изменений свойств при пластической деформации.
Зависимость механических свойств дуралюмина Д1 от степени обжатия при холодной прокатке
Анизотропия свойств. Свойства холоднодеформированного металла по разным направлениям различны. Анизотропия свойств обусловлена двумя причинами: волокнистостью структуры и текстурой деформации.
5
Изменение структуры при дорекристаллизационном отжиге
Взависимости от температуры и продолжительности отжига в
холоднодеформированном металле протекают различные структурные изменения, которые подразделяют на процессы возврата и процессы рекристаллизации.
Совокупность любых самопроизвольных процессов изменения плотности и распределения дефектов в деформированных кристаллах до начала рекристаллизации называют возвратом.
Если возврат протекает без образования и миграции субграниц внутри деформированных зерен, то его называют возвратом первого рода, или отдыхом.
Если же при возврате внутри деформированных кристаллитов формируются и мигрируют малоугловые границы, то его называют возвратом второго рода, или
полигонизацией.
6
Отдых
Скорость отдыха максимальна в начальный момент и непрерывно уменьшается с увеличением времени изотермической выдержки Характерная особенность отдыха – отсутствие инкубационного периода.
Межузельные атомы аннигилируют на краевых дислокациях и при встрече с вакансиями. Вакансии мигрируют к дислокациям и границам зерен и здесь аннигилируют.
Другие процессы при отдыхе – перегруппировка дислокаций и взаимная аннигиляция дислокаций разного знака. Во время перегруппировок дислокации разного знака, встречаясь, аннигилируют и общая плотность дислокаций несколько снижается.
Схема изменения физических свойств при отдыхе
7
Полигонизация
Образование дислокационных стенок – энергетически выгодный процесс, который должен идти самопроизвольно. Однако для его развития необходима термическая активация.
Схема полигонизации: а – хаотичное распределение краевых дислокаций в изогнутом кристалле; б – стенки из дислокаций после полигонизации
Дислокационные стенки в изогнутом кристалле образуются в результате сочетания процессов скольжения и переползания дислокаций. Скорость переползания – наиболее медленного процесса – определяет скорость выстраивания дислокаций в стенки.
Стенка из дислокаций одного знака является малоугловой границей.
Полигонизацией называют образование разделенных малоугловыми границами субзерен путем перераспределения дислокаций.
8
Два механизма укрупнения субзерен:
–миграция субграниц;
–коалесценция субзерен.
Вукрупнении субзерен миграцией субграниц, как и в их формировании на первых этапах полигонизации, переползание – самый медленный процесс – играет ведущую роль.
Схема срастания соседних малоугловых границ, приводящего к укрупнению субзерен
9
Укрупнение субзерен путем коалесценции
Стадии коалесценции двух субзерен: а – структура до коалесценции; б – поворот одного субзерна; в – структура сразу же после коалесценции; г – конечная структура после выпрямления субграниц вследствие миграции
10