Наклеп, возврат, рекристаллизация

Под наклепом понимают укрепление металла при пластической деформации. Это структурное изменение происходит в детали при обработке давлением. При пластической деформации происходит изменение формы и размеров кристаллов, изменение их пространственной кристаллографической ориентации, изменение внутреннего строения зерен. Под действием нагрузки (волочение, прокатка) зерна вытягиваются в направлении действия нагрузки. При высоких степенях деформации в пределе структура становится волокнистой, одновременно с вытягиванием зерен происходит пространственная кристаллографическая ориентация кристаллографических плоскостей относительно опред. кристаллографических направлений.

Закономерная ориентация наз. кристаллографической текстурой. Текстура опред. анизотропию. Пластическая деформация приводит к повышению плотности дефектов кристал. строения – вакансии, дислокации. В ряде случаев при пластич. деф. может образ. ячеистая структура, увеличиваться уровень напряжения в металле.

При небольших степенях деформ. прочностные хар. мало измен., повышается предел текучести металла, однако интенсивно снижаются хар. пластичности (относительное сужение, растяжение).

Если прочностные хар. увеличиваются в 1,5-2 раза, то хар. пластичности снижаются в 10-20 раз.

Холодная пластич. деформ. переводит металл в неравновесное расстояние с запасом свободной энергии. Нагрев – к стремлению сист. уменьшить свободную эн. В структуре – изменение, кот. подразделяются на процессы:

· Возврата

· Рекристаллизации

Совокупность любых самопроизвольных процессов:

· Изменение плотности

· Распределение дефектов

В структуре металлов до начала рекристаллов наз. возвратом:

· Отдых

Низкая tͦ разновид. возврата, при отдыхе – уменьшение точечных деф. Дислокации перемещаются по мокальному хар.

· Полигонизация

В результате полигонизации в структуре деф. зерен образ. субзерна размером с четко выраженными дислокационными границами.

Возврат несколько изменяет мех. Св-ва кристалла. Прочность падает, пластичность увеличивается. При более высоких темп. начинается процесс рекристаллизации. На фоне вытянутых деф.зерен появл. Центры рекристаллизации (зародыши), кот. разрастаясь «поедают» деф. Матрицу, в конечном итоге образ. структура – равновесных кристаллов. Образ. и рост зерен с более идеальной структурой окруж. большеугловыми границами за счет деф. зерен той же фазы наз. первичной рекристаллизацией или рекристаллизацией обработки. Дальнейший нагрев приводит к росту отдельных зерен, имеющих наиболее благородную ориентацию за счет близлежащих зерен –собирательная рекристаллизация.

Τ рекр. Зависит от Τ плавления, а рост зерна после рекр. зависит от Τ, продолжительности отжига, природы металла, степени предварительной деформации.

После небольших темп. и степени деформации рекр. не происходит. После степени деф. От ε 3-15% нагрев приводит к резкому возрастанию размеров зерна, размер кот. превышает размеры зерна до деф. Это наз. критической степенью.

Деформация выше критической и послед. рекр. отжиг приводит к росту уже сформ. зерен за счет близлежащих зерен.

Рекр. приводит к процессам обратным холодной пластической деформации. После рекр. исчезает текстуа деформации, снижается кол-во дефектов кристал. строения – вакансий и дислокаций. Вместе с тем рекр. может привести к возникновению текстуры рекр., тогда отдельные зерна, имеющие наиболее благоприятную ориентацию ростут за счет близлежащих зерен.

По Τ дефор. различают:

· Холодную

При Τ< и сопровождается наклепом

· Горячую

При Τ> , наклеп, возникающий при дефор. сразу снимается рекр-ей, поэтому упрочнение металла не происходит.