Доменное пр-во
Электрометаллургия
Конвертерное пр-во
Разливка стали
Популярные материалы

Возврат и рекристаллизация металла при его обработке

При нагреве упрочненного металла или сплава в нем происходят обратимые процессы, приводящие к частичной или полной потере прочности. При нагреве металла повышается кинетическая энергия атомов, усиливаются их тепловые колебания, вследствие чего атомы получают возможность возвращаться в равновесное состояние.

Нагрев упрочненного металла до сравнительно невысоких температур - (0,25-0,30) Тпл - обеспечивает частичное снятие внутреннего напряжения, а следовательно, и некоторое восстановление пластических свойств. Это явление называется возвращением (отдыхом).

Схема изменения структуры металла после холодной деформации и нагрева
Рисунок. 1.9. Схема изменения структуры металла после холодной деформации и нагрева:
а - до деформации, б - после деформации; в - после возвращения г - после рекристаллизации

Как видно из рис. 1.9, в в результате возвращения форма и ориентировка зерен, созданная деформацией, не меняется, а кристаллическая решетка восстанавливается.

Возвращение повышает сопротивление металла коррозии и резко уменьшает склонность к самопроизвольному растрескиванию, которое, например, особенно часто наблюдается в латунных деталях, полученных холодной штамповкой. При нагреве упрочненного металла выше температуры возврата в нем протекает процесс рекристаллизации (далее "Р.")

При температуре Р. энергетический потенциал атомов достигает такой величины, что они получают возможности перегруппировки и интенсивного обмена местами. В результате этого при рекристаллизации восстанавливается микроструктура металла (Рис. 1.9, г). После Р. исчезает упорядоченное ориентировки зерен и металл приобретает первоначальные свойств.

Процесс рекристаллизации протекает со скоростью, зависящей от температуры и степени деформации, и чем выше температура и степень предварительной деформации, тем больше скорость рекристаллизации.

Температура начала Р. зависит от состава сплава и степени деформации. А.А. Бочвара установил зависимость между температурой начала рекристаллизации Тр и абсолютной температурой плавления Тпл и выразил это в виде эмпирической формулы

  • Тр = 0,4Тпл (1.1);

Формула не учитывает влияния степени деформации на температуру Р..

Связь между величиной зерна, степени деформации и температурой рекристаллизации изображается объемными диаграммами получаемыми экспериментальным путем для каждого металла или сплава. Диаграмма рекристаллизации дает возможность проследить за изменением структуры сплава при данных условиях обработки давлением и выбрать как температуру, так и степень деформации, обеспечивающие получение желаемой величины зерна.

На рис. 1.10, а приведена диаграмма Р. железа, деформированного в холодном состоянии. Она показывает, что с увеличением степени деформации величина зерна уменьшается, а температура Р. снижается; с повышением температуры рекристаллизации при данной ступени деформации зерно растет. При больших степенях деформации Тр не оказывает заметного влияния на рост зерна. Диаграммы рекристаллизации для других металлов и сплавов имеют аналогичный характер.

Тр дает возможность установить границы температуры горячей и холодной обработок металлов давлением. Если обработка давлением происходит при температурах ниже Тр и сопровождается клеветой, то такая обработка называется холодной. Если обработка давлением происходит при температуре выше Тр и не сопровождается клеветой, то она называется горячей.

Диаграммы рекристаллизации
Рисунок.1.10. Диаграммы рекристаллизации:
а - для железа, деформированного в холодном состоянии, б - для низкоуглеродистой стали деформированной в горячем состоянии

Источник [1] → список литературы.


Вернуться в начало раздела: Обработка металла давлением (ОМД)
Вернуться на главную: Черная металлургия