Возврат и рекристаллизация

В результате деформации металл упрочняются за счет искажения кристаллической структуры зерен, сопровождающегося повышением уровня остаточных напряжений. Упрочнение металла, вызванное наклепом, называют нагартовкой. Наклёпанное состояние металла характеризуется повышенной потенциальной энергией атомов, смещенных из положения равновесия в результате упругой и пластической деформации. При комнатной температуре состояние наклепа может сохраняться неограниченно долго.

При нагревании атомам сообщается дополнительная энергия, позволяющая перейти в положение устойчивого равновесия.

При нагреве чистых металлов до температуры (0,2…0,3)Т_пл (температуры плавления в градусах К) в наклепанном металле проходит процесс возврата, совершающийся в две стадии: сначала происходит некоторое уменьшение вакансий и перегруппировка дислокаций, а затем полигонизация – фрагментация имеющихся кристаллитов на субзерна (полигоны) с образованием малоугловых границ. Обе стадии не приводят к заметным изменениям микроструктуры, наблюдаемой в световом микроскопе. Возврат приводит к снижению внутренних напряжений, полученных при деформировании; при этом механические свойства частично возвращаются в направлении их уровня до наклепывания, а электросопротивление восстанавливается полностью.

а б в г д

Рис. 20. Изменение микроструктуры поликристаллического металла

при деформации (а – г) и рекристаллизации (д)

 

При нагреве выше 0,4Т_пл у чистых металлов протекает процесс рекристаллизации; при этом из вытянутых в результате деформации зерен образуются новые мелкие и равноосные – рис. 20; полностью снимаются внутренние напряжения и все свойства возвращаются к уровню предшествовавшему деформированию.

В сплавах рекристаллизацию проводят при температурах (0,7…0,75)Т_пл.

Рекристаллизационным отжигом называют термическую обработку, которую производят перед или между операциями холодной пластической деформации (прокатка, штамповка, волочение) для повышения пластичности и увеличение допустимых степеней деформации*.