10. Наклеп и рекристаллизация. Холодная и горячая пластическая деформация.

Изменение свойств металлов, вызванное деформацией в холодном состоянии, называется наклепом. Состояние наклепа объясняется изменением нормальной кристаллической решетки, т. е. сдвигами ее частиц под влиянием внешних воздействий.Холодной обработке давлением подвергают листовые и полосовые заготовки из низкоуглеродистой стали, из цветных металлов и сплавов. Преимущества холодной обработки давлением — чистая поверхность и высокая точность изделий.Если изменение свойств металла под влиянием холодной обработки нежелательно, наклеп может быть устранен путем нагревания изделий.

Уже при невысокой температуре (для стали 200—300° С) измененная холодной обработкой кристаллическая решетка частично восстанавливается, и в наклепанном слое понижается прочность и твердость, возрастает пластичность. Эти явления называются   возвратом.При более высоком нагреве происходит  рекристаллизация, т. е. образование новых зерен взамен деформированных,  частичное восстановление структуры металла и возвращение первоначальных свойств.Установлено, что наименьшая температура для рекристаллизации  железа 450° С, меди 270° С, алюминия и магния 100° С, вольфрама 1200° С.Легкоплавкие металлы — олово, цинк, кадмий и другие — имеют низкую температуру рекристаллизации. Например, температура начала рекристаллизации у цинка 0° С, свинца 30° С и т. п. Поэтому у таких металлов при обычной температуре явлений наклепа при холодной обработке давлением не возникает.Температура рекристаллизации не является постоянной для каждого металла и зависит: от степени деформации (чем больше деформация, тем нагревание должно быть выше); от времени выдержки (чем выдержка при температуре рекристаллизации продолжительнее, тем легче протекает процесс рекристаллизации);от величины зерна (для крупнозернистого металла температура должна быть выше, чем для мелкозернистого).

Холодной деформацией называют обработку давлением при температурах ниже температуры начала рекристаллизации. При холодной деформации рекристаллизация не происходит. Металл упрочняется, приобретает волокнистое строение. Зерна вытягиваются в направлении действующей силы (образуется текстура деформации).

Горячей деформацией называют обработку давлением при температурах выше температуры начала рекристаллизации. В этом случае одновременно с деформацией происходит рекристаллизация металла: деформированные зерна практически мгновенно заменяются новыми равноосными. Высокая пластичность и низкая твердость и прочность сохраняются в течение всего процесса деформации. Наклепа не происходит.

11. Улучшаемые стали.

Улучшаемымые конструкционные стали – среднеуглеродистые стали, содержащие 0,3—0,5 % углерода и легирующие элементы обычно в количестве не более 5 %, которые используют после операции так называемого «улучшения», состоящей из закалки и высокого отпуска. Закалку таких сталей обычно проводят в масле. Температура отпуска составляет 550—650 °С. После термообработки улучшаемые стали имеют структуру, хорошо воспринимающую ударные нагрузки. Улучшаемые стали имеют высокую прочность, вязкость, малую чувствительность к концентраторам напряжений и хорошую прокаливаемость. Обычное содержание кремния в улучшаемых сталях составляет 0,17—0,37%, марганца — 0,5—0,8 %, и менее 0,035% фосфора и серы. К этой группе относятся: углеродистые стали марок 35, 40, 45; хромистые стали марок 30Х, 40Х; хромистые стали, дополнительно легированные еще одним или двумя элементами: 30ХМ, 40ХГ, З0ХГТ хромансили 20ХГС, ЗОХГС хромоникелевые стали, содержащие до 1,5 % Ni: 40ХН, 40ХНМ комплекснолегированные стали, содер¬жащие 3—4 % Ni; 38ХНЗМ, 38ХНЗМФА. Из сталей этой группы изготовляются сложные по конфигурации детали, подвергаемые ударным нагрузкам. Их недостаток состоит в склон¬ности к флокенообразованию и трудности обработки резанием. Высокопрочные стали Высокопрочными называют стали с временным сопротивлением более 1500 МПа. Современными направлениями достижения высокопрочного состояния без снижения работоспособности конструкций являются такие методы упрочняющей обработки стали, как термомеханическая обработка, и использование таких новых высокопрочных материалов, как мартенситностареющие стали (МСС) и ПНП-стали — (ПНП — пластичность, наведенная превращением).