Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла: возврат и рекристаллизация

Территория рекламы

Деформированный металл находится в неравновесном состоянии. Переход к равновесному состоянию связан с уменьшением искажений в кристаллической решетке, снятием напряжений, что определяется возможностью перемещения атомов.

При низких температурах подвижность атомов мала, поэтому состояние наклепа может сохраняться неограниченно долго.

При повышении температуры металла в процессе нагрева после пластической деформации диффузия атомов увеличивается и начинают действовать процессы разупрочнения, приводящие металл в более равновесное состояние – возврат и рекристаллизация.

Возврат. Небольшой нагрев вызывает ускорение движения атомов, снижение плотности дислокаций, устранение внутренних напряжений и восстановление кристаллической решетки

Процесс частичного разупрочнения и восстановления свойств называется отдыхом (первая стадия возврата). Имеет место при температуре

..

Возврат уменьшает искажение кристаллической решетки, но не влияет на размеры и форму зерен и не препятствует образованию текстуры деформации.

Полигонизация - процесс деления зерен на части: фрагменты, полигоны в результате скольжения и переползания дислокаций.

При температурах возврата возможна группировка дислокаций одинаковых знаков в стенки, деление зерна малоугловыми границами (рис. 8.3).

Рис. 8.3. Схема полигонизации: а - хаотическое расположение краевых дислокаций в деформированном металле; б - дислокационные стенки после полигонизации.

В полигонизированном состоянии кристалл обладает меньшей энергией, поэтому образование полигонов — процесс энергетически выгодный.

Процесс протекает при небольших степенях пластической деформации. В результате понижается прочность на (10…15) % и повышается пластичность (рис.8.4). Границы полигонов мигрируют в сторону большей объемной плотности дислокаций, присоединяя новые дислокации, благодаря чему углы разориентировки зерен увеличиваются (зерна аналогичны зернам, образующимся при рекристаллизации). Изменений в микроструктуре не наблюдается (рис.8.5 а). Температура начала полигонизации не является постоянной. Скорость процесса зависит от природы металла, содержания примесей, степени предшествующей деформации.

Рис. 8.4. Влияние нагрева деформированного металла на механические свойств

Рис. 8.5. Изменение структуры деформированного металла при нагреве

При нагреве до достаточно высоких температур подвижность атомов возрастает и происходит рекристаллизация.

Рекристаллизация - процесс зарождения и роста новых недеформированных зерен при нагреве наклепанного металла до определенной температуры.

Нагрев металла до температур рекристаллизации сопровождается резким изменением микроструктуры и свойств. Нагрев приводит к резкому снижению прочности при одновременном возрастании пластичности. Также снижается электросопротивление и повышается теплопроводность.

1 стадия - первичная рекристаллизация (обработки) заключается в образовании центров кристаллизации и росте новых равновесных зерен с неискаженной кристаллической решеткой. Новые зерна возникают у границ старых зерен и блоков, где решетка была наиболее искажена. Количество новых зерен постепенно увеличивается и в структуре не остается старых деформированных зерен.

Движущей силой первичной рекристаллизации является энергия, аккумулированная в наклепанном металле. Система стремится перейти в устойчивое состояние с неискаженной кристаллической решеткой.

2 стадия - собирательная рекристаллизация заключается в росте образовавшихся новых зерен.

Движущей силой является поверхностная энергия зерен. При мелких зернах поверхность раздела большая, поэтому имеется большой запас поверхностной энергии. При укрупнении зерен общая протяженность границ уменьшается, и система переходит в более равновесное состояние.

Температура начала рекристаллизации связана с температурой плавления

,

для металлов

для твердых растворов

для металлов высокой чистоты

На свойства металла большое влияние оказывает размер зерен, получившихся при рекристаллизации. В результате образования крупных зерен при нагреве до температуры t1 начинает понижаться прочность и, особенно значительно, пластичность металла.

Основными факторами, определяющими величину зерен металла при рекристаллизации, являются температура, продолжительность выдержки при нагреве и степень предварительной деформации (рис. 8.6).

Рис. 8.6. Влияние предварительной степени деформации металла на величину зерна после рекристаллизации

С повышением температуры происходит укрупнение зерен, с увеличением времени выдержки зерна также укрупняются. Наиболее крупные зерна образуются после незначительной предварительной деформации 3…10 %. Такую деформацию называют критической. И такая деформация нежелательна перед проведением рекристаллизационного отжига.

