Определенность формы—характерное свойство твердых тел в отличие от газов и жидкостей, которые собственной формы не имеют и при
Деформация поликристаллических веществ. Влияние ОМД на структуру и свойства металла
жүктеу/скачать 0.86 Mb.
|
| Деформация поликристаллических веществ. Влияние ОМД на структуру и свойства металла
Реальные металлы в литом или отожженном состоянии представляют поликристаллы, состоящие из большого числа связанных между собой беспорядочно ориентированных зерен. Благодаря хаотичности расположения зерен поликристалл не проявляет анизотропии свойств, характерной для каждого зерна в отдельности. Такие вещества называют квазийзотропными (с кажущейся изотропностью). Анизотропия, свойств поликристаллов находится в скрытом состоянии и может проявиться при упорядочении, ориентировки составляющих его кристаллитов. Располагающийся по границам зерен слой металла толщиной 1—2 мкм обогащен примесями. На границах зерен, скопляются дефекты кристаллической решетки, поэтому механические и физические свойства межкристаллитных прослоек и самих зерен существенно отличаются. В зависимости от температуры, скорости деформации и структурного состояния поликристалла более прочным может оказаться или зерно, или межкристаллитная прослойка, поэтому при разрушении поликристалла отделение одной части от другой может произойти или по границам зерен — межкристаллитное разрушение, или по сечению зерен — внутрикристаллитное разрушение. Решающую роль в пластической деформации поликристалла выполняют также сдвигающие напряжения, возникающие от действия внешних сил. В процессе пластической деформации зерна вытягиваются в направлении общего удлинения поликристалла, образуя волокнистую структуру Каждое зерно приобретает предпочтительную ориентировку по отношению к направлению действующей силы. Появляющаяся таким образом общая кристаллографическая направленность всех зерен, приводящая к появлению анизотропности в поликристалле, называется текстурой. Глубокие структурные изменения приводят к изменению механических и физических свойств. Деформированный металл становится твердым и хрупким, снижается его электропроводность, повышается растворимость в кислотах, склонность к коррозии, меняются и другие свойства. Комплекс изменений структуры и свойств металла в процессе пластической деформаций называют наклёпом или упрочнением. Последствия наклепа устойчивы лишь при сравнительно низких температурах. При нагреве выше 0,2—0,3 температуры плавления в градусах Кельвина происходит ослабление остаточных напряжений. Этот процесс, сопровождающийся небольшим повышением пластичности и снижением характеристик прочности (предела текучести и прочности), называют отдыхом. При нагреве выше 0,4 температуры плавления (°К) в деформированном металле начинается рекристаллизация, в процессе которой происходит зарождение новых зерен и их рост. Постепенно структура металла обновляется. Образующиеся вновь зерна не имеют вытянутости и какой-либо преимущественной ориентировки. Почти полностью восстанавливаются свойства, характерные для недеформированного металла. Размеры зерен после рекристаллизации зависят от степени предварительной деформации, температуры нагрева и выдержки в нагретом состоянии. Процесс рекристаллизации протекает во времени. Чем выше температура нагрева, тем быстрее проходит рекристаллизация и сильнее изменяются свойства металла. Характер пластической деформации зависит от соотношения процессов упрочнения и разупрочнения. Губкиным С.И. предложено различать виды деформации и, соответственно, виды обработки давлением. Горячая деформация – деформация, после которой металл не получает упрочнения. Рекристаллизация успевает пройти полностью, новые равноосные зерна полностью заменяют деформированные зерна, искажения кристаллической решетки отсутствуют. Деформация имеет место при температурах выше температуры начала рекристаллизации. Неполная горячая деформация характеризуется незавершенностью процесса рекристаллизации, которая не успевает закончиться, так как скорость ее недостаточна по сравнению со скоростью деформации. Часть зерен остается деформированными и металл упрочняется. Возникают значительные остаточные напряжения, которые могут привести к разрушению. Такая деформация наиболее вероятна при температуре, незначительно превышающей температуру начала рекристаллизации. Ее следует избегать при обработке давлением. При неполной холодной деформации рекристаллизация не происходит, но протекают процессы возврата. Температура деформации несколько выше температуры возврата, а скорость деформации меньше скорости возврата. Остаточные напряжения в значительной мере снимаются, интенсивность упрочнения снижается. При холодной деформации разупрочняющие процессы не происходят. Температура холодной деформации ниже температуры начала возврата. Влияние холодной обработки на свойства обрабатываемого металла связано в основном с появлением наклепа. Для наклепанного металла характерны: волокнистая структура, состоящая из вытянутых, деформированных зерен; повышенные показатели твердости и прочности; пониженная пластичность; наличие остаточных напряжений; появление анизотропии свойств. Холодная обработка в чистом виде применяется сравнительно редко. Неполная холодная обработка широко распространена. По влиянию на структуру и свойства обрабатываемого металла она аналогична холодной деформации, но сопровождающий ее процесс отдыха обеспечивает достаточную пластичность для получения больших степеней деформации. Горячая обработка металлов давлением широко распространена в практике. С энергетической точки зрения она представляет наиболее выгодный процесс, так как нагретый металл деформируется легко, обладает хорошей пластичностью, а полученный в результате такой обработки металл имеет однородную структуру и минимум остаточных напряжений. При горячей деформации литого металла происходят его уплотнение, заваривание пузырей и неплотностей, разрушение хрупкой литой структуры. Поэтому свойства деформированного металла несколько выше, чем у литого, как по показателям прочности, так и по показателям пластичности. Неполная горячая обработка приводит к получению неоднородной структуры обрабатываемого металла, что отрицательно сказывается на его свойствах. Поэтому применения такой обработки стараются избегать. жүктеу/скачать 0.86 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|