2.2. Возврат и рекристаллизация

Металл после холодной пластической деформации в сравнении с недеформированным имеет повышенный запас энергии, структурное сос­тояние его неустойчиво, хотя при комнатной температуре для большин­ства металлов она может сохраняться весьма долго.

В таком металле при нагреве даже на невысокие температуры на­чинают протекать процессы, приводящие его в более устойчивое состояние. Чем выше температура нагрева, а следовательно, чем больше под­вижность атомов и дефектов строения (то есть интенсивность диффузи­онных процессов), тем в большей степени деформированный металл приближается к состоянию структурного равновесия.

Процессы, протекающие в наклепанном металле при нагреве под­разделяют на возврат I и П-го рода, первичную и собирательную рекристаллизации.

Возврат 1-го рода ("отдых") протекает при температурах ниже 0,2 Т_ПЛ . Изменений в микроструктуре не наблю­дается. Наклеп снимается (уменьшается) на 10... 15 %.

Возврат П-го рода (полигонизация) происхо­дит при температурах примерно (0,2...0,3)Т_ПЛ . Изменений в микро­структуре также не обнаруживается. Наклеп в большинстве случаев снижается на 20...30 %.

Первичная рекристаллизация - процесс замены деформированных зерен другими более совещенными (мелкими, равноосными) зернами той же фазы.

Температура, при которой происходит такой процесс, называют температурой первичной рекристаллизации. Ориентировочно эту темпе­ратуру при значительных степенях деформации металлов определяют по формуле:

Т_Р=αТ_ПЛ ,

где α - коэффициент, зависящий от содержания примесей в металле и состава сплава ;

Т_ПЛ - температура плавления, К.

В технически чистых металлах первичная рекристаллизация про­исходит при температурах порядка (0,3...0,4)Т_пл. При этих температу­рах в деформированном металле зарождаются центры (зародыши) пере­кристаллизации, на базе которых растут новые равноосные мелкие зер­на. Наклеп практически полностью снимается.

Собирательная рекристаллизация - процесс роста одних рекристаллизованных зерен за счет других пу­тем миграции границ зерен. Зерна укрупняются более или менее рав­номерно. Собирательная рекристаллизация протекает при температу­рах существенно выше температуры первичной рекристаллизации.

3. Методические указания к выполнению работы

3.1. Необходимые материалы и оборудование

1. Для выполнения работы выдаются заранее подготовленные об­разцы металла:

- образец №1 - не подвергавшийся деформации;

- образец №2 - деформирован осадкой на прессе нагрузкой 10 тонн;

- образцы № 3 - № 6 - деформированы нагрузкой 20 тонн. Примечание. Все образцы одной марки от единого прутка, которые до деформации имели одни и те же размеры.

2. Штангенциркуль или линейка для измерения размеров образцов.

3. Напильник, шлифовальная бумага с разной зернистостью абразива для предварительной механической обработки и подготовки об­разцов к полированию шлифов.

4. Полировальный станок, суспензия порошка окиси хрома для полировки шлифов.

5. Реактив (3...5 % азотной кислоты в спирте) для травления и выявления микроструктуры изучаемых образцов; фильтровальная бу­мага для сушки шлифов после промывания в воде.

6. Металлографический микроскоп для изучения микроструктуры.

7. Электропечи для проведения тепловой обработки наклепанных образцов.