Практически рекристаллизационный отжиг проводят для малоуглеродистых сталей при температуре 600…700°C, для латуней и бронз - 560…700°C, для алюминевых сплавов - 350…450°C, для титановых сплавов - 550…750°C.

← Предыдущая
Страница 1
Следующая →

Скачать

Lektsii_po_materialovedeniyu.doc

Lektsii_po_materialovedeniyu.doc
Размер: 1.7 Мб

Бесплатно Скачать

Пожаловаться на материал

Материаловедение. Особенности атомно-кристаллического строения металлов. Кристаллизации металлов. Методы исследования металлов. Общая теория сплавов. Строение, кристаллизация и свойства сплавов. Диаграмма состояния. Диаграммы состояния двухкомпонентных сплавов. Нагрузки, напряжения и деформации. Механические свойства. Механические свойства (продолжение).Технологические и эксплуатационные свойства. Конструкционная прочность материалов. Особенности деформации поликристаллических тел. Наклеп, возврат и рекристаллизация. Железоуглеродистые сплавы. Диаграмма состояния железо-углерод. Стали. Классификация и маркировка сталей. Чугуны. Диаграмма состояния железо-графит. Строение, свойства, классификация и маркировка серых чугунов. Виды термической обработки металлов. Основы теории термической обработки стали. Методы упрочнения металла.

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Искать ещё по теме...

Эта тема принадлежит разделу:

Материаловедение

Материаловедение. Особенности атомно-кристаллического строения металлов. Кристаллизации металлов. Методы исследования металлов. Общая теория сплавов. Строение, кристаллизация и свойства сплавов. Диаграмма состояния. Диаграммы состояния двухкомпонентных сплавов. Нагрузки, напряжения и деформации. Механические свойства. Механические свойства (продолжение).Технологические и эксплуатационные свойства. Конструкционная прочность материалов. Особенности деформации поликристаллических тел. Наклеп, возврат и рекристаллизация. Железоуглеродистые сплавы. Диаграмма состояния железо-углерод. Стали. Классификация и маркировка сталей. Чугуны. Диаграмма состояния железо-графит. Строение, свойства, классификация и маркировка серых чугунов. Виды термической обработки металлов. Основы теории термической обработки стали. Методы упрочнения металла.

К данному материалу относятся разделы:

Металлы, особенности атомно-кристаллического строения

Понятие об изотропии и анизотропии

Аллотропия или полиморфные превращения

Магнитные превращения

Строение реальных металлов. Дефекты кристаллического строения

Механизм и закономерности кристаллизации металлов

Условия получения мелкозернистой структуры

Строение металлического слитка

Определение химического состава

Изучение структуры

Физические методы исследования

Понятие о сплавах и методах их получения

Основные понятия в теории сплавов

Особенности строения, кристаллизации и свойств сплавов: механических смесей, твердых растворов, химических соединений

Классификация сплавов твердых растворов

Кристаллизация сплавов

Диаграмма состояния

Диаграмма состояния сплавов с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии (сплавы твердые растворы с неограниченной растворимостью)

Диаграмма состояния сплавов с отсутствием растворимости компонентов в компонентов в твердом состоянии (механические смеси)

Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии

Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых образуют химические соединения

Диаграмма состояния сплавов, испытывающих фазовые превращения в твердом состоянии (переменная растворимость)

Связь между свойствами сплавов и типом диаграммы состояния

Физическая природа деформации металлов

Природа пластической деформации

Дислокационный механизм пластической деформации

Разрушение металлов

Механические свойства и способы определения их количественных характеристик

Механические свойства и способы определения их количественных характеристик: твердость, вязкость, усталостная прочность

Твердость по Бринеллю ( ГОСТ 9012)

Метод Роквелла ГОСТ 9013

Метод Виккерса

Метод царапания

Динамический метод (по Шору)

Влияние температуры

Способы оценки вязкости

Оценка вязкости по виду излома

Эксплуатационные свойства

Конструкционная прочность материалов

Особенности деформации поликристаллических тел

Влияние пластической деформации на структуру и свойства металла: наклеп

Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла: возврат и рекристаллизация

Структуры железоуглеродистых сплавов

Компоненты и фазы железоуглеродистых сплавов

Процессы при структурообразовании железоуглеродистых сплавов

Структуры железоуглеродистых сплавов

Влияние углерода

Влияние примесей

Назначение легирующих элементов

Распределение легирующих элементов в стали

Классификация и маркировка сталей

Качественные углеродистые стали

Сталь У10А

Легированные конструкционные стали

Легированные инструментальные стали

Быстрорежущие инструментальные стали

Шарикоподшипниковые стали

Классификация чугунов

Диаграмма состояния железо – графит

Процесс графитизации

Строение, свойства, классификация и маркировка серых чугунов

Влияние состава чугуна на процесс графитизации

Влияние графита на механические свойства отливок

Положительные стороны наличия графита

Серый чугун

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом

Ковкий чугун

Отбеленные и другие чугуны

Виды термической обработки металлов

Превращения, протекающие в структуре стали при нагреве и охлаждении

Превращение перлита в аустетит

Превращение аустенита в перлит при медленном охлаждении

Закономерности превращения

Промежуточное превращение

Превращение аустенита в мартенсит при высоких скоростях охлаждения

Превращение мартенсита в перлит

Отжиг и нормализация. Назначение и режимы

Отжиг первого рода

Нормализация. Разновидность отжига

Технологические особенности и возможности закалки и отпуска

Химико-термическая обработка стали

Цементация

Цементация в твердом карбюризаторе

Газовая цементация

Структура цементованного слоя

Термическая обработка после цементации

Азотирование

Цианирование и нитроцементация

Диффузионная металлизвция

Термомеханическая обработка стали

Поверхностное упрочнение стальных деталей

Закалка токами высокой частоты

Газопламенная закалка

Старение

Обработка стали холодом

Упрочнение методом пластической деформации

Конструкционные стали

Легированные стали

Влияние элементов на полиморфизм железа

Влияние легирующих элементов на превращение перлита в аустенит

Влияние легирующих элементов на превращение переохлажденного аустенита

Влияние легирующих элементов на мартенситное превращение

Влияние легирующих элементов на превращения при отпуске

Классификация легированных сталей

Классификация конструкционных сталей

Углеродистые стали

Цементуемые стали

Улучшаемые стали

Улучшаемые легированные стали

Высокопрочные стали

Пружинные стали

Шарикоподшипниковые стали

Стали для изделий, работающих при низких температурах

Износостойкие стали

Автоматные стали

Стали для режущего инструмента

Углеродистые инструментальные стали (ГОСТ 1435)

Легированные инструментальные стали

Быстрорежущие стали

Стали для измерительных инструментов

Штамповые стали

Стали для штампов холодного деформирования

Стали для штампов горячего деформирования

Твердые сплавы

Алмаз как материал для изготовления инструментов

Коррозия электрохимическая и химическая

Классификация коррозионно-стойких сталей и сплавов

Хромистые стали

Жаростойкость, жаростойкие стали и сплавы

Жаропрочность, жаропрочные стали и сплавы

Классификация жаропрочных сталей и сплавов

Медь и ее сплавы

Титан и его сплавы

Области применения титановых сплавов

Алюминий и его сплавы

Алюминиевые сплавы

Деформируемые сплавы, не упрочняемые термической обработкой

Деформируемые сплавы, упрочняемые термической обработкой

Литейные алюминиевые сплавы

Магний и его сплавы

Деформируемые магниевые сплавы

Литейные магниевые сплавы

Медь и ее сплавы

Латуни

Бронзы

Композиционные материалы

Материалы порошковой металлургии

Пористые порошковые материалы

Прочие пористые изделия

Конструкционные порошковые материалы

Спеченные цветные металлы

Электротехнические порошковые материалы

Магнитные порошковые материалы

Похожие материалы:

Иностранный язык (Английский). Сборник текстов и заданий

Сборник текстов и заданий для подготовки бакалавров заочного обучения по направлению Землеустройство и кадастры. Английский язык.

Экономикалық бөлім

 Электронды сәулелік балқытып біріктіру көмегімен қатты буазды гироскопты дайындау технологиясының өңделуінен бастап, орындалуына дейін нәтижені бағалау

Литература Китая. Древнекитайская философская проза

Требования к оформлению письменных работ

Требования к оформлению письменных работ. Методические рекомендации для студентов и преподавателей Мурманского технологического колледжа сервиса.

Менеджмент

История менеджмента. Организации. Содержательные теории мотивации. Групповая динамика. Теории лидерства. Конспект лекций.